Calculation of Phase Equilibrium of Natural Gases with the Peng-Robinson and PC-SAFT Equations of State
Calcul d'équilibre de phase du gaz naturel avec les équations d'état Peng-Robinson et PC-SAFT
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Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
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Department of Chemical and Petroleum Engineering, U.A.E. University, Al-Ain, PO Box 17555, United Arab Emirates
Corresponding authors: alfradik@gmail.com mcastier@uaue.ac.ae
Cubic equations of state (EOS), such as the Peng-Robinson EOS, are routinely used by the oil and gas industry for the design of recovery and processing operations of gases at high pressures. Nonetheless, many non-cubic equations of state, derived from statistical thermodynamics and with solid theoretical basis, have been proposed in recent years. Among them, EOS of the SAFT-family are possibly those with widest acceptance. In this work, we compare the performance of the Peng-Robinson and PC-SAFT EOS in the calculation of dew points, bubble points, and critical points of natural gases. Binary interaction parameters in both EOS were set equal to zero in all calculations to test the predictive capability of the models. Calculations were performed for 19 synthetic natural gases for which experimental data are available in literature. For most mixtures, predictions of the PC-SAFT EOS are in better agreement with the experimental data.
Résumé
Des équations d'état (EdE) cubiques, comme la EdE de Peng-Robinson, sont régulièrement employées par l'industrie du pétrole et du gaz pour la conception d'opérations de production et de traitement des gaz à hautes pressions. Néanmoins, ces dernières années, on a proposé beaucoup d'équations d'état non-cubiques, dérivées de la thermodynamique statistique et sur des bases théoriques solides. Parmi elles, les EdE de la famille SAFT sont probablement celles à l'acceptation la plus large. Dans ce travail, nous comparons les résultats fournis par les EdE Peng-Robinson et PC-SAFT pour le calcul des points de condensation, points de bulle et points critiques des gaz naturels. Les paramètres binaires d'interaction dans les deux EdE ont été mis égaux à zéro dans tous les calculs pour examiner les possibilités prédictives des modèles. Des calculs ont été exécutés pour 19 gaz naturels synthétiques pour lesquels les données expérimentales sont disponibles en littérature. Pour la plupart des mélanges, les prévisions de la EdE PC-SAFT sont davantage en accord avec les données expérimentales.
© IFP, 2007