Термодинамические свойства компонентов природных углеводородных систем. Метилциклогексан

Показана актуальность разработки фундаментального уравнения состояния (ФУС) метилциклогексана, являющегося представителем нафтеновых углеводородов. Указанное ФУС необходимо как для расчета термодинамических свойств (ТДС), так и для моделирования фазовых равновесий газоконденсатных систем, компонентом которых в том числе является метилциклогексан. Выполнен анализ опубликованной информации о ТДС метилциклогексана, в результате отобраны наиболее представительные и надежные данные, а также установлено, что экспериментально исследована в основном только жидкая фаза при температурах до 600 К. Недостающие для разработки надежного и устойчивого ФУС значения ТДС в неисследованных областях были получены расчетными методами. При этом использовались хорошо проверенные обобщенные методы расчета, разработанные в рамках теории термодинамического подобия. На основе сформированного гибридного массива экспериментальных и расчетных данных методом случайного поиска с возвратом при неудачном шаге получено ФУС метилциклогексана, применимое в диапазоне температур от тройной точки до 700 К при давлениях до 100 МПа. Уравнение описывает приведенный потенциал Гельмгольца в переменных «приведенная температура» и «приведенная плотность», содержит 13 членов, из которых пять полиномиальных, пять экспоненциальных и три гауссовых. Уравнение удовлетворяет условиям критической точки, правилам Максвелла и прямолинейного диаметра, а также правильно передает ход идеальных кривых и производных термодинамического потенциала. Давление насыщенных паров передается со средней относительной погрешностью ±0,4 %, плотность жидкой фазы, включая линию насыщения, – с погрешностью ±0,25 %, газовой фазы – с погрешностью ±1,1 %, изобарная теплоемкость в жидкой фазе, включая линию насыщения, – с погрешностью ±0,9 %, газовой фазы – с погрешностью ±2,0 %, скорость звука в жидкой фазе – с погрешностью ±0,3 %.