化工分离过程

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1、多媒体课件SingleStageBalanceProcess第二章单级平衡过程K值计算：状态方程法、活度系数法；泡点、露点计算；闪蒸计算。内容：第一节相平衡第二节多组分物系的泡点和露点计算第三节闪蒸过程的计算第一节相平衡2.1.1相平衡条件2.1.2相平衡常数的计算相平衡：由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看——物系的自由焓最小动力学上看——相间表观传递速率为零2.1.1相平衡条件一、相平衡条件相平衡条件：引入逸度系数：if引入活度系数：ig1.汽液平衡汽液平衡关系

2、式：2.液液平衡由（2-7）：基准态相等定义：精馏、吸收：称汽液相平衡常数液液萃取：液液相平衡常数（或分配系数）—二、相平衡常数和分离因子三、用表示平衡关系ijiKa,分离因子与1的偏离程度，表示组分分离的难易程度：相差越远，则可达到有效的分离。，则表示组分i及j之间并没有被分离；，组分i富集于1相，而组分j富集于2相；，组分i富集于2相，而组分j富集于1相。一般组分i、j的选择，使得一、状态方程法二、活度系数法2.1.2相平衡常数的计算由（2—8）：由P—V—T关系计算LiViff,一、状态方

3、程法以V为自变量：以P为自变量：(2-16)推导：积分后得（2-16）（2—15）、（2—16）适用于气、液、固相，是计算的普遍化方法。注意：只要知道状态方程就可代入求1.用Vanderwaals方程计算——a、b为Vanderwaals常数将（2—15）积分后代入以上结果：步骤：i=1i=1i=i+1YesNo●i=1时求汽相逸度系数；i=2时求液相逸度系数。汽相：用y求a、b液相：用x求a、b●(1)式有三个根注意：2.用维里方程计算维里方程的截断式：汽相哟！的计算：●为简单流体的对比第二维

4、里系数，计算：●为校正函数，计算：●为二元相互作用参数，计算：——用于烷烃相当成功二元常数的平均值ij水醇醚酮烃烃0.40.150.100.130酮0.150.050.130醚0.350.130醇0.10水0ijk由（2—16）：∴由（2—16）：P为自变量同样由（2—15）：V为自变量用（2—31）解的步骤：1.用状态方程〈4〉求Vt(两个根返回)、检验：〈4〉式有实根，取大根，否则用（2—30）求取。2.由（2—31）求注意：维里方程的适宜范围：3.采用R—K方程计算特点：1.比多参数状态方

5、程简单2.适宜于气、液态R—K方程：RK方程的另一种形式：推出：计算方法：1.由〈6〉计算ZM三个根：求气体（）取求液体（）取2.由〈7〉求注意：求汽相逸度时组成用求液相逸度时组成用作业：P51：3题（只求）Vif3题改错：去掉“%”二、活度系数法由（2—9）：恢复已解决对，分别讨论iriVfiOLf1.基准态逸度液相活度系数：OLif讨论：◆可凝性组分基准态◆不凝性组分基准态◆溶液基准态（1）可凝性组分基准态取基准态：的计算：（2—21）有二个校正系数：（2）不凝性组分基准态取基准态：H—化工

6、计算解决（3）溶液基准态取基准态：溶质：属不凝性组分，定义基准态溶剂：属可凝性组分，定义基准态————不对称性标准化方法2.液相活度系数化工热力学提出：—1摩尔混合物的过剩自由焓到目前有20多种经验、半经验公式。发展阶段：★20世纪初：问题集中于溶液的非理想性从何而来？二种观点：1.VanLaar认为分子的吸引与排斥2.Dolezalek认为分子间相互作用能，如缔合争论了五年之久，由于vanderWaals力的提出，1占优势、2被埋没，出现了：VanLaar；Margules方程。★1964年：

7、化学热力学的发展由提出，Wohl对历年公式加以总结，并推广到多元。★1964年：Wilson提出局部组成新概念，并得到发展。出现了Wilson方程、NRTL方程、UNQAC方程…。1>.Wohl型经验关系式Margules方程VanLaar方程S—H方程特点：简便，由于缺乏多元数据，因此不能应用于多元。2>.由局部组成概念建立的半经验方程Wilson方程：三个优点：1.推算精度高。2.对理想系偏离很大的物系也适宜。3.无须多元实验值。二个主要缺点；1.不适用于部分互溶系与液液平衡系。——修正后可

8、用2.曲线呈极值点时不适用。NRTL方程：适用于部分互溶体系，液液平衡体系。缺点：引入第三参数，其计算由组分化学性质估计（=0.2～0.4）。UNIQUAC方程：复杂优点：1.仅用二个调整数，后即可用于液液体系。2.参数随T变化很小。3.主要浓度变量为，并非，因此还可用于大分子（聚合物）溶液。三、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式——计算Ki的普遍化形式（用于严格计算）各种简化形式：1.汽相是理想气体，液相是理想溶液。——完全理想系适用物系：P<200kPa，分子结构十分相近的组分溶液2.汽相