化工热力学Ⅱ(高等化工热力学)——第六章相平衡.ppt

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1、第六章 相平衡 相态：汽(V)液(L)固(S)VL LL LS汽液平衡时，有 (6-1)式中 代回式(6-1),得：(6-2)6.1 低气压汽液平衡 因为低压有 所以由(6-2)得：(6-3)若液相是理想溶液，则 i=1 由(6-3)得：(6-4)例:使用Van Laar方程作出乙醇(1)水(2)溶液在760mmHg 总压下的yx曲线 (1)当作理想溶液处理(2)由Van Laar理论式计算(3)根据下述恒沸物的组成和温度来计算：乙醇浓度(mol%)=89.43,温度T=78.15乙醇在78.15时的蒸气压P1S755mmHg 水在78.15时 的蒸气压P2S329mmHg计算结果与下述实验数

2、据比较：乙醇 温度 液相x1%汽相y%100 0 0 89.0 7.21 38.91 85.3 12.38 47.04 81.5 32.73 58.26 79.7 51.98 65.99 78.4 74.22 78.15 78.15 89.43 89.43解：(1)若当作理想溶液处理，有Py1=P1S Py2=P2S 由 得y1=P1Sx1P +得PP1Sx1+P2Sx2代入 得：当x1=7.21%时，有 相对误差：(0.38910.1513)0.3891100%61.12%(2)由Van Laar理论式计算 a=27R2Tc264Pc b=RTc8Pc查手册得：乙醇(1)Tc1=516.2k

3、 Pc1=63.0atm 水(2)Tc2=647.1k Pc2=217.6atma1(270.082062 516.22)(6463.0)12.015512 a2(270.082062 647.12)(64217.6)5.466769 b1(0.08206516.2)(863.0)0.0840463 b2(0.08206647.1)(8217.6)0.0305038B=1.3265194当x10.0721时，有111.936082 23.0030694 由式(6-3)得:相对误差为：(3)根据恒沸点数据计算：由式(6-3)得:由Van Laar 方程有：代回Van Laar 方程,得:当x10

4、.0721时，有：同理，由式(6-3)得：相对误差：(0.38910.3828)(0.3891)1.619%6.2 加压下气液平衡的计算根据式(6-2),可得：(6-5)(1)泡点计算：已知 P,x1,x2,.,xn,求 T,y1,y2,.yn相律：fCP+2n2+2n (n个独立变量)计算方程式如下：即：(未知数T)计算步骤如下：(5n+1个未知数，5n+1个独立方程，则可解)开始输入P,xi (已知)，估算温度T(初值)，设所有计算所有Bij PiS 和 和 计算所有yi,x1计算yi和结束打印结果：T和yi圆 整 yi值(*)是不是yi=1yi变化否？第一次迭代？校 正 所 有 的yi(

5、*),计 算 所有的调整T(*)是否否是否是(*)校正所有的yi值的方法：yi(校正后)yi(校正前)yi(校正后)例：校正前：y10.8 y20.4 yi1.2 校正后：y10.81.20.667 y20.333(*)校正T的方法：yi1 汽相占比例高，所假设温度太高，调低T；否则yi1,则应调低P；若xi1,则应调高P。(3)闪蒸计算 一次汽液平衡已知：F，Zi 求V，L，xi，yi，共2N+2个未知数xi(液相组成)yi(汽相组成)F，Zi QF进料量Zi进料组成V(汽相量)L(液相量)闪蒸过程可列出如下方程：FV+L (总物料衡算)FZiVyi+Lxi i=1,2.N (i物料衡算)yiKixi 或 xiyiKi (相平衡)yi1 xi1 (归一方程)方程数为：1+N+N+1=2N+2联立求解得：式中：eVF (汽化率)；1e(FV)FLF (冷 凝率)Ki平衡常数 用牛顿切线法进行迭代试差：则由 得：