Correlation and Prediction of Phase Equilibria and Volumetric Behaviour of Hyperbaric Binary Fluids Corrélation et prédiction des équilibres de phases et du comportement volumétrique de fluides hyperbares binaires

Abstract

The capabilities of cubic Equations of State (EoS) in the correlation and the prediction of phase equilibria at hyperbaric conditions is examined. PVT data of pure compounds as well as VLE and volumetric data of binary mixtures up to 2000 bar are used. Correlation and prediction results are presented with the translated and modified Peng-Robinson (t - mPR) EoS and EoS/GE models. The performance of cubic EoS with a single interaction parameter (kij) in describing VLE is remarkable considering the level of pressures involved. The same is valid for the PVT results including the relative liquid volumes of the C1/nC24 system. With typical errors of about 10% deviations in pressure of 100 - 200 bar are, of course, encountered which can be eliminated by the use of second interaction coefficient in the covolume combining rule. Predicted kij values obtained from generalized correlations developed from low pressure VLE data provide reasonable results for systems with hydrocarbons up to nC16 even at high pressures, but fail for higher asymmetric ones. Volume translation is essential for PVT predictions. The temperature independent translation of t - mPR and that of Jhaveri and Yougren give very satisfactory results. LCVM provides the best results of the EoS/GE models studied and gives very good predictions for rather symmetric systems which become poorer with asymmetric ones at very high pressures. La capacité des équations d'état (EoS) cubiques pour corréler et prédire les équilibres de phases en conditions hyperbares est analysée. Les données PVT de corps purs ainsi que les données d'équilibres liquide-vapeur (VLE) et volumétriques pour des mélanges binaires, jusqu'à 2000 bar sont utilisées. Les résultats des corrélations et des prédictions sont présentés pour l'équation de Peng-Robinson translatée et modifiée (t - mPR), ainsi que pour les modèles EoS/GE. Les performances des EoS cubiques avec un paramètre d'interaction unique (kij) pour décrire les VLE est remarquable si l'on considère le niveau des pressions pris en compte. Il en va de même pour les résultats PVT, y compris les volumes relatifs liquides pour le système C1/nC24. Avec des erreurs typiquement de 10%, des écarts en pression de 100 - 200 bar sont bien entendu obtenus, ceux-ci pouvant être éliminés par l'utilisation d'un second coefficient d'interaction dans la règle de mélange pour le covolume. Les valeurs de kij tirées de corrélations généralisées développées à partir des données VLE à basse pression conduisent à des résultats raisonnables pour les systèmes avec des hydrocarbures jusqu'au nC16, même aux pressions élevées, mais conduisent à des échecs pour les systèmes plus asymétriques. La translation de volume est essentielle pour la qualité des prédictions PVT. La translation indépendante de la température de l'équation t - mPR, ainsi que celle de Jhaveri et Yougren, donnent de très bons résultats. La méthode LCVM fournit les meilleurs résultats parmi les modèles EoS/GE étudiés, et donne de très bonnes prédictions pour les systèmes plutôt symétriques, lesquelles deviennent de moindre qualité pour les systèmes asymétriques aux pressions très élevées.