) Vữa xi măng OWCL 117 1,52 250 36 Ống trung gian Ø 13 3/8”
Reid của hỗn hợp nhiên liệu xăng bio-fuels
TS. Nguyễn Huỳnh Đông Ths. Trần Thị Kim Siêm
Trường Cao đẳng nghề Dầu khí
KS. Nguyễn Huỳnh Dương
Tổng công ty Khí Việt Nam
Tóm tắt
Xu hướng sản xuất các loại nhiên liệu sạch (bio- fuels) cho động cơ đốt trong hiện nay thường sử dụng cồn (các loại cồn) hoặc ête như một cấu tử pha trộn [1, 2]. Do đó, các tính chất nhiệt động học, đặc biệt là cân bằng pha của các hỗn hợp này rất quan trọng trong thiết kế, mô phỏng, tối ưu các quá trình sản xuất xăng + các loại cồn hoặc diesel, ethanol. Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng mô hình nhiệt động Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory để mô phỏng cân bằng pha lỏng-hơi (VLE) và lỏng-lỏng (LLE) của hệ methanol/ethanol/isopropanol + hydrocarbon được xem là rất không lý tưởng, do các tương tác phức tạp (liên kết hydro và phân cực) có trong hệ. Kết quả mô phỏng này được sử dụng để dự đoán khả năng tách pha lỏng-lỏng và dự đoán áp suất hơi Reid của xăng bio- fuels. Chúng tôi đã tối ưu các thông số mới cho các loại cồn tinh khiết, sử dụng cho phương trình PC-SAFT. Trong tất cả các trường hợp được xem xét, mô hình nhiệt động PC-SAFT cho kết quả mô phỏng tốt hơn đáng kể so với các mô hình nhiệt động được ưa chuộng sử dụng trong công nghệ dầu và khí, như các phương trình nhiệt động Cubic hoặc mô hình hoạt độ (Gibbs), đặc biệt là kết quả mô phỏng cân bằng pha lỏng-lỏng. Với giả thiết đơn giản được sử dụng để mô phỏng hỗn hợp đa cấu tử, áp suất hơi Reid của hỗn hợp nhiên liệu xăng + các loại cồn được dự đoán sử dụng phương trình PC-SAFT. Trong tất cả các trường hợp được xem xét, PC- SAFT cho kết quả dự đoán với sai số tương đối <5% so với số liệu thực nghiệm.
a1và a2là năng lượng tự do được tính gần đúng bậc 1 và bậc 2 theo thuyết nhiệt động học:
Hệ số “packing” và
và
Các hàm ai(mx) và bi(mx)có trong phương trình (9) được tính như sau:
Các hằng số akivà bki(k = 0, 1, 2) được chi tiết trong ref. [11]. Các thông số chéo (cross-parameters) eijvà sijđược tính bằng công thức của Lorentz-Berthelot:
Trong PC-SAFT, mỗi cấu tử tinh khiết không phân cực, không có liên kết hydro được đặc trưng bởi 3 thông số đó là: chiều dài phân tử m, kích thước phân tử, σvà năng lượng tương tác, ε/k. Nếu phân tử có liên kết hydro, để mô tả cấu tử tinh khiết cần thêm 2 thông số nữa đặc trưng cho thể tích của liên kết hydro (kAiBi) và năng lượng của liên kết hydro (εAiBi/k). Thành phần năng lượng do liên kết hydro tạo nên (association term)
tính cho hỗn hợp được biểu diễn như sau:
Trong đó XAilà phần mole của phân tử i không có liên kết hydro tại vị trí site A và Milà số vị trí sites trên phân tử i có liên kết hydro. Chúng ta có:
hình nhiệt động PC-SAFT người đọc có thể tham khảo tại bài tổng hợp rất chi tiết của Tan et al [16].