化工热学第6章　相平衡.ppt

汽液平衡的分类 汽液平衡的类型大致有五种 ⒈完全理想体系 ⒉化学体系 ⒊理想体系 ⒋非理想体系 ⒌完全非理想体系 低压 高压 中压 V 相是理想气体 L 相是理想溶液 高温、低压下，构成物系的组分分子结构相似，如2 大气压以下的轻烃混合物系。 汽液平衡的分类 ⒈完全理想体系（物理化学中讲过） 汽液平衡的分类 ⒉化学体系 V 相是理想气体 L 相是非理想溶液 高温、低压下，构成物系的组分分子结构差异较大，低压下的非轻烃类，如水与醇、醛、酮……所组成的物系就属于这一类。 汽液平衡的分类 V 相、L 相都符合L-R 定则。石油化工中，中压（15-35 大气压）下轻烃物系或裂解气都视为理想体系。 ⒊理想体系 ⒋非理想体系 V 相是理想溶液，L 相符合L-R 定则。如压力较高的烃类物系。 汽液平衡的分类 ⒌完全非理想体系 V 相、L 相都是非理想溶液。高压下，构成物系的组分分子结构差异很大的都属于这类体系。 汽液平衡的分类既与混合物所受的压力有关，又与构成此混合物的组分的化学结构相联系 汽液平衡的分类 汽液平衡的类型大致有五种 ⒈完全理想体系 ⒉化学体系 ⒊理想体系 ⒋非理想体系 ⒌完全非理想体系 低压 高压 中压 汽液平衡的准则和计算方法 汽液平衡时 汽液平衡计算通式 完全理想系的汽液平衡计算 低压下的汽液平衡计算 1.用饱和蒸气压算 汽相为理想气体 液相为理想溶液 完全理想系的汽液平衡关系 低压下的汽液平衡计算 对于二元溶液 低压下的汽液平衡计算 低压下的汽液平衡计算 因为 ，所以对于完全理想体系，只要知道系统的温度和压力就可以利用上述公式计算出汽液平衡数据x 和y。 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如下 。式中蒸汽压单位为kPa,温度单位为℃。 应用举例 已知 t=70 ℃ y1=0.50 y2=0.30 y3=0.20 求P和xi 。 应用举例 解 t=70 ℃ 应用举例 应用举例 低压下的汽液平衡计算 汽液平衡比和相对挥发度 所谓汽液平衡比就是：在汽液平衡中，组分i 在汽相中的摩尔分数与液相中的摩尔分数的比值 对完全理想体系 低压下的汽液平衡计算 相对挥发度：两组分汽液平衡比的比值，即 对二元体系 低压下的汽液平衡计算 对完全理想体系 完全理想体系当温度一定时，对应的挥发度就一定，是一个常数，只有当温度发生变化时，相对挥发度才发生相对变化。 低压下的汽液平衡计算 对完全理想体系 汽液平衡计算基本问题 1.泡点计算：a.等温泡点计算 已知体系温度T与液相组成xi，求泡点压力P与汽相组成 yi b.等压泡点计算 已知体系压力P与液相组成xi，求泡点温度T与汽相组成 yi 。 2.露点计算：a.等温已知体系温度T与汽相组成yi，求露点压力P与液相组成 xi ，b.等压露点计算 已知体系压力P与汽相组成yi，求露点 温度T与液相组成 xi 3.闪蒸计算。 完全理想系的汽液平衡计算 低压下的汽液平衡计算 1.用饱和蒸气压计算 汽相为理想气体 液相为理想溶液 等温泡点计算  已知T与{ xi }，求P与{ yi } 。 等温泡点计算  纯组分的饱和蒸汽压 由Antoine方程等饱和蒸汽压方程求 低压下互溶体系的汽液平衡相图 低压下互溶体系的汽液平衡相图 由于理想溶液遵守Raoult定律，而对于非理想溶液，由于组分的分子大小和分子间作用力的差异，使p-x1线往往偏离Raoult定律，其偏离程度的不同构成不同形态的相图，通常分为以下几类。 当恒温时的P-x 曲线高于拉乌尔定律P-x 直线，叫做正偏差。 1.一般正偏差体系（如甲醇-水体系） 2.一般负偏差体系（氯仿-苯体系） 当恒温时的P-x 曲线低于拉乌尔定律P-x 直线，叫做负偏差， 3.最高正偏差体系（乙醇-苯体系） 低压下互溶体系的汽液平衡相图 在恒温时，当正偏差较小时，在整个温度范围内不会出现总压高于轻组分处于同温下纯态时的蒸汽压，但是当正偏差较大时，在P-x 曲线上就可能出现极大值，在这一点x = y ， r i 1 ，称为共沸点。由于在这 一点压力最大，温度最低，所以称最大压力（最低温度）共沸点。 4.最小负偏差体系（氯仿-丙酮体系） 有最小压力（最高温度）共沸点x = y , r i 1 5.液相为部分互溶体系 除上述四种基本类型以外，当同种分子间的相互作用大大超过异种分子间的相互作用时，汽-液平衡系统中的液相还会分裂成两个液相，此时称为汽-液-液平衡，如果溶液的正偏差较大，同分子间的吸引力大大超过异分子间的吸引力，此种情况下，溶液组成在某一定范围内