√汽液平衡的计算:处于相平衡 B 时的Tp,x,Jy之间的关系。 √典型的汽液平衡计算包括泡点、 露点计算及闪蒸计算。 惟真帷實
汽液平衡的计算:处于相平衡 时的T、p、xi、yi之间的关系。 典型的汽液平衡计算包括泡点、 露点计算及闪蒸计算
= (=1,2,3,W 对N元体系,汽液平衡 >总的变量数为2W个(T,p,x,) >自由度F=N-2+2=N >计算汽液平衡问题,首先应指定N个独立变量。 惟真帷竇
对N元体系,汽液平衡 总的变量数为2N个(T、p、xi、yi) 自由度F=N-2+2=N 计算汽液平衡问题,首先应指定N个独立变量。 ˆ V L ˆ i i f f (i=1,2,3,.,N)
工程上泡、露点计算问题有四类(独立变量的指定方案) 表1汽液平衡计算类型 计算类型 独立变量 待定变量 泡点温度(bubble point 已知体系压力p与液相求泡点温度T与汽相组成y: temperature 组成x(=1,2,3,N-1)(=1,2,3,.,) 泡点压力(bubble point 已知体系温度T与液相 求泡点压力p与汽相组成y: pressure 组成x 露点温度(dew point 已知体系压力p与汽相求露点温度T与液相组成x temperature 组成y: 露点压力( dew point 已知体系温度T与汽相求露点压力p与液相组成x pressure 组成y 已知T(或汽化率e)、p计算汽化率(或操作温度TD, 闪蒸(flash) 和进料组成 汽相组成y和液相组成x 惟真帷實
工程上泡、露点计算问题有四类(独立变量的指定方案) 计算类型 独立变量 待定变量 泡点温度 ( bubble point temperature ) 已知体系压力p与液相 组成xi (i=1,2,3,.,N-1) 求泡点温度T与汽相组成yi (i=1,2,3,.,N) 泡点压力 ( bubble point pressure ) 已知体系温度T与液相 组成xi 求泡点压力p与汽相组成yi 露点温度 ( dew point temperature ) 已知体系压力p与汽相 组成yi 求露点温度T与液相组成xi 露点压力 ( dew point pressure ) 已知体系温度T与汽相 组成yi 求露点压力p与液相组成xi 闪蒸( flash ) 已知T(或汽化率e)、p 和进料组成zi 计算汽化率e(或操作温度T)、 汽相组成yi和液相组成xi 表1 汽液平衡计算类型
◆汽液平衡计算需要建立体系的T、p、x、y间的关系。此关系 可采用相图表示或采用函数式表示。 ◆汽液平衡的相图(物理化学中学过) 二元系统p-xy)/T-xy)的相图 惟真帷竇
汽液平衡计算需要建立体系的T、p、xi、yi间的关系。此关系 可采用相图表示或采用函数式表示。 汽液平衡的相图(物理化学中学过) 二元系统p-x(y)/T-x(y)的相图
采用活度系数法,并选以Lewis-Randall规则为基准的标准态 则汽液平衡时,有 (i=1,2,3,.,W(1) 中低压下汽液平衡的关系式 y,p=x,卫p4 (i=1,2,3.,W)(2) 惟真帷竇
中低压下汽液平衡的关系式 采用活度系数法,并选以Lewis-Randall规则为基准的标准态, 则汽液平衡时,有 p p i i i i i i i i p RT V y p x p exp s d ˆ L V s s ˆ V s s (i=1,2,3,.,N) (2) i i i i i i y p x p (i=1,2,3,.,N) (1)
vo p=xrpo VLE关系式中各项热力学函数的计算方法如下: ①p:纯组分的饱和蒸汽压,可查物理化学手册或由 Antoine?方程求得 B Igp;=A- T+C 式中A、B、C是因物质而异的常数。可较方便地查到大多数物 质的Antoine常数。使用中应注意适用的温度范围和单位。 惟真帷竇
VLE关系式中各项热力学函数的计算方法如下: ① pi s :纯组分的饱和蒸汽压,可查物理化学手册或由 Antoine方程求得 l g s T C B pi A 式中A、B、C是因物质而异的常数。可较方便地查到大多数物 质的Antoine常数。使用中应注意适用的温度范围和单位。 ˆ V s s i i i i i i y p x p
Y:C p=xYiP 2 Y汽相混合物中组分i的逸度系数,是T、p和,的函数。 选定适用于汽相的状态方程及混合规则后,可根据状态方程 导出组分逸度系数的表达式进行计算。 dVn-RTIn Zm RT 惟真帷竇
② 汽相混合物中组分i 的逸度系数, 是 T 、p和yi 的函数。 选定适用于汽相的状态方程及混合规则后,可根据状态方程 导出组分逸度系数的表达式进行计算。 ˆ V i ˆ V s s i i i i i i y p x p m m m m , , m ˆ ln d ln j i V i T V n p RT RT V RT Z n V d l n ˆ l n V m V V m , , m V V m V m V RT Z V RT n p RT V i T V n i j
实际应用中,很多情况下可采用两项的virial方程,得到 n={8+2[26-5可 对二元系:n=R7(B+.) 血=R(B:+) virial方程适用于中低压下;当压力较高时,可选用RK, SRK,BWRS.状态方程来计算组分逸度系数。 惟真帷竇
实际应用中,很多情况下可采用两项的virial方程,得到 对二元系: virial方程适用于中低压下; 当压力较高时,可选用RK, SRK, BWRS.状态方程来计算组分逸度系数。 V 1 ˆ ln (2 ) 2 i ii j k ji jk j k p B y y RT V 2 1 11 2 12 ˆ ln p B y RT V 2 2 22 1 12 ˆ ln p B y RT
yp=xyp ③:纯组分i在温度T和它的饱和蒸汽压时的逸度系数, 中:仅是T的函数。它采用与汽相相同的状态方程计算。 对截取两项的virial7方程,得 n4= BiP RT 式中B,为纯组分的第二virialz系数。 惟真帷實
③ : 纯组分i 在温度T 和它的饱和蒸汽压时的逸度系数, φi s仅是T 的函数。它采用与汽相相同的状态方程计算。 对截取两项的virial方程,得 RT Bi pi i s s ln 式中 Bi为纯组分的第二virial系数。 ˆ V s s i i i i i i y p x p s i
yop=xrpi ④活度系数%,因为可忽略压力对%的影响,故认为Y是温 度T与液相组成x,的函数。 的求算可根据体系的性质选择合适的液相活度系数 关联式进行计算。 适用于互溶体系的Wilson方程就可以很好地满足中 压下液相活度系数计算的要求。 对二元系,也常用Margules方程和van Laar方程。 惟真帷竇
④活度系数γi ,因为可忽略压力对γi 的影响,故认为γi是温 度T与液相组成xi的函数。 γi 的求算可根据体系的性质选择合适的液相活度系数 关联式进行计算。 适用于互溶体系的Wilson方程就可以很好地满足中 压下液相活度系数计算的要求。 对二元系,也常用Margules方程和van Laar方程。 ˆ V s s i i i i i i y p x p