Оценка сжатого объемов жидкости для спиртов и диолов

Эквивалентной критического давления могут быть использованы в уравнение Thomson, чтобы точно вычислить сжатых томах для сильно полярных жидкостей при высоких давлениях

ЗНАНИЕ сжатых томах ЖИДКОСТЬ, V, имеет важное значение при высоком давлении обработки (более 50 бар), и в частности, в проектировании и эксплуатации насосов высокого давления для всех жидкостей в химической промышленности процесса. Объемно-передачи и энергетические характеристики таких насосов находятся под сильным влиянием объемной изотермической сжимаемости жидкости, К. все жидкости будет сжимать существенно при высоких давлениях. Например, V метанола в 1000 бар и 100 ° C составляет около 12% меньше, чем при атмосферном давлении.

Одним из наиболее общих и полезных уравнений для оценки V и К Thomson и др.. Уравнение (J). Это уравнение, как правило, применимое к неполярных и умеренно полярных соединений, таких как углеводороды и обычных растворителей, но переоценивает V для спиртов и диолов при высоких давлениях основном потому, что не учитывает этих соединений "относительно больших периферический факторов, экстремальных полярных и сильных водородных связей .

Представленные здесь способ изменить уравнение Thomson так, что она обеспечивает более точные оценки V для спиртов и диолов при высоких давлениях. Методика включает в себя замену параметра, называется эквивалентной критическое давление, P ^ ^ се к югу, в уравнение Thomson вместо фактических критическое давление, P ^ с ^ к югу, чтобы дать возможность реального поведения спиртов и диолов, в то время сохраняя при этом основные формы уравнения Томсона. Расчетные значения P ^ ^ се югу постоянные для каждого соединения класса: один значение P ^ ^ се югу был найден на труд для всех спиртов, а другой был найден работать диолов. Значения P ^ ^ к югу се были найдены замены экспериментально полученного значения V / V ^ 1 к югу ^ (где V ^ S ^ к югу является насыщенной жидкости удельного объема) и K в модифицированное уравнение Томсона.

Корреляция развития

В уравнении. 6, P ^ югу х ^ является давление насыщенного при пониженной температуре Т ^ ^ к югу 1 = 0,7. Для подавляющего большинства соединений, значения [Омега] ^ ^ SRK югу будут близки к соответствующим значениям [] омега. В этом исследовании, использование [] омега вместо [Омега] ^ ^ к югу SRK с алкоголем базы привело к ошибкам по крайней мере на порядок меньше, чем ошибка, связанная с корреляцией обзаводиться.

Экспериментальные VIV ^ S ^ к югу и K были получены из литературы в течение нескольких спиртов и диолов (3, 4, 5, 6) приведены в таблицах 1-4 (3, 4, 5 и 6). Для этих соединений, ошибки K рассчитывается по формуле. 7 против опубликованные K значения составляли до 80% и ошибки V / V ^ югу х ^ рассчитывается по формуле. 1 против опубликованные WV ^ ^ 1 к югу. значения составляли до 8%.

Замена экспериментальных WV югу ^ S ^ для спиртов из таблицы 3 в уравнение. 8 и значения K из таблицы 1 в формулу. 9 дали множество значений P югу ^ ^ пе тесно группируются вокруг одного среднее значение P ^ ^ номер югу = 27,0 бар. Замена P ^ ^ ню югу = 27,0 бар в формулах. 8 и 9 дает точные оценки V / V ^ S ^ к югу и К для спиртов приведены в таблицах 1 и 3. Эти данные установлены экспериментальные VIV ^ югу х ^ и K данные со средней абсолютной погрешности 0,22% и 3,4% соответственно.

Такая же процедура была принята диолов. Замена экспериментальных VIV ^ х ^ к югу значений из таблицы 4, в уравнения. 8 и экспериментальных значений K из таблицы 2 в уравнение. 9 дали значения P югу ^ ^ се близко к среднему значению 8,4 бар. Замена P ^ ^ ню югу = 8,4 бар в RQS. 8 и 9 подготовила значения V / V ^ 1 к югу ^. и К для диолов показано в таблицах 2 и 4. Эти данные установлены экспериментальные V / V ^ 1 ^ к югу и K данные со средней абсолютной погрешности 0,13% и 3,2% соответственно.

