Experimental Determination and Representation of Binary and Ternary Diagrams of N-Hexacosane, N-Octacosane and N-Heptane Détermination expérimentale et représentation des diagrammes binaires et ternaires du n-hexacosane, n-octacosane et n-heptane

Abstract

Accumulation of waxy deposits is a commonly occurring problem during exploitation and transportation of paraffinic crude oils. Limitation of these undesirable solids or removal by methods such as addition of chemical inhibitor, scrapping or heat tracing of flowlines, increase production costs. A better knowledge of this phenomenon will make it possible to adjust process operating parameters and limit the operating costs. Thermodynamic models can be used in order to calculate the wax appearance temperature and the amount of solid deposit versus temperature. In these models, the crude oil is represented as a mixture of pure or pseudo-components(which content several pure components). To describe the thermodynamic properties of those mixtures, data on pure components and on their mixtures are necessary but they are very scarce for heavy components in the literature. This work is devoted to the study of a mixture of heavy components including two heavy n-alkanes (n-hexacosane, denoted C26 and n-octacosane, denoted C28) and a solvent (n-heptane denoted C7). Measurements of solubility of C26 and C28 and of equimolar mixture of C26 and C28 in C7, and an isothermal ternary diagram of the mixture of the three components at 303K are presented. Their calculations using simple expressions of Gibbs molar energy (NRTL and Redlich-Kister) are in good agreement with experimental data. The work allows to consider calculating complex systems with the only use of binary interaction coefficients. L'accumulation des dépôts dans les conduites est un problème majeur lors de l'exploitation et du transport des bruts paraffiniques. La limitation de ces dépôts ou leur élimination par des méthodes telles que l'addition de produits chimiques, le raclage ou le réchauffage des conduites augmentent les coûts de production. Une meilleure connaissance du phénomène permettrait d'ajuster les schémas de production mis en oeuvre et donc de limiter les coûts. Des modèles thermodynamiques peuvent être utilisés pour calculer la température de cristallisation commençante et la quantité de dépôts solides en fonction de la température. Dans ces modèles, le fluide est représenté comme un mélange de corps purs ou de pseudo-constituants(qui représentent eux-mêmes plusieurs constituants purs). Pour décrire le comportement thermodynamique de ces mélanges, il est nécessaire d'avoir des données sur les constituants purs ainsi que sur leurs mélanges mais ces données sont rares dans la littérature lorsque l'on s'intéresse aux composés lourds. Ce travail consiste en l'étude de mélanges de n-paraffines lourdes : le n-hexacosane (noté C26) et le n-octacosane (noté C28) dans le n-heptane (noté C7). Nous présentons ici la solubilité du C26, du C28 et du mélange équimolaire de C26 et C28 dans le C7, ainsi qu'une coupe isotherme (T = 303,15 K) du diagramme ternaire. Les résultats expérimentaux sont restitués de façon satisfaisante par un calcul utilisant des expressions simples de l'énergie de Gibbs d'excès (NRTL et Redlich-Kister). Ce travail permet d'envisager la modélisation du comportement de systèmes complexes en utilisant uniquement des coefficients d'interaction binaires.