Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia» Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia» Научно-аналитический журнал "Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России" 2218-130X 94518 10.61260/2218-130X-2025-2024-4-1-11 ПОЖАРНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ FIRE AND ENVIRONMENTAL SAFETY ПОЖАРНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ MODELING OF THE STATE OF VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM OF HYDROCARBON MIXTURES BASED ON THE TWO-CONSTANT PENG-ROBINSON EQUATION МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПАРОЖИДКОСТНОГО РАВНОВЕСИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ДВУХКОНСТАНТНОГО УРАВНЕНИЯ ПЕНГА-РОБИНСОНА https://orcid.org/0000-0002-0297-2984 Кузьмин Анатолий Алексеевич Kuzmin Anatoly A. kaa47@mail.ru

кандидат педагогических наук;

candidate of pedagogical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-2081-6934 Пермяков Алексей Александрович Permyakov Alexey A. ftoopb@igps.ru

кандидат педагогических наук;

candidate of pedagogical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-8254-9424 Романов Николай Николаевич Romanov Nikolay N. nik57nik@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia Saint-Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia Saint-Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia Saint-Petersburg Russian Federation 04 02 2025 04 02 2025 2024 4 1 11 21 10 2024 13 11 2024 https://journals.igps.ru/en/nauka/article/94518/view

Проанализированы проблемы, возникающие при использовании в процессе численного моделирования уравнения Соаве-Редлиха-Квонга и исходного уравнения Редлиха-Квонга. Произведена оценка возможности использовать в процессе моделирования более простое двухконстнтное уравнение Пенга-Робинсона, которое вместе с тем позволит получить лучшие результаты, чем при использовании уравнения Соаве-Редлиха-Квонга. Предложен алгоритм, позволяющий определить параметры состояния углеводородной смеси, программная реализация которого в операционной системе Astpa Linux в форме макроса Basic позволило сравнить экспериментальные данные и данные моделирования, что позволило сделать вывод об адекватности решений в формировании соответствующей математической модели.

Problems arising when using Soave-Redlich-Kwong equation and initial Redlich-Kwong equation in the process of numerical modeling are analyzed. The possibility of using a simpler two-consonant Peng-Robinson equation in the modeling process was evaluated, which at the same time will allow to obtain better results than using the Soave-Redlich-Kwong equation. An algorithm for calculating the parameters of the state of the hydrocarbon mixture has been formed. The software implementation of the algorithm is made in the form of a Basic macro, using the LibreOffice Calc tabular processor interface, compatible with the Astpa Linux operating system. Comparison of the results of modeling the state of vapor-liquid equilibrium of a hydrocarbon mixture with experimental data allows us to conclude that the solutions are adequate in the formation of the corresponding mathematical model.

 углеводородные смеси уравнения состояния Пенга-Робинсон условия парожидкостного равновесия hydrocarbon mixtures Peng-Robinson equations of state conditions of vapor-liquid cavity

