مدل سازی خصوصیات حجمی مخلوط تولوئن و آب با استفاده از معادله حالت CPA

مخلوط آب و هیدروکربن ها در دمای بالا در صنایع بسیاری از جمله فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت مانند تزریق بخار به مخازن مشاهده می گردد. داشتن اطلاعات دقیق از رفتار نفت در حضور آب یکی از عوامل مهم در طراحی و تولید این صنایع می باشد. در شرایط استاندارد، انحلال پذیری آب در هیدروکربن ها به شدت پایین است، اما بالا رفتن دما، انحلال پذیری و به تبع آن خصوصیات مخلوط به شدت تغییر می یابد. در نزدیکی نقطه ی بحرانی مخلوط، رفتار ترمودینامیکی کاملا متفاوتی دیده می شود. در شرایط دما و فشار بالا، خصوصا شرایط نزدیک به نقطه ی بحرانی، داشتن برآورد صحیح از این خصوصیات ضروری است. استفاده از مدل سازی می تواند فارغ از مشکلات روش های آزمایشگاهی، نتایج قابل قبولی را ارائه دهد. از این رو، در این پژوهش به پیش بینی این خصوصیات از جمله چگالی و حجم اضافی با استفاده از معادلات حالت پرداخته شده است. در نزدیکی نقطه بحرانی معادله های حالت معمول از جمله پنگ-رابینسون حتی با تصحیحاتی از جمله پنلوکس نیز نمی توانند خصوصیات حجمی مخلوط هیدروکربن و آب را پیش بینی کنند. به دلیل وجود پیوند هیدروژنی آب در این پژوهش سعی شده است از معادله حالتی استفاده شود که خصوصیات ساختاری ملکول آب در نظر گرفته شود. معادله CPA به دلیل دارا بودن عبارت تجمعی جهت مدل سازی خصوصیات آب و تولوئن به طور خالص و همچنین مخلوط آب و تولوئن انتخاب شد. نتایج مدل سازی مواد خالص با استفاده از داده های موجود در NIST مورد تایید قرارگرفته است و همچنین نتایج مدل سازی مخلوط نیز با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات مورد تایید قرارگرفته است

کلیدواژه ها:

انحلال پذیری آب ، هیدروکربن ، حجم اضافی ، مدل سازی ، CPA