Modélisation thermodynamique de mélanges symétriques et asymétriques de composés polaires oxygénés et/ou aromatiques par GC-SAFT
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The main goal of this study is an as predictive as possible modeling of liquid-vapor and/or liquid-liquid phase equilibria of mixtures containing more or less complex polar compounds of interest for petroleum industry. The model used is based on a SAFT equation of state combined with a group contribution method proposed by Tamouza (GC-SAFT). GC-SAFT has been extended here to polar compounds (Theory of Twu and Gubbins extended to chain molecules by the 'segment approach' of Jog and Chapman). Pure prediction (kij=lij=0) systematic tests of the model have been performed on a large number of mixtures of aromatics, alcohols, esters, ethers, aldehydes, ketones and various hydrocarbons. A new group contribution has also been proposed in order to evaluate the kij binary interaction parameter in the case of mixtures containing some specific small molecules as CO2, CH4, C2H6, H2S, N2, CO, CH4O and O2. This method is based on the London theory of dispersive intermolecular forces and uses only pure species parameters. Polar GC-SAFT has been also tested on systems containing multi-functional compounds as diesters, aromatic esters, aromatiques ethers and alkyl phenols. More than 650 mixtures have been considered. Average deviations on bubble pressure are about 5% which can be considered quite acceptable for a predictive method.
Abstract FR:
L’objectif principal de cette étude est la modélisation, aussi prédictive que possible, des équilibres de phases liquide-vapeur et/ou liquide-liquide de mélanges contenant des composés polaires plus ou moins complexes et d'intérêt pour l'industrie pétrolière. Le modèle utilisé se base sur l’équation d’état SAFT combinée avec la méthode contribution de groupe proposée par Tamouza (GC-SAFT). GC-SAFT a été ici étendu aux composés polaires (théorie de Gubbins et Twu modifiée par l'approche segment de Jog et Chapman) et testée systématiquement sur un grand nombre de mélanges comprenant des aromatiques, alcools, esters, éthers, aldéhydes, cétones et divers hydrocarbures en pure prédiction (kij = lij = 0). Une nouvelle méthode de contribution de groupes a également été proposée pour évaluer le paramètre d’interaction binaire kij dans le cas des mélanges contenant un composé spécifique: CO2, CH4, C2H6, H2S, N2, CO, CH4O et O2. Cette méthode est basée sur la théorie London et n'utilise que des paramètres de corps purs. GC-SAFT polaire a enfin été testée sur des systèmes contenant des composés multi-fonctionnels: diesters, esters aromatiques, et alkyl-phénols. Plus de 650 mélanges ont été ainsi considérés. Les écarts moyens sur la pression de bulle sont d'environ 5% ce qui est tout à fait acceptable pour une méthode prédictive.