气液平衡的计算.doc

《化工热力学》过程论文 题 目： 气液平衡的计算方法 系 别： 化学材料与工程系 班 级： 13级化工卓越班 姓 名： 学 号： 1303022014 教 师： 日 期： 2016-1-12 气液平衡的计算方法 摘要 本文综合分析了多组分相平衡理论特点，主要介绍了利用 Peng Robinson ( PR) 立方型状态方程进行氧、氮、氩系统气液平衡计算的方法泡点、露点和闪蒸计算对该计算方法的准确性进行分析和验证。立方型状态方程；气液平衡计算；泡点；露点；闪蒸 目录 1 前言 - 3 - 2 状态方程的选择 - 4 - 3 混合规则 - 5 - 4 气液平衡的计算 - 6 - 4.1 泡点计算[3] - 6 - 4.2 露点计算[3] - 7 - 4.3 等温闪蒸的计算 - 8 - 5 结论 - 8 - 6 参考文献 - 9 - 前言 精馏计算是空分流程计算的关键环节，而气液平衡计算又是精馏计算中最基础的，其精确与否直接影响到流程计算的准确性。精馏计算一般分为两类[ 1]： 设计型算法和校核型算法。前者是指逐板计算法，根据工艺要求计算理论塔板数， 试算出进出料口位置；后者包括三角矩阵法、超松弛迭代法等，由已知的塔板数和进出料口位置，计算每块塔板上气液相组成、温度、压力及流率，反映精馏塔内各点参数以及变工况时参数变化。随着计算机技术的飞速发展，已开发出数十种化工流程模拟软件，国际上比较著名的有 Aspen Plus、HYSYS 流程模拟软件。以Peng Robinson (PR或Soave Redlich Kwong ( SRK) 状态方程为基础求解物质 的焓、熵、逸度系数、Gibbs自由能和体积等热力学数值和物质的迁移性质，但目前具体介绍计算过程的文献比较少，笔者将对此做详细的叙述。状态方程的选择： 式中：p为压力，Pa；V为摩尔体积，m3 /mol；T为温度，K；R为通用气体常数，J/ mol/K) ；r为对比温度；Pr为对比压力；为偏正因子；aVc 为临界体积，m3；状态方程的常数是带单位的，计算时要注意单位的统一。计算方程常数时所用的Pc 、Vc 、Tc的单位应与状态变量 p 、V、T 保持一致，而且所用的单位还决定了通用气体常数的取值。 混合规则人们总是首先对纯物质研究来获得状态方程，这些含有特征参数的能用于纯物质或其他热力学计算。研究混合物的性质时，通常将混合物看成一个虚拟的纯物质，并具有虚拟的特征参数，用这些虚拟的特征参数代入纯物质状态方程中，就可以得到混合物的性质。] 在一定压力或温度)已知液相的组成,，确定泡点温度或压力)和与液相成平衡的组成。等压泡点计算程序模块框图如图1所示在一定压力或温度)下，已知液相的组成，确定露点温度或压力和与液相成平衡的组成，露点计算程序模块框图如图2所给定料液的量和组成，计算在指定压力和温度条件下闪蒸得到的气相量和组成以及余下的液相量和组成。结论 利用 Peng Robinson (PR)立方型状态方程对氧、氮、氩三元系统进行气液平衡计算泡点、露点及闪蒸计算预测的数据与实际运行工况基本吻合。 气液平衡的计算方法 - 1 -