SRK方程的改进及其在相平衡计算中的应用

摘要

立方型状态方程是相平衡计算中最常用的方程,活度系数法也是相平衡计算的最常用方法.近些年G<'E>混合规则的发展,更是将立方型状态方程与活度系数模型紧密结合起来,使得状态方程法计算相平衡的精度进一步提高,应用范围进一步扩大.但是,由于状态方程本身也存在一些不足,对它进行分析和改进,可以使相平衡计算结果更为准确. 本文从分析SRK方程在计算纯物质饱和蒸气压时的误差规律着手,提出了新的α(T,ω),即:α(T,ω)=1+(0.32877+1.1317ω)(T<'-0.5><,r>-T<,r>).并对比了改进后的SRK方程与原SRK方程在烃类、含氯有机物、含氟有机物、含氧有机物、无机物及水等37种纯物质1447个点的饱和蒸气压预测上的误差,原SRK方程的平均误差为2.521﹪,而改进后的SRK方程的平均误差为1.673﹪.同时,为检验改进后的SRK方程在混合物的相平衡计算中的应用,本文结合MHVl混合规则、UNIFAC活度系数模型,计算了各种二元体系的汽.液相平衡和气.液相平衡.计算了烃类体系、含醇体系、含水体系等二元体系的汽.液相平衡,总计1165个恒温数据点,原SRK方程的平衡压力误差为5.905﹪,改进后的SRK方程的平衡压力误差为4.339﹪:总计801个恒压数据点,原SRK方程的平衡温度误差为1.202℃,改进后的SRK方程的平衡温度误差为0.896℃；总计1808个有汽相组成的数据点,原SRK方程的汽相组成误差为0.02785,改进后的SILK方程的平衡汽相组成误差为0.02202.计算了甲烷、乙烷、氮气等体系的气.液相平衡.其中甲烷与烷烃体系相平衡的899个数据点,原SRK方程预测的平衡压力平均误差为4.939﹪,改进后的SRK方程预测的平衡压力平均误差为3.740﹪；原SRK方程预测的平衡气相组成平均误差为0.01536,改进后的SRK方程预测的平衡气相组成平均误差为0.01352；乙烷与烷烃体系相平衡的190个实验点,原SRK.方程预测的平衡压力平均误差为2.386﹪,改进后的SRK方程预测的平衡压力平均误差为2.235﹪；原SRK方程预测的平衡气相组成平均误差为0.01013,改进后的SRK方程预测的平衡气相组成平均误差为0.01062.并分析了T<,r1时改进的α与原α的函数特征,对改进后的SRK方程为什么能优于原SRK方程作出了解释.各种相平衡计算结果表明,改进后的SRK方程在相平衡的计算中优于原SRK方程.

目录

文摘

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第一章前言

第二章文献综述

2.1状态方程法计算汽(气)-液相平衡(VLE/GLE)

2.1.1维里方程

2.1.2立方型状态方程

2.1.3其它状态方程

2.2活度系数法计算汽-液相平衡(VLE)

2.2.1标准态

2.2.2溶液理论、活度系数模型

2.2.3状态方程法与活度系数法的比较

2.3 GE-EOS-EOS法计算相平衡

2.3.1 Huron-Vidal混合规则

2.3.2 Huron-Vidal混合规则的改进

2.3.3可预测的GE-EOS模型——PSRK模型

2.3.4 GE-EOS法的优点

2.4本文的主要工作

第三章SRK方程的分析与改进

3.1 用SRK方程计算纯物质的饱和蒸气压

3.2用SRK方程的特征及改进

3.3 SRK方程与改进的SRK方程在计算纯物质饱和蒸气压时的比较

3.4 本章小结

第四章 二元汽-液相平衡计算结果

4.1算法流程图及计算机程序设计

4.2汽-液相平衡计算结果

4.2.1含烃体系的汽-液相平衡

4.2.2含醇体系的汽-液相平衡

4.2.3含水体系的汽-液相平衡

4.3本章小结

第五章二元气-液相平衡计算结果

5.1甲烷、乙烷与烷烃的气-液相平衡

5.2 Tr＞1时α的数学特征

5.3其它气-液相平衡计算结果

5.3.1甲烷与非烷烃体系的气-液相平衡

5.3.2乙烷与非烷烃体系的气液相平衡

5.3.3氮气的气-液相平衡

5.4本章小结

第六章结论

符号说明

参考文献

发表论文情况说明

附录

致谢