第七章 相平衡7[1].2_2012VIP专享VIP免费

第七章相平衡§7.1相平衡判据与相律§7.2汽液平衡的相图§7.3汽液平衡计算§7.3汽液平衡计算•§7.3.1活度系数法•§7.3.2状态方程法•§7.3.3闪蒸计算•§7.3.4汽液平衡数据的热力学一致性检验高温低压下，构成物系的组份，其分子结构差异较大。低压下的非轻烃类，如水与醇、醛、酮……….所组成的物系就属于这一类。一.概述1.VLE的分类（五种类型）（1）完全理想体系V相是理想气体L相是理想溶液Pi=yiPPi=xiPis高温低压下，构成物系的组份，其分子结构相似，如0.2MPa下的轻烃混合物系。（2）化学体系V相是理想气体L相是非理想溶液1i^1i§7.3汽液平衡计算高压下，构成物系的组份，其分子结构差异较大，皆属于这类体系。（3）理想体系V、L两相都符合L-R定则。石油化工，中压（1.5～3.5MPa）下轻烃物系或裂解气都视为理想体系（4）非理想体系V相是非理想溶液L相符合L-R定则如压力较高的烃类物系。第三类和第四类都是碳氢化合物的混合物所组成的物系，所不同的是第四类的压力比第三类的高。（5）完全非理想体系V、L两相都是非理想溶液。二、工程上需解决的VLE计算类型计算类型独立变量待定变量1）等温泡点计算已知121,,NxxxT求NyyyP21,,泡2）等压泡点计算已知121,,NxxxP求NyyyT21,,泡3）等温露点计算已知121,,NyyyT求NxxxP21,,露4）等压露点计算已知121,,NyyyPNxxxT21,,露5）闪蒸计算已知121,,,,,NzzzPT求Nxxx21,；Nyyy21,和e汽液平衡的准则：三、VLE的两种计算方法ˆˆ(1,2,,)VLiiffiN两相的T，P相等时状态方程法活度系数法--------VLE计算基本公式VLE的计算四、互溶系统的汽液平衡计算通式逸度即可用逸度系数，也可用活度系数表示1,2,3,...,iN汽相液相ˆˆVViiifPy0ˆVViiiiffyˆˆLLiiifPx0ˆLLiiiiffx状态方程法——多元系统的相平衡计算通式1,2,3,...,iN当溶液达到汽液平衡时EOS混合规则ˆˆVLiiffˆˆVLiiiiPyPxˆˆVLiiiiyxiiˆTpyˆTpxViLi与温度、压力和汽相组成有关与温度、压力和液相组成有关活度系数法iiiiiLiViiVixfaffPyf00ˆˆˆˆNixfPyiiiiVi2,1ˆ0——液相逸度用活度系数计算；汽相逸度用EOS计算0if——标准态逸度。取以Lewis-Randall定则为基础的标准态，即纯液体i在体系温度，压力下的逸度。PTfLi,f0iPPLiSiSiLiiSiRTdPVPffexp0PpLisisiLisidPVRT1expPfLi1ˆˆexpVSiPVSSiiiiiiPPyxPdPRT该式是用于汽液平衡计算的通式。Li1ˆˆexpVSiPVSSiiiiiiPPyxPdPRT简化：（1）压力远离临界区和近临界区中低压范围Poynting因子均可近似为1ˆˆVSSiiiiiiPyxP（2）低压下，汽相可假定为理想气体ˆˆ1,1VSiiSiiiiPyxP（3）系统中各组分性质相似汽液两相均可视为理想混合物1iSiiiPyxP1、活度系数法用于中压汽液平衡计算ˆexp1,2SiLPVSSiiiiiiiPVdPPyxPiNRT1expPPLiSiRTdPV即SiSiiiViiPxPyˆ中低压（1.5～2MPa）的Poynting校正因子可认为是1汽相混合物中组分i在体系T、P时的逸度系数纯组分i在体系T与其饱和蒸气压PiS时的逸度系数液相混合物中组分i在体系T、P时的活度系数五、互溶系统的汽液平衡计算PiiPdPZ0)1(ˆlnPiidPPRTVRT0)(1ˆln)221ˆln:jikkijkjijViyyBRTP（如用维里方程有的计算Viˆ)2(方程）（AntoineCTBAPiiiSiln的计算SiP)1(式中：常数Ａ、Ｂ、Ｃ因物而异，可查附录。计算混合物的组分逸度系数的基本式）而TfPSi(）而iViyPTf,,(ˆln），，而活度系数模型—iiixPTf(Wilson方程NRTL方程Margules方程VanLaar方程的计算i)4(RTPBsii的计算Si)3(PiiPdPZ0)1(lnSiPiSiPdPRTPB0]1)1[(ln:如用维里方程计算纯组分逸度系数的基本式4.8活度系数与组成的关联说明：工程设计中，有时可查手册。)(lnTfSi而SiSiiiViiPxPyˆ1iy1ixSiSiiiViiPxPyˆ（i=1，2…...