Prédiction des propriétés volumétriques des hydrocarbures par une translation de volume améliorée

P. Ungerer (1) , C. Batut (1)

1 IFPEN - IFP Energies nouvelles

Ce résumé contient des formules (***) qui ne peuvent s'afficher à l'écran. À la suite des travaux de Péneloux et al. (1982) , plusieurs auteurs (Soreide, 1989; Magoulas et Tassios, 1990; Coniglio, 1993) ont proposé des méthodes de translation de volume pour mieux calculer les masses volumiques des liquides au moyen des équations d'état. Le présent travail vise à améliorer ces prédictions, en particulier dans les conditions des gisements pétroliers (températures jusqu'à 200°C et pressions atteignant 120 MPa), en utilisant l'équation d'état de Peng-Robinson. Comme les méthodes existantes sont parfois incohérentes dans ces conditions (ex. coefficient d'expansion thermique négatif) nous avons dû mettre au point une expression originale pour la translation de volume. Dans ce but, nous avons utilisé des mesures de masse volumique à haute pression, et non les masses volumiques du liquide à saturation. On a ainsi étudié des hydrocarbures de plusieurs familles : n-alcanes de C6 à C40 cyclohexane, monoaromatiques de C6 à C12. La translation de volume c obéit approximativement à une dépendance linéaire en température et en masse moléculaire : c(T) = (0,023 - 0,00056 MW)T + (-34,5 + 0,4666 MW) où c est exprimé en cm³/Mol, T en K et MW en g/mol. Avec cette expression, les écarts résiduels moyens à haute pression sont faibles (inférieurs à 3 % pour les hydrocarbures C6 à C13 étudiés). Pour les hydrocarbures plus lourds, les prévisions sont sensibles au choix des paramètres critiques et l'on recommande l'expression: (***) où v(Tref, Pref) désigne le volume molaire liquide calculé par l'équation d'état non translatée dans les conditions où la mesure de masse volumique (Pref) est disponible. À l'exception de la région péri-critique, la précision reste bonne à basse pression. La nouvelle méthode de translation de volume permet de supprimer les incohérences des méthodes existantes et, à l'opposé de celles-ci, s'avère cohérente avec les règles de mélange quand l'on regroupe plusieurs constituants en un pseudo-constituant. Son application aux mélanges pétroliers apparaît donc prometteuse.

Domaines: Physique [physics]

P. Ungerer, C. Batut. Prédiction des propriétés volumétriques des hydrocarbures par une translation de volume améliorée. Revue de l'Institut Français du Pétrole, 1997, 52 (6), pp.609-623. ⟨10.2516/ogst:1997062⟩. ⟨hal-02079140⟩