«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ СМЕСЕЙ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ С АЗОТОМ

УДК: 66.011
DOI: -

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина

Ключевые слова: сжиженный природный газ, СПГ, фазовое равновесие

Аннотация:

Термодинамические исследования фазового равновесия смесей компонентов природного газа играют важную роль в проектировании технологических процессов производства СПГ. Так как вопросы равновесия в двухфазных системах «пар-жидкость» углеводородных компонентов природного газа достаточно хорошо изучены, в настоящее время современные исследования сосредоточены на изучении мультифазных систем, содержащих углеводороды в смеси с неорганическими веществами, такими как вода, диоксид углерода, сероводород, водород, азот. В статье рассмотрены вопросы фазового равновесия бинарных, трех- и четырехкомпонентных смесей метана, этана и пропана с азотом. Показано, что смеси углеводородов с азотом, в зависимости от соотношения компонентов и термобарических параметров, могут проявлять себя как смеси взаимно растворимых компонентов, так и смеси частично растворимых компонентов. Расчетным путем определены области существования трехфазных систем «жидкость(1)-жид-кость(2)-пар». Полученные результаты имеют важное значение при проектировании и модернизации технологических процессов производства СПГ, а также при разработке процессов выделения азота из природного газа.

Список литературы:

1. Справочник по физико-техническим основам криогеники/М.П. Малков, И.Б. Данилов, А.Г. Зельдович, А.Б. Фрадков; Под ред М.П. Малкова. —  3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 432 c.
2. Kidnay A.J., Hiza M.J., Miller R.C. Liquid-Vapor equilibria research on systems of interest in cryogenics — A survey//Cryogenics. — 1973. — October. — P. 575–599.
3. Hiza M.J., Miller R.C., Kidnay A.J. A Rewiew, Evaluation, and Correlation of the Phase Equilibria, Heat of Mixing, and Change in Volume on Mixing for Liquid Mixtures of Methane+ Ethane//J. Phys. Chem. Ref. Data. 1979. — Vol. 8. — No. 3. — P. 799–816.
4. Мамаева Т.А., Мельников В.Б., Федорова Е.Б. Выбор и применение уравнений состояния для исследования парожидкостного равновесия компонентов сжиженного природного газа// АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. — 2014. — № 12. — С. 33–40.
5. Llave F.M., Luks K.D., Kohn J.P. Three-phase liquid-liquid-vapor equilibria in the binary systems nitrogen + ethane and nitrogen + propane//J. Chem. Eng. Data. — 1985 — Т. 30, 4. — P. 435–438.
6. Kremer H., Knapp H. Three-phase conditions are predictable//Hydrocarbon Processing. — 1983. — Vol. 62. — P. 79–83.
7. Kremer H., Knapp H. Vapor-liquid equilibria in ternary mixtures of H₂, N₂, CO and CH₄//Fluid Phase Equil. — 1983. — Vol. 11. — P. 289–310.
8. Mokhatab S., Mak J.Y., Valappil J.V., Wood D.A. Handbook of Liquefied Natural Gas. Oxford: Elsevier Inc. — 2014. — 590 p.
9. Peng D.Y. and Robinson D.B. A New Two-Constant Equation of State//Ind. & Eng. Chem. — 1976. — Vol. 15. — No. 1. — P. 59–64.
10. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. — Л.: Химия, 1982. — 592 с.
11. Kidnay A.J., Miller R.C., Sloan E.D., Hiza M.J. A Review and Evaluation of the Phase Equilibria, Liquid-Phase Heats of Mixing and Excess Volumes, and Gas-Phase PVT Measurements for Nitrogen + Methane//J. Phys. Chem. Ref. Data. — 1985. — Vol. 14. — No. 3. — P. 681–694.
12. Lu B., Yu P., Poon D. Formation of a Third Liquid Layer in the Nitrogen—Methane—Ethane System//Nature 222. — 1969. — P. 768–769.