2Х компонентное уравнение состояния Редлиха –Квонга

Уравнение состояния Редлиха — Квонга — двухпараметрическое уравнение состояния реального газа, полученное О. Редлихом (англ. O. Redlich) и Дж. Квонгом (англ. J. N. S. Kwong) в 1949 году как улучшение уравнения Ван-дер-Ваальса^[1]. При этом Отто Редлих в своей статье^[2] 1975 года пишет, что уравнение не опирается на теоретические обоснования, а является по сути удачной эмпирической модификацией ранее известных уравнений.

Уравнение имеет вид:

где   — давление, Па;

•  — абсолютная температура, К;

•  — мольный объём, м³/моль;

•  — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К);

•  и   — некоторые константы, зависящие от конкретного вещества.

Из условий термодинамической устойчивости в критической точки —   и   (  — критическая температура) — можно получить, что:

где   — критическое давление.

Представляет интерес разрешение уравнения Редлиха — Квонга относительно коэффициента сжимаемости  . В этом случае имеем кубическое уравнение:

где  .

Вопрос5.

Кристаллогидраты природных газов. Состав. Условия образования и разложения.

Природные газы при определенной температуре и давлении образуют с водой твердые соединения – гидраты. Эти снегоподобные вещества, отлагаясь на стенках трубопроводов и аппаратов, затрудняют движение газа, а иногда и полностью его приостанавливают. Поиски гидратных пробок и их ликвидация отнимают иного средств и времени, нанося ущерб газовой промышленности.

Гидраты – физико-химические соединения, для которых характерно размещение молекул одного вещества в молекулах другого (в частности, у\в в воде). Такие соединения называют также твердыми растворами внедрения или соединениями внедрения.

Гидраты образуют следующие вещества: СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н10, СО2, N2, H2S.

Для выявления возможности образования гидратов необходимо определить равновесные Р и Т. Гидраты образуются если давление выше равновесного, а температура ниже равновесной.

Методы определения:

1. Экспериментальный

2. Графический

3. Аналитический

Гидраты могут образовываться при достаточно высоких температурах. Но имеется критическая температура выше которой гидрат не существует. Например, для метана она равна 22С.

Присутствие различных компонентов в природном газе изменяет условия гидратообразования. Сероводород значительно увеличивает температуру гидратообразования, азот, наоборот, несколько снижает ее.

Плотность гидратов несколько меньше плотности воды – 980 кг/м.

Образование их сопровождается выделением тепла, разложение – поглощением.

Гидраты у\в могут образовываться и в пористых горных породах. Поэтому в природе встречаются иногда так называемые газогидратные залежи, например на Мессояхском месторождении. Существует мнение, что значительные запасы природного газа связаны с газогидратными залежами, расположенными в зоне вечномерзлых пород, и на дне океанов, где, как известно, температура составляет 2-3С.

Для борьбы с образованием гидратов применяют следующие методы (а иногда и их комбинацию):

• Поддержание теплового режима работы системы, при котором гидраты не образуются

• Введение в поток газа специальных ингибиторов гидратообразования (метанол СН3ОН, диэтиленгликоль, раствор хлористого кальция)

• Удаление из газа паров вода, т.е. его осушку.

• Применение спиртов

• Снижение давления