2015年秋化工热力学在线考试

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1、1.教紂中给出了众多的状态方程，请根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析，并提出改进的方向和意见。丙烯的PVT状态分析近期我正在新疆五家渠一家焦化厂甲醇车间进行培训，在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂，在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。丙烯的理化学性质：丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体，分子式为CH3CH=CH2,分子量为42.08,沸点-47.7°C,熔点为-185.25°C,其密度为空气的1.46倍，临界温度为91.8°C,临界压力为4.6Mpa,爆炸极限为2.0-11%(vol)，闪点为-108°C。

2、(因此，丙烯在贮藏时要特别小心，如果发生泄漏，因为它比空气重，积聚在低洼处及地沟中，如在流动过程中遇到火星，则极易引起爆炸，酿成严重后果。)选择用R-K状态方程计算对液态丙烯的PVT关系计算准确度进行分析，从《化工热力学、陈光进等编著》中杏得丙烯的临界数据为Tc=364.9K;pc=46.0*10-1MPa,下而是上海焦化厂给定的丙烯性质数据。为了计算方便，用excel换算和简单计算得到新的数据如R温度-40-30-20-10010203040压力atm)1.4012.0973.0234.2575.7727.68510.04612.91116.307体积mL/g)12966640

3、446393423256919571510151011775020.299922(°C)((温度-40-30-20-10010203040CC)温度(K)233243253263273283293303313压力P1.41962.12483.06314.31345.84857.786810.179113.082116.5231摩尔体积V54560.92826948.03219520.91214403.98410810.3528235.0566354.0806354.0804952.816(1*10-5m3/mol)R-K方程：p=RTv-b-aT0.5vv+b0.42748R2T

4、2.52.5a=c=0.42748x8.3146x364.9=16.3409(m6*Pa*K0.5p.6x106»mol-2)c4b=0.08664RTc=0.08664x8.3146x364.9=5.7145x10-5p.6x106(m3*mol-1)c4巾上表又知道摩尔体积v，故根据R-K方程，用excel可分别计算得到各温度下的压力值P1:温度(°C)-40-30-20-10010203040压力P1*10-1MPa)1.41962.12483.06314.31345.84857.786810.179113.082116.523120.5680计算压力P-11.02882.

5、17063.11824.39036.06798.250511.060211.441215.146719.9288用R-K状态方程计算得数裾与给定侪比较可得如下数据阉：5032320.56803879.77650(通过计算和上图的数据对比，可得结论：利用《上海焦化厂给定丙烯性质数值》，代入v值，用R-K方程计算所得的压力值P1与给定的P值偏差很小。即对于气态丙烯，利川R-K状态方程计算其PVT关系式很可靠的。制冷流程简述：从Recfisol来的丙烯气体与丙烯过冷器壳侧排出的气体混合，压力力0.13IMpa,温度力-40°C,进入压缩机入口分离器饱和并计量后，气体压力力0.12Mpa

6、温度为-40°C进入，丙烯压缩机一段，由闪蒸罐出来的丙烯闪蒸汽压力力0.525Mpa温度力-5.5'C，进入丙烯压缩机的屮段，两股气体均被压缩到1.9Mpa,102°C排出，压缩后的气体被丙烯冷凝器冷凝，液体丙烯进入丙烯贮槽，压力为1.85Mpa温度力45°C，为防丙烯压缩机喘振，在丙烯机气体排出口有一回到入II分离器回路管线补充气量之不足。从丙烯贮槽出来的液体丙烯进入闪蒸槽，闪蒸气进入丙烯机屮段，从丙烯压缩机出口处°C引-•管线为防喘振二段回路。液体丙烯压力0.525Mpa温度为-5.5,从闪蒸槽底部引出来，一路进入压缩机入门分离器，通过液位调节以补充进口丙烯气流量，另一路进丙

7、烯深冷器，通过自身丙烯闪蒸以降低温度，壳侧丙烯气与Recfisol来的会合，从管程中来的液体通过旁路进-步调节温度至-2CTC,压力为0.485Mpa,离开系统进Recfisol,以提供低温甲醇洗所需冷量。为防止丙烯中微量水份在闪蒸过程中冻结，还需向系统注入少量甲醇，甲醇的喷淋是通过计量泵出口甲醇与丙烯贮槽到闪蒸槽的液体丙烯大小，调节喷淋混合来完成的。由于丙烯易燃易爆，因此，在设备维修前后都必须用N2置换丙烯，然后用空气置换N2，幵车时先川N2置换空气，再用丙烯置换N2。1.根据