[发明专利]一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法

权利要求书

1.一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定单质硫在单质硫纯组分条件下的逸度系数一；

确定单质硫在目标高含硫气体条件下的逸度系数二；

根据所述逸度系数一和所述逸度系数二，确定单质硫在所述目标高含硫气体中的饱和溶解度。

2.根据权利要求1所述的高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法，其特征在于，所述逸度系数一通过以下步骤确定：

S1：建立纯组分固液气状态方程，并获得所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式；

S2：对所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式进行偏导，使其一阶偏导和二阶偏导为0，得到优化目标函数；

S3：对所述优化目标函数添加约束条件；

S4：寻找所述优化目标函数的最优参数值，获得所述优化目标函数中的临界点参数的无量纲值；

S5：根据所述临界点参数的无量纲值，获得所述临界点参数；

S6：根据所述临界点参数，获得所述纯组分固液气状态方程中的未知数；

S7：将步骤S6获得的未知数代入所述纯组分固液气状态方程，并对所述纯组分固液气状态方程进行求解，获得固相体积、液相体积、气液平衡体积以及气相体积；

S8：根据所述固相体积、液相体积、气液平衡体积以及气相体积，结合pV＝ZRT状态方程获得固相压缩系数、液相压缩系数、气液平衡压缩系数以及气相压缩系数；

S9：根据所述固相体积和所述固相压缩系数，结合纯组分逸度系数计算公式，获得单质硫在单质硫纯组分条件下的逸度系数一。

3.根据权利要求2所述的高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法，其特征在于，步骤S1中，所述纯组分固液气状态方程为：

式中：p为压力，MPa；R为理想气体常数，J/mol·K；T为温度，K；V为体积，cm³/mol；b为固体的最小体积，cm³/mol；d为固体的最大体积，cm³/mol；c为液体的最小体积，cm³/mol；a为与分子间引力有关的参数；

所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式为：

式中：下角标r代表无因次的参数形式；Z_c为物质的实际临界压缩系数，无量纲；

步骤S2中，所述优化目标函数为：

式中：下角标rc代表临界点参数的无量纲值；

步骤S3中，所述约束条件为：

b＜d＜c (6)

V_rS(T_rt,p_rt)＝V_rS(T_rt,p_rt)_observe (7)

V_rL(T_rt,p_rt)＝V_rL(T_rt,p_rt)_observe (8)

V_rV(T_rt,p_rt)＝V_rV(T_rt,p_rt)_observe (9)

式中：V_rS(T_rt,p_rt)、V_rL(T_rt,p_rt)和V_rV(T_rt,p_rt)分别为在三相点温度T_rt和三相点压力p_rt条件下的固相体积、液相体积以及气相体积，无量纲；下角标observe代表测量值。