第2章单级平衡过程(1)

《第2章单级平衡过程(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第2章单级平衡过程?主要内容及要求：1.相平衡常数计算：状态方程法，活度系数法。2.泡点、露点计算（1）泡点计算：在一定P（或T）下，已知xi，确定Tb（或Pb）和yi。（2）露点计算3.等温闪蒸计算：给定物料的量与组成，计算在一定P和T下闪蒸得到的汽相量与组成，以及剩余的液相量与组成。2.1相平衡2.1.1相平衡关系一、相平衡条件（准则）：各相的温度、压力相同，各相组分的逸度也相等。什么称之为相平衡？汽液相平衡关系为把逸度和实测压力、温度、组成等物理量联系起来，引入逸度系数和活度系数。基准态下组分i的逸度。两种常用的汽液相平衡关系表达式：分离因子与1的偏离程度表示组

2、分之间分离的难易程度。2.1.2汽液平衡常数的计算由两种常用的汽液相平衡关系表达式：汽液平衡常数：求取相平衡常数的两种方法：状态方程法活度系数法一、状态方程法：汽液相平衡关系：相平衡常数：汽相：液相：应用状态方程分别计算汽、液两相的逸度系数。以V、T为独立变量的状态方程表达式：以p、T为独立变量的状态方程表达式：以上两方法作用相同，视方便而用。对状态方程的选择不同以及同一状态的混合规则不同，逸度系数的具体表达式多种多样。（2-16）（2-15）1、用VanderWeals（范德华）方程计算（1）（2）（3）2、用维里方程计算，仅适用于求汽相（1）（2）为了便于工程计算

3、，可将自变量V转换为P3、用R-K方程计算（1）（2）思考题：对常用的状态方程（范德华方程、RK方程、SRK方程、PR方程、BWRS方程）的优缺点和应用范围进行比较。二、活度系数法：汽液相平衡关系：相平衡常数：汽相：液相：？求取液相活度系数、基准态逸度和汽相逸度系数。1、基准态逸度fiOL：（1）可凝组分基准态逸度：活度系数等于1的状态基准态：xi1时，i1。代入fiOL—在系统T、P下液相中纯组分i的逸度。即基准态是与系统具有相同T、P和同一相态的纯i组分。?如何求取纯组分i的逸度。纯组分i的逸度计算：对气、液、固组分均适用。将以p、T为独立变量的状态方程式：（2

4、-16）纯液体组分i的逸度：纯液体组分i在系统温度下的摩尔体积，与压力无关。（2-21）校正饱和蒸汽压下的蒸汽对理想气体的偏离。Poynting因子，校正压力对饱和蒸汽压的偏离。纯组分i在一定温度的饱和蒸汽压下的逸度系数。（2）不可凝组分基准态逸度：基准态：xi0时，i＊1。代入（2-23）或：（T、P一定，xi0）（2-24）亨利定律一般来说，亨利常数H不仅与溶剂、溶质的性质和系统温度有关，而且还与系统压力有关。在低压下，溶质组分的逸度近似等于它在气相中的分压，亨利常数不随压力而改变。小节：对于由一种溶质（不凝性组分）和一种溶剂（可凝性组分）构成的两组分溶液，通常

5、:溶剂的活度系数按xi1，i1定义基准态；溶质的活度系数按xi0，i＊1定义基准态。由于两组分的基准态不同，称为不对称型标准化方法。2、液相活度系数i：如有适当的GE的数学模型，则可求i的表达式。（1）马格勒斯（Margules）方程（2）范拉尔（VanLaar）方程VanLaar方程和Margules方程有悠久的历史，仍有实用价值，特别是定性分析方面。三个优点：数学表达式简单；容易从活度系数数据估计参数；非理想性强的二元混合物包括部分互溶物系，也经常能得到满意的结果。两个缺点：不能用二元数据正确推断三元系的活度系数。不能用于多元系相平衡计算。（3）威

6、尔逊（Wilson）方程（4）NRTL方程3、汽相逸度系数：选用适宜的状态方程求取汽相逸度系数。如采用维里方程可得到逸度系数的表达式：或将可凝组分基准态逸度表达式（2-21）：代入相平衡常数表达式（2-17）：（2-21）（2-17）得到活度系数法计算相平衡常数的通式：（2-35）（2-35）组分i在液相中的活度系数。纯组分i在温度为T时的饱和蒸汽压。组分i在温度为T、压力为Pis时的逸度系数。纯组分i的液态摩尔体积。组分i在温度为T、压力为P时的汽相逸度系数。各种简化形式：（1）汽相为理想气体，液相为理想溶液（完全理想系）：化简得：（2-35）1111（2-36）（

7、2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液化简得：（2-38）（2-35）111（3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液化简得：（2-35）iV1（4）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液化简得：（2-43）（2-35）iV汽液平衡系统分类及汽液平衡常数的计算不存在实际气体理想溶液理想气体实际溶液理想溶液液相汽相状态方程法与活度系数法的比较方法优点缺点状态方程法1.不需要基准态2.只需要P-V-T数据，原则上不需有相平衡数据3.可以应用对比状态理论4.可以用在临界区1.没有一个状态方程能完全适用于所有的密度范围2.受混合规则的影响很大3.对于极性物质、大分子化