Peng-Robinson crossover equation of state

• Autorzy: Magdziarz A.

Warianty tytułu

PL

Równanie stanu crossover Penga- Robinsona

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cubic equations of state, widely used in petroleum industry, fails to reproduce the non-analytical, singular behavior of fluids in the critical region, caused by long-scale fluctuation in fluids densities. The asymptotic singular critical behavior of the thermodynamic properties can be described in terms of scaling laws with universal critical exponents and universal scaling functions. In this paper we develop, on the basis of the modern theory of critical phenomena, a cubic crossover equation of state for which incorporates the scaling laws asymptotically close to the critical point and is transformed into the original cubic equation of state far away from the critical point. We use as a starting point one of the most popular in petroleum industry equations of state - Peng-Robinson EOS. Methodology used here to obtain PR crossover EOS is the same, as applied by Kiselev to Patel-Teja EOS. Results obtained from a new equation of state are compared with experimental data for methane and ethane in one- and two phase regions. We show that Peng-Robinson crossover equation of state yields a much better representation of thermodynamic properties of fluids, than the original PR EOS.

PL

Równanie stanu stopnia trzeciego, szeroko stosowane w przemyśle naftowym, zawodzą w opisie nieanalitycznych, osobliwych zachowań płynów w obszarze krytycznym, spowodowanych przez długozasięgowe fluktuacje gęstości płynu. Asymptotyczne osobliwe krytyczne własności termodynamiczne mogą być opisane za pomocą praw skalowania z uniwersalnymi wykładnikami krytycznymi oraz uniwersalnymi funkcjami potęgowymi. W artykule przedstawione zostało równanie stanu crossover stopnia trzeciego sformułowane na bazie współczesnej teorii zjawisk krytycznych. Równanie to łączy ze sobą potęgowe prawa skalowania przy asymptotycznym zbliżaniu się do punktu krytycznego oraz podlega transformacji do oryginalnego równania stanu stopnia trzeciego w oddaleniu od punktu krytycznego. Jako równanie bazowe wybrane zostało jedno z najpowszechniej stosowanych w przemyśle naftowym równań stanu - równanie Penga- Robinsona. Metodologia zastosowana do otrzymania równania stanu crossover Penga- Robinsona jest tożsama z tą zastosowaną przez Kiseleva do równania stanu Patela-Teji. Wyniki uzyskiwane za pomocą nowego równania stanu są porównywane z danymi eksperymentalnymi dla metanu i etanu, w obszarach jedno- i dwufazowym. W artykule zostaje wykazane, że równanie stanu crossover Penga-Robinsona odwzorowuje termodynamiczne właściwości płynów dużo dokładniej niż oryginalne równanie stanu Penga- Robinsona.

Słowa kluczowe

EN

Peng-Robinson equation; equation of state

PL

równanie stanu; równanie Penga-Robinsona

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Wiertnictwo, Nafta, Gaz
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 21/1
• Strony: 255--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr.

Twórcy

autor

Magdziarz A.

• Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH, Kraków,

Bibliografia

• [1] Belyakov M.Y., Kiselev S.B., Rainwater J.C.: Journal of Chemical Physics, 107, 1997, 3085-97
• [2] Chen Z. Y., Abbaci A., Tang S., Sengers J.V.: Physical Review A, 42, 1990, 4470-84
• [3] Chen Z. Y., Albright P.C., Sengers J.V.: Physical Review A, 41, 1990, 3161-77
• [4] Claus P., Kleinrahm R., Wagner W.: Journal of Chemical Thermodynamics, 35, 2003, 159-75
• [5] Fox J.F.: Journal of Statistical Physics, 21, 1979, 243
• [6] Fox J.R.: Fluid Phase Equilibria, 14, 1983, 45-53
• [7] Funke M., Kleinrahm R., Wagner W.: Journal of Chemical Thermodynamics, 34, 2002, 2001-15
• [8] Funke M., Kleinrahm R., Wagner W.: Journal of Chemical Thermodynamics, 34, 2002, 2017-39
• [9] Gorodetsky E., Panfilov M., Kabanov N., Sedykh A.: Near-Critical Models of Thermodynamic Behavior for Gas-Condensate Mixtures. SPE/CERI Gas Technology Symposium, Calgary, Alberta, Canada, 2000
• [10] Handel G., Kleinrahm R., Wagner W.: Journal of Chemical Thermodynamics, 24, 1992, 685-95
• [11] Jin G.X., Tang S., Sengers J.V.: Physical Review E, 47, 1993, 388-402
• [12] Kiselev S.B.: Teplofizika Vys. Temp. (High Temperature), 24, 1986, 375-83
• [13] Kiselev S.B.: Fluid Phase Equilibria, 147, 1998, 7-23
• [14] Kiselev S.B., Ely J.F.: Fluid Phase Equilibria, 174, 2000, 93-113
• [15] Kiselev S.B., Friend D. G.: Fluid Phase Equilibria, 162, 1999, 51-82
• [16] Kleinrahm R., Duschek W., Wagner W.: Journal of Chemical Thermodynamics, 18, 1986, 1103-14
• [17] Kostrowicka-Wyczalkowska A., Anisimov M.A., Sengers J.V.: Fluid Phase Equilibria, 158-160, 1999, 523-35
• [18] McHugh M.A., Krukonis V.J.: Supercritical fluid extraction: principles and practice. Stoneham M.A. (Ed.), Butterworths 1994
• [19] Nicoll J.F., Albright P.C.: Physical Review B, 31, 1985, 4576-89
• [20] Nicoll J.F., Bhattacharjee J. K.: Physical Review B, 23, 1981, 389-401
• [21] Peng D., Robinson D.: Ind. & Eng. Chem. Fund., 15, 1976, 59-64
• [22] Perry R.H., Green D.W.: Perry's Chemical Engineers' Handbook. McGraw-Hill, 1999
• [23] Rose J.L., Monnery W.D., Chong K., Svrcek W.Y.: Fuel 80, 2001, 1101-10
• [24] Sengers J.V., Levelt Sengers J.M.H.: Annual Review of Physical Chemistry, 37, 1986, 189-222
• [25] Trappeniers N.J., Wassenaar T., Abels J.C.: Physica A, 98A, 1979, 289-97
• [26] van Pelt A., Jin G.X., Sengers J.V.: International Journal of Thermophysics, 15, 1994, 687