状态方程法液化天然气相平衡计算

1 概述

在液化天然气的储运、气化设计计算中，存在此类问题：已知LNG的组成和温度，待求LNG储罐上部空间BOG压力和组成；已知BOG的组成、作为冷却介质的LNG的温度和压力，待判断能否实现BOG再液化。应用化工热力学的非均相系统相平衡理论，进行相平衡计算，能够很好地解决这些问题。

常用的相平衡计算有2种工况。工况1：已知液相组成和系统温度，求解系统压力和气相组成。工况2：已知气相组成和系统压力，求解系统温度和液相组成。本文对这2种工况进行分析。文中压力均指绝对压力。

2 相平衡关系

在密闭空间(如LNG储罐)中，气液两相组成一个系统，LNG为液相，BOG为气相，气相与液相之间处于平衡状态。气相压力称为系统压力

。液相温度与气相温度相同，称为系统温度

。对于系统，存在如下关系

：

(1)

(2)

(3)

——气相组分

摩尔分数

——液相组分

摩尔分数

——组分的数量

(3)及时使用抗菌药物,以防术后发生尿路感染,导管、引流管、引流袋必须无菌,定时用碘伏液清洗尿道口。患者能够进食后,应尽量多饮水、多排尿,达到清洁泌尿系的目的。

3 工况1计算

① 计算流程

在外层循环中，若当前值

不满足收敛条件，按照文献

给出的迭代方法，将

的和乘以

，作为新值，继续迭代。

姑父还从没对小虫这么客气呢。即使小虫去他家吃饭，也没拿过这么好的酒款待小虫。小虫不能不受宠若惊了。姑父今天心情不错，说了不少开心的事，边聊边喝，一瓶酒喝了个精光。小虫有点晕了。姑父久经沙场，面不改色。

式中

——系统压力，MPa

按照道尔顿定律和拉乌尔定律，系统压力初值计算式为：

学校招收新的音乐教师时要提高门槛，并对在校教师进行定期培训考核，合唱要求专业性很强，如果教师本身素质不够就无法很好地对学生进行专业性指导。因此，学校应该注重教师的能力和素质，并鼓励在校教师多参加合唱的教研活动，并为其提供再深造的机会，争取优化教师队伍，提高教师的专业指导能力。

(4)

式中

——系统压力初值，MPa

甘薯叶和根的赤霉素(GA)在黏土和砂土中受外源压力和生育期影响都很显著(图2，3)．从叶GA变化趋势来看,生育期和外源压力对甘薯叶GA均有一定影响,从DAP30到DAP60,叶GA变化呈升高趋势,而到DAP118,叶GA处于降低趋势．在各个生育期,T2处理叶GA高于T3,说明甘薯地上部叶GA随着压力的增大而降低，即适宜的压力有助于甘薯叶GA的分泌．黏土中DAP30和DAP60甘薯根系GA低于叶片,而DAP118时的甘薯根系GA接近于叶片．从生育期来看,根系GA却先随着生育期延长而增加．外源压力处理对叶片和根系的GA的影响一致．

各气相组分摩尔分数初值计算式为：

(5)

由式(17)计算得到混合物摩尔体积

后，按下式计算压缩因子

：

表1汇总了不同温度下甲烷饱和蒸气压

、乙烷饱和蒸气压

、氮饱和蒸气压

。其中，126.19 K时，甲烷、乙烷的饱和蒸气压经插值计算得到。

4 工况2计算

在此工况中，系统温度也称为露点。

全内脏反位(Situs Inversus Viscerum)又称“镜面人”或“镜像人”，是指人的心脏、 肝脏、脾脏、胆囊、肾脏、胃、肠等器官的解剖位置与正常人完全相反。此种病例极其罕见，最近本院脊柱外科收治1例“镜面人”合并腰椎间盘突出症病例，采用经Quadrant通道系统椎间孔腰椎椎间融合术(Mis-TLIF)治疗，现将诊治过程报道如下。

由式(17)解得根后(3个根按从大到小顺序排列)，对根逐个进行判断，若3个根都是实根，则第1个根是气相混合物的摩尔体积，第3个根是液相混合物的摩尔体积，中间的根无意义。

