第二章_多组分分离基础2.ppt

2.2 相平衡关系的计算Calculation of phase equilibrium  一、汽液相平衡关系 Vapor-liquid phase equilibrium 二、汽液平衡的分类与计算 Classification and calculation of vapour-liquid phase equilibrium 2.2相平衡关系的计算Calculation of phase equilibrium  相平衡：混合物所形成的若干相保持 物理平衡而共存的状态。 热力学上看——物系的自由焓最小 动力学来看——相间表观速率为零 相平衡条件（准则）： 各相的温度、压力相同， i 组分各相的化学位相等。 i 组分在各相的逸度相等。 （1） 汽液相平衡关系 汽液相平衡所研究的是在一定操作条 件下相变过程进行的方向和限度,它是处 理气液传质过程的基础,也是分析传质设 备效率高低的依据。 解决精馏计算中经常进行的下列三类问题: 1）多组分物系的泡点计算 2）多组分物系的露点计算 3）多组分物系闪蒸过程的计算 2.2相平衡关系的计算Calculation of phase equilibrium  相平衡条件： 3 相平衡常数 ① 定义 基准态逸度 fiOL： 3 相平衡常数 (2)不凝性组分基准态逸度： 3 相平衡常数 4 与 的关系 相对挥发度的定义 i，j 两组分的相平衡常数之比 二、汽液平衡的分类与计算 二、汽液平衡的分类与计算 二、汽液平衡的分类与计算 二、汽液平衡的分类与计算 (2) 气相为理想气体，液相为非理想溶液 (3) 气相为理想溶液，液相为理想溶液 称为理想系 (4)气相为理想溶液，液相为非理想溶液 二、汽液平衡的分类与计算 二、汽液平衡的分类与计算 ⑵汽液平衡常数的计算 ①逸度系数的计算 1）纯组分的逸度系数 2）二元混合物的逸度系数 A、维里方程 ②活度系数的计算 称对拉乌尔定律有正偏差 大多数非烃类混合物表现出正偏差 少数有缔合现象或电解质溶液，有负偏差 1）二元溶液的活度系数 A、Van-Laar Equation 1)二元溶液的活度系数 c. 2)三元溶液的活度系数 A、Margules Equ 2.3 多组分物系的泡点和露点计算Bubble-point and dew-point calculation of multicomponent system 一、泡点温度和压力的计算 Calculation of temperature and pressure at bubble-point 二、露点温度和压力的计算 Calculation of temperature and pressure at dew –point 泡点温度(压力):在恒压(温)下加热液体混 合物,当液体混合物开始气化出现第一个 气泡时的温度(压力), 简称泡点。 露点温度(压力):在恒压(温)下冷却气体混 合物,当气体混合物开始冷凝出现第一个 液滴时的温度(压力), 简称露点。 一、泡点温度和压力的计算 ⑴ 泡点计算与有关方程 已知 方程总数： 2C+2 个 （1）平衡常数与组成无关的泡点计算 （1）温度T 初值的选定 （3）温度T的调整 （1）平衡常数与组成无关的泡点计算 ①平衡常数与组成无关的泡点计算 a. p-T-K列线图 b. 加速收敛法 调整T（p） ⑵计算机计算 b、迭代方法，Newton-Raphson 目标函数： 二、露点温度和压力的计算 二、露点温度和压力的计算 ⑴露点计算与有关方程 已知： 方程总数： 2C+2 个 二、露点温度和压力的计算 温度T的调整 二、露点温度和压力的计算 二、露点温度和压力的计算 1)手算 思路：设 2)计算机计算 露点方程： ②平衡常数与组成有关的露点计算 求算露点，由于已知 2.4单级平衡分离过程计算Calculation of Singlestage balance separation process  一、等温闪蒸 Isothermal Flash 二、绝热闪蒸 Adiabatic flash 闪蒸又称平衡蒸馏,是连续、稳态的 单级蒸馏过程,该过程使进料混合物经加 热、冷却或降压部分汽化或冷凝得到含 易挥发组分较多