Тимошенко А.Л., Самигуллин Г.Х., Ребезов С.А. Сведения по частотам реализации аварийных событий на объектах производства и обращения водорода // Проблемы управления рисками в техносфере. 2024. №. 2 (70). С. 127–139. DOI: 10.61260/1998-8990-2024-2-127-139. Timoshenko A.L., Samigullin G.Kh., Rebezov S.A. Svedeniya po chastotam realizacii avarijnykh sobytij na ob"ektakh proizvodstva i obrashcheniya vodoroda // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2024. №. 2 (70). S. 127–139. DOI: 10.61260/1998-8990-2024-2-127-139. Красильников А.В., Бельшина Ю.Н., Крутолапов А.С. Методика парофазного анализа горючих жидкостей при исследовании аварийных пожароопасных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса // Проблемы управления рисками в техносфере. 2018. № 3 (47). С. 13–19. EDN VKIKPF. Krasil'nikov A.V., Bel'shina Yu.N., Krutolapov A.S. Metodika parofaznogo analiza goryuchikh zhidkostej pri issledovanii avarijnykh pozharoopasnykh situacij na ob"ektakh neftegazovogo kompleksa // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2018. № 3 (47). S. 13–19. EDN VKIKPF. Методы и средства информационно-операционной поддержки теплотехнических расчетов в решении задач пожарной безопасности: монография / А.А. Кузьмин [и др.]; под ред. А.С. Смирнова. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2023. 196 с. Metody i sredstva informacionno-operacionnoj podderzhki teplotekhnicheskikh raschetov v reshenii zadach pozharnoj bezopasnosti: monografiya / A.A. Kuz'min [i dr.]; pod red. A.S. Smirnova. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii, 2023. 196 s. Redlich O., Kwong J.N.S., Chem Rev. On the Thermodynamics of Solutions. V. An Equation of State. Fugacities of Gaseous Solutions // Chemical Reviews. 1949. № 44 (1). Р. 233–244. DOI: 10.1021/cr60137a013. Redlich O., Kwong J.N.S., Chem Rev. On the Thermodynamics of Solutions. V. An Equation of State. Fugacities of Gaseous Solutions // Chemical Reviews. 1949. № 44 (1). R. 233–244. DOI: 10.1021/cr60137a013. Кузьмин А.А., Романов Н.Н., Пермяков А.А. Фазовое равновесие в газожидкостных углеводородных соединениях // Проблемы управления рисками в техносфере. 2021. № 1 (57). С. 136–142. EDN IDIYKY. Kuz'min A.A., Romanov N.N., Permyakov A.A. Fazovoe ravnovesie v gazozhidkostnykh uglevodorodnykh soedineniyakh // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2021. № 1 (57). S. 136–142. EDN IDIYKY. Tsonopoulos C., Prausnitz J.M. Fugacity coefficients in vapor-phase mixtures of water and carboxylic acids // The Chemical Engineering Journal. 1970. № 1 (4). Р. 273–278. DOI: 10.1016/0300-9467(70)85014-6. Tsonopoulos C., Prausnitz J.M. Fugacity coefficients in vapor-phase mixtures of water and carboxylic acids // The Chemical Engineering Journal. 1970. № 1 (4). R. 273–278. DOI: 10.1016/0300-9467(70)85014-6. Soave G. Equilibrium Constant from a modified Redlich-Kwong Equation of State. Chem. Eng. Sci. 1972. 27. Р. 1197–1203. Soave G. Equilibrium Constant from a modified Redlich-Kwong Equation of State. Chem. Eng. Sci. 1972. 27. R. 1197–1203. Крупников В.И., Шалай В.В. Моделирование закрытой неизолированной системы «Сжиженный природный газ-природный газ» // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность. 2017. № 1. С. 41–47. EDN YMFSFP. Krupnikov V.I., Shalaj V.V. Modelirovanie zakrytoj neizolirovannoj sistemy «Szhizhennyj prirodnyj gaz-prirodnyj gaz» // Rossiya molodaya: peredovye tekhnologii – v promyshlennost'. 2017. № 1. S. 41–47. EDN YMFSFP. Starling K.E. Fluid Thermodynamic Properties for Light Petroleum Systems, Gulf Publishing Co., Houston, Texas, 1973. Starling K.E. Fluid Thermodynamic Properties for Light Petroleum Systems, Gulf Publishing Co., Houston, Texas, 1973. Peng, D.-Y., Robinson D.B. A New Two-Constant Equation of State // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1976. Vol. 15. № 1. P. 59–64. Peng, D.-Y., Robinson D.B. A New Two-Constant Equation of State // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1976. Vol. 15. № 1. P. 59–64. Llave F.M., Luks K.D., Kohn J.P. Three-phase liquid-liquid-vapor equilibria in the binary systems nitrogen ethane and nitrogen propane // J. Chem. Eng. Data. 1985. 30, 4. P. 435–438. Llave F.M., Luks K.D., Kohn J.P. Three-phase liquid-liquid-vapor equilibria in the binary systems nitrogen ethane and nitrogen propane // J. Chem. Eng. Data. 1985. 30, 4. P. 435–438. Reamer H.H., Sage B.H. Phase Behavior in the Nitrogen-Ammonia System // Journal of Chemical & Engineering Data. 1959. № 4 (4). Р. 303–305. DOI: 10.1021/je60004a005. Reamer H.H., Sage B.H. Phase Behavior in the Nitrogen-Ammonia System // Journal of Chemical & Engineering Data. 1959. № 4 (4). R. 303–305. DOI: 10.1021/je60004a005. Федорова Е.Б., Мельников В.Б. Особенности фазового равновесия смесей легких с азотом // Труды РГУ нефти и газа (РИУ) им. И.М. Губкина. 2018. № 2 (291). С. 36–39. EDN THVQAL. Fedorova E.B., Mel'nikov V.B. Osobennosti fazovogo ravnovesiya smesej legkikh s azotom // Trudy RGU nefti i gaza (RIU) im. I.M. Gubkina. 2018. № 2 (291). S. 36–39. EDN THVQAL.