在外层循环中，如果当前值

不满足收敛条件，若

的和<1，则将当前值

作为温度区间的右端点，(

-0.2 K)作为新值，继续迭代；若

的和>1，则当前值

作为温度区间的左端点，(

+0.2 K)作为新值，继续迭代。得到温度区间后，用二分法计算，得到系统温度。

② 系统温度和液相组成初值的确定

在已知系统压力

和气相各组分摩尔分数

的条件下，按照道尔顿定律和拉乌尔定律，采用计算液化石油气露点的方法

，计算得到系统温度

和液相各组分摩尔分数

的初值。

顾客是企业赖以生存的基础，只有拥有庞大的客户群，不断吸引新的客户，才能够实现企业的长远持续的发展。因此在市场营销策略中要注重发展顾客满意营销，需要运用一定的方式方法，全面提高顾客的满意度，从而实现企业市场营销的顾客满意营销。对于如何实现企业的顾客满意营销，本文提出以下几个建议，以期能够为企业的顾客满意营销提供一些借鉴。

5 状态方程法逸度系数计算

① 纯物质的PR方程

纯物质(即组分

)的PR方程形式为：

(6)

=

(7)

(8)

=1+(0.376 46+1.542 26

-

(9)

(10)

(11)

② 系统压力和气相组成初值的确定

——摩尔气体常数，MPa·cm

/(mol·K)，取8.314 MPa·cm

/(mol·K)

——系统温度，K

m

——组分

的摩尔体积，cm

/mol

、

——组分

的系数

、

——中间变量

1.如为引种的后备母猪，进场第一周于饲料中适当添加一些抗应激药物如“解毒应激（VC、环丙预混剂）”、“免疫干扰素（70%黄芪多糖和盐酸环丙沙星可溶性粉）”等，有条件时在饮水中添加适量“口服补液盐”等则效果更佳。

气相或液相组分

的逸度系数的计算式为

：

c

——组分

的临界压力，MPa

——组分

的偏心因子

——对比温度，K

甲烷、乙烷、氮的临界压力取自文献

，临界温度、偏心因子取自文献[4]，甲烷、乙烷、氮的基础参数见表2。

由纯物质的PR方程得到组分

的系数

、

，用于逸度系数计算。

② 混合物的PR方程和求解

a.混合物的PR方程

混合物(气相或液相)的PR方程形式为：

(12)

(13)

(14)

(15)

式中

——混合物的摩尔体积，cm

/mol

威县的葡萄基地则是我国五大葡萄产区中唯一符合最适宜区7项指标要求的优生区，常年种植优质葡萄10万亩以上。近年来，威县按照供给侧改革发展理念，通过产业结构调整，大力发挥葡萄种植科普示范基地、葡萄种植专业合作社等组织的作用，引导农户强力推广成熟的葡萄种植技术和优质的葡萄品种，使威县葡萄种植产业逐步成为带动农民增收致富的又一大主导产业。

、

——混合物的系数

z,

、

z,

——气相或液相中，组分

、

的摩尔分数

式中

——气相或液相混合物的压缩因子

——组分

与组分

的相互作用系数

组分

与组分

的相互作用系数取值见表3

，表中“—”表示计算方法见式(16)，式(16)取自文献[5]。

=1.412 63-0.024 61

+1.407 64×

10

-2.552 99×10

(16)

b.方程的求解

式(12)可改写为：

(17)

(18)

(19)

(20)

式中

、

、

——系数

① 计算流程

从吉006断块全区与聚合物驱试验区的含水与采出程度关系图(见图7)可看出，试验井组的含水上升率为3.8%，明显低于全区的含水上升率(14.6%)。这也说明聚合物驱对于控制油井含水上升起到了明显的抑制作用。

③ 组分

的逸度系数计算

式中

,ini

——气相组分

摩尔分数初值

(21)

——中间变量

式(21)既适用于气相混合物，也适用于液相混合物。

c

——组分

的临界温度，K

他是小城里的独生子，两百亩地里的一棵独苗，他的爷爷奶奶外公外婆是怎么宠着他长大的？他怎么能理解易非这一而再再而三的退让呢？他不是坏心眼的男孩，但他绝对是一个自私的孩子。

(22)

