（精）化工分离过程课件( 陈洪钫,刘家祺编 )第二章 单级平衡过程.ppt

第二章 单级平衡过程 第二章 单级平衡过程 第一节 相平衡 第二节 多组分物系的泡点和露点计算 第三节 闪蒸过程的计算 第一节 相平衡 2.1.1相平衡条件 2.1.2 相平衡常数的计算 2.1.1 相平衡条件 一、相平衡条件 相平衡：由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理 平衡而共存状态。 热力学上看—物系的自由焓最小 动力学上看—相间表观传递速率为零 1.汽液平衡 引入逸度系数 ： 汽液平衡关系式： 2.液液平衡 由（2-7）： 二、相平衡常数和分离因子 定义： 三、用 表示平衡关系 2.1.2 相平衡常数的计算 一、状态方程法 由（2—8）： (2-16)推导： 1.用Van der waals方程计算 Van der waals方程： 2.用维里方程计算 维里方程的截断式： 二元常数 的平均值 R—K方程： 二、活度系数法 由（2—9）： 1.基准态逸度 液相活度系数： 2.液相活度系数 化工热力学提出： 发展阶段： ★20世纪初：问题集中于溶液的非理想性从何而来？ 二种观点：1.Van Laar认为分子的吸引与排斥 2. Dolezalek认为分子间相互作用能，如缔合 争论了五年之久，由于van der Waals力的提出，1占优势、2被埋没，出现了：Van Laar；Margules方程。 ★1964年：化学热力学的发展 由 提出 ，Wohl对历年公式加以总结，并推广到多元。 ★1964年：Wilson提出局部组成新概念，并得到发展。 出现了Wilson方程、NRTL方程、UNQAC方程…。 1.Wohl型经验关系式 Margules方程 Van Laar方程 S—H方程 特点：简便，由于缺乏多元数据，因 此不能应用于多元。 2.由局部组成概念建立的半经验方程 Wilson方程： 三个优点：1.推算精度高。 2.对理想系偏离很大的物系也适宜。 3.无须多元实验值。 二个主要缺点； 1.不适用于部分互溶系与液液平衡系。 ——修正后可用 2. 曲线呈极值点时不适用。 NRTL方程： 适用于部分互溶体系，液液平衡体系 。 缺点：引入第三参数 ，其计算由组分化学性质估计（ =0.2～0.4）。 UNIQUAC方程： 复杂 优点：1.仅用二个调整数 ， 后即可用于液液 体系。 2.参数随T变化很小。 3.主要浓度变量为 ，并非 ，因此还可用于 大分子（聚合物）溶液。 三、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式 第二节 多组分物系的泡点和露点计算 2.2.1 泡点温度和压力的计算 2.2.2 露点温度和压力的计算 2.2.1 泡点温度和压力的计算 变量分析： 一、泡点温度的计算 1.平衡常数与组成无关的情况 二、泡点压力的计算 与泡点温度相同，比较与分析如下： 2.2.2 露点温度和压力的计算 已知：P（或T） T（或P） 1.平衡常数与组成无关的情况 露点方程： 第三节 闪蒸（Flash）过程的计算 流程示意图： 液体混合物的汽化 气体混合物的冷凝 变量分析： 第三节 闪蒸过程的计算 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程 2.3.2 绝热闪蒸过程 2.3