پیش بینی خواص بحرانی برخی هیدروکربن ها و مخلوط آنها برای چند نسخه مدل saft
چکیده
معادله حالت برپایه مولکولی نه فقط یک سری اطلاعات ترمودینامیکی پایه ای مانند پتانسیل شیمیایی یا فوگاسیته را که برای شبیه سازی تعادل های فازی مورد نیاز است، محاسبه می کنند، بلکه اجازه جداسازی و سنجش کمّی اثرات ساختار مولکولی و تاثیر خواص توده ای ماده بر روی رفتار فاز را نیز می دهد. مثال هایی از این تاثیرات مانند اندازه مولکول ها و شکل (مثلاً طول زنجیره)، انرژی تجمعی (مانند پیوند هیدروژنی) و انرژی میدانی متوسط (مانند پخش و القاء) هستند. به طور ایده آل، یک معادله حالت تنها می تواند همه این اثرات را لحاظ نماید. چنین رویکردی، اساس نظریه آماری سیالات تجمعی (saft) است که برای بسیاری از سیالات از سیالات ساده تا پلیمرها و سیالات تجمعی و... قابل استفاده است. معادله ی حالت saft در بسیاری از علوم و مهندسی استفاده می شود. هوانگ و رادوز این معادله را به یک معادله ی که در مباحث مهندسی قابل استفاده است تبدیل کردند. چندین نسخه از saft به وسیله روش های متفاوت محاسبه انرژی مونومرها (سگمنت ها) توسعه داده شده اند. در بخش تئوری، روش های مختلف saft به طور مفصل مورد بررسی قرار می گیرد. بر پایه توضیحات مکانیک آماری برای سیستم های متشکل از مولکول های غیر کروی، یک معادله حالت برای سیالات با انتخاب سگمنت ها به صورت جسم محدب سخت بوسیله ی بوبلیک از نظریه ی ذرات مقیاس شده پیشنهاد شده است معادله modified saft-back در توضیح رفتار تعادلی سیالات بالاتر از نقطه بحرانی برای سیستم های غیرتجمعی و مخلوط مانند دی اکسیدکربن، نیتروژن، اتان و ..بسیار موفق است. بررسی و مطالعه خواص ترمودینامیکی آلکان ها بسیار مورد توجه است، چون این ترکیبات در بسیاری از فرایندهای پالایش (نفت خام) حضور دارند. از طرفی معادله حالت که برای تخمین خواص ترمودینامیکی ـ گازها، مایعات و جامدات ـ استفاده می شود برای طراحی فرایندها ومحاسبه ی رفتار فازها بسیار ضروری است. در این پژوهش برای آلکان ها (c1-c10) ابتدا پارمترهای ترمودینامیکی شامل دماو فشار بحرانی به وسیله معادله حالت saft original وmodified saft- back محاسبه شد و نتایج با داده های تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. و به منظور بررسی صحت هر یک از معادلات حالت ذکر شده، میانگین درصد خطا برای هر یک از مدل های استفاده شده محاسبه و برحسب تعداد کربن رسم شد.که میزان درصد انحراف از داده های تجربی برای دمای بحرانی توسط مدل saft original زیر 10درصد وبرای مدل modified saft- backزیر 1 درصد را نشان می دهد. همچنین میزان درصد انحراف برای فشار بحرانی از داده های تجربی توسط مدل modified saft- back زیر 5 درصد و برای مدل saft original قابل ملاحظه بود. در نهایت دمای بحرانی برای مخلوط آلکان های دوتایی از (0(c1-c1 با کسر مولی های مختلف توسط مدل modified saft- back محاسبه شد.