Пример расчета

Для метанола, P ^ к югу с = 80,9 бар, T ^ югу с = 512,6 K, W = 0,5636, к югу P ^ S ^ = 3,539 бар при температуре 100 ° C. Параметров уравнения Thomson приведены выше. В частности, с = 0,10556 и B = 17,887. Экспериментальным путем значение объему при Р = 1000 бар и Т = 100 ° С, V / V ^ югу S = 0,884. Экспериментальным путем значение объемной сжимаемости при этих условиях K-68,0

Расчет объема по формуле. 1: подпункт WV ^ 5 = 1 - 0,10556 (LN ((17,887 1.000 / 80,9) 7 (17,887 3.539/80.9))) = 0,945.

Расчет объема по формуле. 8 с Р к югу ^ се = 27,0 бар: VIV ^ югу ы = 1 - 0,10556 (LN ((17,887 1.000 / 27,0) 7 (17,887 3.539/27.0))) = 0,882. Процент ошибок между VIV югу ^ S ^ рассчитывается с использованием формулы. 1 и 8, и экспериментальные VIV ^ югу S ^ являются, соответственно, 6,9% и 0,2%.

Расчет объемной сжимаемости по формуле. 7: AT 0,105567 (80,9 (17,887 1.000 / 80,9)) = 43,1

Расчет объемной сжимаемости по формуле. 9 с P ^ югу CE = 27,0 бар: K = 0,10556 / (27,0 (17,887 1.000 / 27.O)) = 71,2 Процент ошибок между K рассчитывается с использованием формулы. 7 и 9, и экспериментальные VIV ^ ^ к югу с, соответственно 36,6% и 4,7%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Thomson, GH, и др.., "Улучшение корреляции для Удельный вес сжатых жидкостей и жидких смесей," Айше Journal, 28 (4), Айше, Нью-Йорк, NX с. 671-676 (1982).

2. Рейд, RC, и др.., "Свойства газов и жидкостей", 4 изд., McGraw-Hill, Нью-Йорк, NY (1987).

3. Макдаффи-GE, и др.. ", Плотности и сжимаемости четырех высших спиртов при давлениях до 2800 кг / см ^ 2 ^ SUP", журнал Chem. Eng. Данные, 14 (2), Американского химического Soc., Вашингтон, округ Колумбия, с. 176-180 (1969).

4. Тунфанская, С. и др. /., "Акустические и термодинамические свойства метанола от 273 до 333 К и давлениях до 280 МПа," Журнал Chem. Eng. Данные, 33 (4), Американского химического Soc., Вашингтон, округ Колумбия, с. 395-398 (1988).

5. Мачадо, JRS, и ВБ Streett, "Уравнение состояния и термодинамические свойства жидкого метанола от 298 до 489 К и давлениях до 1040 бар", журнал Chem. Eng. Данные, 28 (2), Американского химического Soc., Вашингтон, округ Колумбия, с. 218-223 (1983).

6. Перри, Р. Х., и Д. В. Грин, ред. "Химическая Перри инженеров Справочник" Таблица 2-188,7 е изд., McGraw-Hill, Нью-Йорк, NY (1998).

JOHN Гарвин

MADISON ТЕХНИЧЕСКИЕ Software, Inc

JOHN Гарвин является президентом Мэдисон-технического Software, Inc (Матричные, 15 Perwal ул Вествуд, MA; Электронная почта: johngarvin @ madisonsoftware. Сот), фирма, которая специализируется в развитии процесса теплообмена и физической программного обеспечения такие свойства, как Delta T реактора и Chempak Plus, а также предлагает консультационные услуги для химической, фармацевтической и смежных отраслей промышленности. Гарвин также старшим инженером Prochem инженерия, которая базируется в Килкенни, Ирландия. Он имеет более чем 25-летним опытом в разработке проектов и управления для широкого круга перерабатывающей промышленности, а также работал с компаниями в США, lrleland и за рубежом. Гарвин разработаны и рекомендованы к производству программного обеспечения химического машиностроения по таким темам, как физических свойств, теплообмена и горения.