(23)

式中

——气相或液相组分

的逸度系数

——中间变量

总而言之，初中物理电学计算题解题时，首先要培养学生的解题习惯，让学生能够看清题意，找出提出的隐含条件。然后在分析所给的电路图，正确判断电路的串并联，找到电表测量的对象，运用所学的电学公式，列方程解决问题。教师要不断的培养学生的解题技巧，帮助学生学好电学。

当计算气相中组分

的逸度系数时，在给定的系统压力

和系统温度

下：首先，计算各组分的系数

、

；其次，基于气相中各组分的摩尔分数计算混合物的系数

、

，求解PR方程，得到合适的根，进而计算得到气相压缩因子；最后，将相关数据代入式(22)，得到气相中组分

的逸度系数。

取1～

，得到气相中全部组分的逸度系数。液相中全部组分的逸度系数计算同理。

6 算例

① LNG储罐内气相压力

《国家水土保持监管规划（2018－2020年）》的规划任务如下：一是对26.86万平方公里生产建设项目集中区域和418个部管在建生产建设项目开展“天地一体化”监管，及时发现违法违规行为。二是对134个在建和48个竣工国家水土保持重点治理项目开展“图斑精细化”监管，准确掌握水土保持重点工程建设进度、措施数量和实施效果。三是完成48个水土保持重要监测点升级改造，提升自动化观测和信息传输能力。四是开展水土保持数据库更新、系统运行维护、监管设备配置、信息化技术培训等监管能力建设。

在LNG储罐中，LNG和BOG构成两相系统。已知系统温度为125 K，液相中甲烷、乙烷、氮的摩尔分数分别为90.00%、7.00%、3.00%。采用本文的方法进行相平衡计算，得到系统压力为0.395 MPa，气相中甲烷、乙烷、氮的摩尔分数分别为64.581%、0.027%、35.392%。

② LNG储罐安全阀放散时放散天然气参数

(3) 微电网集各种分布式电源、负载、储能于一体,是对能源的产生、分配、转换、存储、消费等环节进行协调优化的能源产供销一体化社区综合能源系统,是能源互联网的终端载体之一。微电网与普通分布式电源的主要区别在于微电网内部存在可控的分布式电源和可控负载,其公共连接点的功率也可控,可以并网运行也可以孤岛运行。微电网与公共电网具有平等的法律和商业地位,且在公共电网的支撑下其运行可以取得更好的收益。

在LNG储罐安全阀选型计算中，安全阀整定压力依据储罐设计压力选取，选型计算还与放散天然气的组成、系统温度(即LNG和放散天然气的温度)有关。所涉及的相平衡问题为：在LNG储罐中，LNG和放散天然气构成两相系统。已知系统压力(即安全阀整定压力)和液相组成，求解系统温度和气相组成。

已知安全阀整定压力为0.66 MPa，液相中甲烷、乙烷、氮的摩尔分数分别为90.00%、7.00%、3.00%，求解系统温度和气相组成。取系统温度区间左端点温度为100 K，右端点温度为170 K，采用求解系统压力和气相组成的方法，分别得到左、右端点的系统压力、气相组成。然后用二分法得到系统压力与安全阀整定压力相等时的系统温度，同时得到气相组成。得出系统温度为135.773 K，气相中甲烷、乙烷、氮的摩尔分数分别为73.460%、0.062%、26.478%。

7 结论

应用非均相系统相平衡理论，分析了液化天然气的相平衡关系。针对求解系统压力和气相组成的工况、求解系统温度和液相组成的工况，给出了计算流程和初值的确定方法。实例验证表明此方法可行。

[1] 陈新志，蔡振云，钱超. 化工热力学[M]. 4版. 北京：化学工业出版社，2016.

[2] 陈国邦，黄永华，包锐. 低温流体热物理性质[M]. 北京：国防工业出版社， 2006.

[3] 段常贵. 燃气输配 [M]. 4版. 北京：中国建筑工业出版社，2011.

[4] 童景山. 流体热物性学[M]. 北京：中国石化出版社，2008: 353.

[5] 李佩铭. 丙烷预冷混合制冷剂循环液化天然气热力过程的数值模拟(硕士学位论文)[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007：25.