Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Уравнения Соаве, Ли—Кеслера и Бенедикта—Вебба—Рубина были тщательно проверены. Сасс и др. [76] нашли, что уравнение Бенедикта—Вебба— Рубина дает плохие результаты для смесей этилена с CO2 при высоких давлениях. Возникали также трудности в использовании уравнения Бенедикта—Вебба— Рубина для я-бутана [80], с чем, однако, не согласны Барнер и Адлер [5]. Волы} [102] проиллюстрировал применение уравнения Бенедикта—Вебба—Рубина расчетами для смесей типа природного газа.
116
qof
10
зо
.0,05 0,1 0,5 1 5
приведенное давление pr=p/pc
Рис 5.3. Отклонение энтальпии от идеальногазовой, Z = 0,25 [103].
Для расчета мольных объемов газовых смесей, содержащих неуглеводороды, рекомендуются следующие уравнения:
Уравнение
Уравнения
Таблицы
Барнера — Адлера Суги _ Лю Ли — Кеслера
(3.6.1), (4.4.1) — (4.4.7)
(4.5.1) — (4.5.4)
(3.9.1) — (3.9.4), (4.6.3) -
(4.6.7)
3.4, 4.3 3,5
3.1, 3.2, 3.9
117
O?1 °№ 0,1 ' 0,5 / 5 JO ZO
Приведенное давление Pn = Р/Рс
Рис. 5.4. Отклонение энтальпии от идеальногазовой, Z0 = 0,27 [103].
Ни одно из этих уравнений применительно к смесям, содержащим неуглеводороды, критически не оценивалось. В большинстве случаев для получения точных результатов требуются параметры бинарного взаимодействия.
Приведенные выше уравнения состояния для углеводородных и неуглеводородных смесей отличаются сложностью, и обычно для их эффективного использования нужна ЭВМ. Уравнение состояния Редлиха—Квонга, возможно, несколько менее точное, является более простым по форме. Усеченным вириальньШ уравнением также легче воспользоваться, чем прочими уравнениями состояния, хотя их точность в случае смесей может оказаться низкой, если неточно вычислить перекрестный коэффициент BX2.
118
Изотермические отклонения энтальпии чистых газов и газовых смесей.
W3 всех методов расчета изотермических отклонений энтальпии более других проверен метод Йена—Александера [60, 79, 94, 100, 104]. Гарсиа и Рангель, также Йен [28] провели сравнение рассчитанных значений H—H с более чем 7000 литературными значениями Н°—H чистых газов и газовых смесей. Для не-полярных газов погрешность расчета Н°—H была обычно в пределах 2—3 кал/г. Даже для смесей полярных газов ошибки составляли как правило, менее 6 кал/г.
Применяя для расчета H—H углеводородных газовых смесей модифицированное Соаве уравнение Редлиха—Квонга, а также уравнения Ли—Кеслера и Ли—Эрбара— Эдмистера, можно получить погрешность до 1 кал/г [17, 92, 97]. Достаточно точным является и уравнение Бенедикта—Вебба—Рубина, хотя наилучшие результаты получаются, если допустить, что C0 изменяется с температу-
рой 1),ав комбинационных правилах для смесей используются параметры взаимо-действия. Старлинг и Пауерс [86] сообщили, что для того, чтобы с помощью уравнения Бенедикта—Вебба—Рубина описать экспериментальные данные Н°—H для системы метан—пропан в широком интервале температур с погрещ. ностью, не превышающей 1 кал/г, им пришлось модифицировать уравнение добавив в него три дополнительные константы (т. е. всего их стало 11).
Уравнения состояния Барнера—Адлера и Суги—Лю в отношении точности расчета отклонений энтальпии тщательно не проверялись. Немногочисленные сравнения экспериментальных и расчетных значений, проделанные авторами, показывают, что эти уравнения дают погрешность того же порядка, что и корре'. ляция Йена—Александера. Несколько больших ошибок следует ожидать при применении оригинала уравнения Редлиха—Квонга или усеченного вириального уравнения. Последнее уравнение, однако, может давать высокую точность, если параметр взаимодействия B12 может быть точно рассчитан в виде функции тем-пературы. Хотя уравнение Ли—Кеслера тщательно проверено лишь на углево-дородах, для расчета Н° — H оно представляется более точным [92], чем уравнение Йена и Александера.
Рекомендации. При определении H0— Я газообразных смесей углеводородов (включающих легкие газы, такие как N2, CO2 и H2S) следует пользоваться моди-фицированным Соаве уравнением Редлиха—Квонга, уравнением Ли—Кеслера или уравнением Ли—Эрбара—Эдмистера. Если смесь содержит водород, не следует использовать уравнение Соаве. Даже в широком диапазоне температур и давлений можно ожидать погрешностей, составляющих лишь несколько калорий на грамм.
При вычислении Н° — H газообразных смесей, содержащих неуглеводороды, рекомендуется использовать корреляцию Ли—Кеслера [уравнения (5.4.2)— (5.4.5) или табл. 5.2 и 5.3], корреляцию Йена—Александера (табл. 5.8 или рис. 5.2—5.5) либо уравнения состояния Барнера и Адлера или Суги и Лю. Хотя погрешности, даваемые разными методами, будут отличаться, все же для смесей неполярных газов отклонение расчетных значений Н° — H от экспериментальных должно составлять лишь несколько калорий на грамм.
Уравнение Редлиха—Квонга или усеченное вириальное уравнение состояния просты в употреблении и могут быть полезны в том случае, когда нужно проводить многократные итеративные расчеты. Однако усеченное вириальное уравнение состояния можно использовать только при низких и умеренных плотностях.
Все приведенные выше корреляции могут быть применены до линии насыщенного пара 2). Вблизи линии насыщения и в критической области следует ожидать увеличения ошибок. При очень высоких давлениях может быть использована корреляция Бреедвельда и Праусница [10].
