Abstract A fugacity-based thermodynamic model for hydrate has been used to determine the equilibrium pressures of hydrate formation. This fugacity-based model uses the PRSV equation of state, which is used to represent the gas phases in the hydrate. The parameters of the model are fitted to the experimental data of binary guest hydrates. The present study is aimed at investigating binary mixtures of CH 4 {\text{CH}_{4}}– H 2 {\text{H}_{2}}S, C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8}}– N 2 {\text{N}_{2}}, N 2 {\text{N}_{2}}– CO 2 {\text{CO}_{2}}, CH 4 {\text{CH}_{4}}–i-butane, C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8}}–i-butane, CH 4 {\text{CH}_{4}}–n-butane, C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8}}–n-butane, i-butane– CO 2 {\text{CO}_{2}}, and n-butane– CO 2 {\text{CO}_{2}} hydrates, which have not been modeled before. Unlike previous studies, the Kihara potential parameters were obtained using the second virial coefficient correlation and the data of viscosity for gases. The fugacity-based model provides reasonably good predictions for most of the binary guest hydrates ( CH 4 {\text{CH}_{4}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8}}). However it does not yield good prediction for hydrates of ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8}}). The transitions of hydrate structure from sI to sII and from sII to sI have been also predicted by this model for binary guest hydrates. The AAD % calculated using the experimental data of natural gas hydrates is only 10 %, which is much lower than the AAD % calculated for the equilibrium data predicted by the VdP-w model.

中文翻译：

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二元客体混合物的水合物：逸度模型开发和实验验证

摘要 基于逸度的水合物热力学模型已被用于确定水合物形成的平衡压力。这种基于逸度的模型使用 PRSV 状态方程，该方程用于表示水合物中的气相。该模型的参数与二元客体水合物的实验数据拟合。本研究旨在研究 CH 4 {\text{CH}_{4}}– H 2 {\text{H}_{2}}S, C 3 H 8 {\text{C}} 的二元混合物{3}}{\text{H}_{8}}– N 2 {\text{N}_{2}}, N 2 {\text{N}_{2}}– CO 2 {\text{ CO}_{2}}，CH 4 {\text{CH}_{4}}–异丁烷，C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8 }}–异丁烷，CH 4 {\text{CH}_{4}}–正丁烷，C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} }–正丁烷、异丁烷– CO 2 {\text{CO}_{2}} 和正丁烷– CO 2 {\text{CO}_{2}} 水合物，之前没有建模. 与以往的研究不同，Kihara 电位参数是使用第二维里系数相关性和气体粘度数据获得的。基于逸度的模型为大多数二元客体水合物（ CH 4 {\text{CH}_{4}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{ H}_{8}}）。然而，它对 ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} })。对于二元客体水合物，该模型还预测了水合物结构从 sI 到 sII 以及从 sII 到 sI 的转变。使用天然气水合物的实验数据计算的 AAD % 仅为 10 %，远低于 VdP-w 模型预测的平衡数据计算的 AAD %。基于逸度的模型为大多数二元客体水合物（ CH 4 {\text{CH}_{4}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{ H}_{8}}）。然而，它对 ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} })。对于二元客体水合物，该模型还预测了水合物结构从 sI 到 sII 以及从 sII 到 sI 的转变。使用天然气水合物的实验数据计算的 AAD % 仅为 10 %，远低于 VdP-w 模型预测的平衡数据计算的 AAD %。基于逸度的模型为大多数二元客体水合物（ CH 4 {\text{CH}_{4}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{ H}_{8}}）。然而，它对 ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} })。对于二元客体水合物，该模型还预测了水合物结构从 sI 到 sII 以及从 sII 到 sI 的转变。使用天然气水合物的实验数据计算的 AAD % 仅为 10 %，远低于 VdP-w 模型预测的平衡数据计算的 AAD %。然而，它对 ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} })。对于二元客体水合物，该模型还预测了水合物结构从 sI 到 sII 以及从 sII 到 sI 的转变。使用天然气水合物的实验数据计算的 AAD % 仅为 10 %，远低于 VdP-w 模型预测的平衡数据计算的 AAD %。然而，它对 ( CO 2 {\text{CO}_{2}}– C 3 H 8 {\text{C}_{3}}{\text{H}_{8} })。对于二元客体水合物，该模型还预测了水合物结构从 sI 到 sII 以及从 sII 到 sI 的转变。使用天然气水合物的实验数据计算的 AAD % 仅为 10 %，远低于 VdP-w 模型预测的平衡数据计算的 AAD %。