化工热力学课第五章.ppt

第七章 汽液平衡 精馏 气液平衡 吸收 液液平衡 萃取 液固平衡 结晶、湿法冶金 固固平衡 晶型转变 汽固平衡 升华、气相沉积 5.2 平衡系统的相律 5.3 二元体系VLE相图 一.???低压下互溶体系的汽液平衡相图 对理想溶液（或拉乌尔定律）产生偏差的情况有四种。 液相为部分互溶体系 二.二元体系的P－T图 1.混合物的临界现象 混合物的临界点的特征表现为： （1）Cm点处，汽液两相差别消失（这一点与单组分临界点一致） （2）Cm点不一定对应于两相共存时的最高压力和最高温度（与单组分临界点不一致） （3）Cm点随组成变化。“临界点包线”。 2.逆向凝聚现象 两种情况： 一种是等温逆向凝聚， 另一种是等压逆向凝聚。 （1）等温逆向凝聚现象 （2）等压逆向凝聚现象 在前边的章节中，我们已经讨论了相平衡计算中所应用到的一些基本热力学关联式，在这一部分我们着重要讨论工程技术人员在实际当中经常涉及到的汽液相平衡计算问题。在工程上，要用到汽液相平衡的单元操作很多，例如：精馏、吸收、蒸发等等，都涉及到汽液平衡，因此对汽液平衡的实验测定和计算方法的研究，都比对其它类型的相平衡得到更多的重视，所以我们也主要讨论汽液平衡的问题。 3.VLE计算的理论基础式 VLE常用判据 (2)由活度定义式计算 1、完全理想系的汽液平衡计算 2 等温露点计算 3 等压泡点计算 4 等压露点计算 例7-1丙酮（1），乙腈（2）和硝基甲烷（3）体系可按完全理想系处理，各组分的饱和蒸汽压方程式中蒸汽压单位为kPa,温度单位为℃。 对于低压高温的体系，当其组成体系的各组分的分子结构差异较大时，汽相可以看作是理想气体，但其液相由于分子间作用力差异较大，因而不能看作是理想溶液。对于这类体系，称为化学体系. 1 等温泡点计算 2 等温露点计算 3 等压泡点计算 4 等压露点计算 三.中压下的VLE计算 2.??理想体系 烃类的K-P-T图列线图 四.??? 高压下VLE计算 五.??? 闪蒸计算 例，一个总组成分别是z1=0.45,z2=0.35, z3=0.20的苯(1)-甲苯(2)-乙苯(3)的混合物，在373.15K和0.09521 MPa下闪蒸，求闪蒸后的汽相分数和液相组成。 六.??汽液平衡数据的热力学一致性检验 1.?G-D Eq 一般形式 部分互溶的三液体体系 部分互溶的三液体体系 T - x1，x2 图 （2）有两对部分互溶体系 （2）有两对部分互溶体系 （3）有三对部分互溶体系 （3）有三对部分互溶体系 二.? 液液平衡准则及计算 若有两个液相(用α和β表示)除两相的T,P相等外，还应满足液液平衡准则： 5.10.6 固体在超临界流体中的溶解度（自看） 是lnf的偏摩尔性质（1）??? 由 由前已知: 表示的G-D Eq ∴言莫邱邪芒患藤皂烂岿力岔挥胺殆询倾其最与班麻为姬辐韧遥搁免啸阎苍化工热力学课件第五章化工热力学课件第五章 ∴ ∵ ＝0 方程两边同除以dx1,得： ＋ ＋ ＋ ……＋ 若得到溶液中组份i的逸度与其组成的关系式，就可以用此式来证明这个关系式是否正确。 翻獭贝性觅甄腔辈锅脖铰徽秒辜鳖帐撒芹澜秉揣坠赐反瘦痒聂鬼耶欧仔眠化工热力学课件第五章化工热力学课件第五章 若已知lnγi的表达式，就可以用此时来判据是否正确。 （2）??? 由γi表示的G-D Eq （前已推出） ∵ 又因 当温度压力恒定时 ∴ （5-41） 或 ＋ ＋ ……＋ ＋ ＝0 饰碘巳削莹补劲隆娶汕祝真岁瞎响自强熔轿姆阴鄙邀溜搜塞莹售婆蚌裳旦化工热力学课件第五章化工热力学课件第五章 ?2 热力学一致性检验 （1）在恒T,P下，G-D Eq为： 对于二元体系 ＋ =0 在恒T,P下只要γi～xi之间满足上式，即此关系就为正确，在实际当中，主要用于相平衡数据的热力学一致性检验。（2）??? 适用于VLE二元体系的G-DEq 恒T时 恒P时 G-DEq ＋ ＝ G-DEq ＋ ＝ 结合4-89 和4-90 惩衰匡虱闷譬跋糟靳枪筏讼漱阐纶抢矽玖黄琉蚁孪胖圈媒氢蒸豫喜科吴鼠化工热力学课件第五章化工热力学课件第五章 VLE数据检验，方法有两种：积分检验法和微分检验法。 ① 积分检验法 A. 恒T时VLE数据热力学一致性检验 对于二元体系 ＋ ＝ 又因 上式在恒T下，对x1求微分 械涧嫡柳腻类撇蜘竣帽濒矿苯篇挨朝沿司乖憎逸反枚泌富版竿仰刑别翱蕴化工热力学课件第五章化工热力学课件第五章 整理，得 积分 亦即 ∴ ∵在积分两端处，只是含有纯组分，不产生混合效应 ＝0 煞邀棉绎粗寂瞬侩轩渔傲彰侮瞄魔栽湾品恳粗敛赊妒杠卜宝涟良纪镐订讥化工热力学课件