关键参数加权法对NGH生成条件预测模型的修正.pdfVIP

中国工程热物理学会 编号20001】j7 工程热力学与§g源利用学术会议 关键参数加权法对NGH生成条件预测模型的修正 刘芙蓉王胜杰张文玲李海国 (西安交通大学化学工程学院，中国·西安， 710049) 摘要：奉文在大量实验数据的基础上，考虑到关键参数对生成条件的影响比较大．利用若链参数加枉瞎 对天然气水台物的简化严格分于热力学预测模型进行了修正．恬正结果将学正前的最大误差4sz7减少到修正 ’ 后的最大误差o_737．说明修正的结果较为理想． 天然气水合物(Na删Gas州rale)简称wGH，是指由水和甲烷、乙烷、丙烷等烃分子 以及氮、二氧化碳等非烃分子在一定的条件下所形成的结晶状笼型化合物．自从美国化学家 №LnrI蹦℃hmIdt发现天然气水台物以来，为了解决气体加工、运输、储存过程中生成水台物堵塞 管道和加工设备等问题，人们对天然气水合物的生成条件进行了广泛的研究，特别是七十年代 电子计算机被广泛应用以来．水台物的生成条件的预测越来越受到重视。到目前为止，己开发 出多种确定天然气水台物生成条件的方法，目前最常用的模型是简化的严格分子热力学模型． 但其计算精度相对于实验结果还存在较大的误差。奉文在经典热力学的基础上用c++编写了水 台物生成条件的预测程序，井经过对太量的实验数据进行分析．考虑到关键参数压力对生成条 件的彤响较大，对数学模型用关键参数加权法进行修正．得出较为满意的结果． 基于分子热力学模型的计算方法 计算天然气水台物生成条件的热力学模型最早是由Ⅷ1d盯Ⅵ，勰b和P址眦uw基r stackeIbe曙等用X．射线对水合物结构和组成观测的结果以及L丑遐删血吸附理论的基础上提出 来的Ⅲ．近十几年来．很多研究者先后对它又进行了改进和修正．并在国外的一些天然气水台 物计算软件中得到了应用。 天然气水台物生成条件的严格分子热力学模型是将宏观的相态行为与分子间的相互作用联 系起来，在统计热力学的基础上提出的。 根据相平衡热力学的基本规律，对水合物生成的相平衡体系，一定满足：水在承合物【H) 相中的化学位应等于水在富水相(称w相)中的化学位．即 ““=“” (】) 若以水在口相的化学位“9为基准，则可写出 口卢一Ⅳ”=Ⅳ，一““ (2) 或者 △““=△“” (3) 根据v锄derwaaIs和Pja№euw的理论，完全空的和填充水台物结晶晶格的水的化学位2 差，可用一简单的气体吸附模型来表示： 2 却“=∥4一∥”=一只71∑一1n(1一∑岛) (4) cn 刘荚蓉：两安交通大学化工系教授(博导)．邮编710049．联系也话：02斗2鲫485．c-nIajI：瑚jl呕孰l【lLcdu gl 吒=q‘巾+∑靠^} (5) ，、 f ／ 。 式中：∥4：筇全窑孵承合物结晶晶格中水音批学位；∥”：填充水台物霸谭I』黾楚!水的化学位； ^：结晶晶格中i型式的空穴数与水分子数的比值，系水台物结构的特性常数：口。：i形 式空穴被j组分分子所占据的分率：C。：j组分在i型空穴中的岬u证常数； ‘：j组分在气相中的逸度，千帕· I^婶珊ir碾辫f常数计入水台物晶格中承—气分子的交互作用．用严格的分子热力学摸型计 算天然气水音街生成条件需要积分求解b咿nui常数．十分浪费机时．为简化计算，文献翻 将CF与温度T通过下式关联：