分离工程汽液相平衡.ppt

为了使热力学关系式既保持其严格性和正确性，又不使形式过分复杂而难于处理，路易斯(Lewis)提出了逸度的概念，对纯物质，逸度f用下式来定义：若选择一个参比态，上式中的?(T)可被消去。参比态的压力是任意选定的，但温度却和体系的温度相一致。令?*和f*为参比态的化学位和逸度，则上式确定了比值f/f*，但还不能确定f的绝对值。为此，还需有附加条件。第53页,共55页，2024年2月25日，星期天在压力很低时，所有的气体皆成为理想气体，其逸度等于压力。因此，必须以为附加条件，对于真实气体，f为逸度系数，是T和P的函数理想气体的逸度等于其压力，其因次和压力相同。对于真实气体，可把逸度看作校正的压力，或为“有效”压力。“有效”，是指无论气体的实在压力有多么大，其效应却只有f那么大。逸度和气体压力(对液体、固体应该是它们的蒸汽压)的关系密切，而气体的压力、液体和固体的蒸汽压是用来表征该物质的逃逸趋势，故逸度也是表征体系逃逸趋势的，逸度因此而得名。以上也就是逸度的物理意义。第54页,共55页，2024年2月25日，星期天*感谢大家观看第55页,共55页，2024年2月25日，星期天**液体进料，经加热变为气液两相，气相为产品1，液相为产品2。分离因子，在精馏中我们称为相对挥发度，就等于两组分在气相中的浓度比与在液相中的浓度比的商。aij的值越大，表示两个组分越容易分离。只要已知aij，就可以根据式(2-3)(2-4)由已知的yi值(或xi值)求出与它相平衡的xi值(或yi值)**重点:1、用状态方程计算相平衡（BWHBR方程）2、逸度的计算3、活度的计算4学时**重点:1、用状态方程计算相平衡（BWHBR方程）2、逸度的计算3、活度的计算4学时**根据热力学基本关系，可知组分i的气相逸度与气相组成的关系为（2-7）式。Fiv0（^）为系统温度、压力下，纯i组分的气相逸度；?iV为i组成的气相活度系数；?iv0为系统温度、压力下，纯i组分的气相逸度系数；?iv0（^）****气相逸度系数可以通过适当的状态方程来求取，如：维里方程，R-K方程（只适用气相）液相活度系数可以利用其他模型计算。如：威尔逊方程，Chao-Seader方程，S-H活度系数方程。液相i组分纯溶液的逸度可以近似等同于同温同压下的饱和蒸汽压。即Pis**严格地讲，完全理想系实际上是不存在的，只有在低压下体系中各组成物质的分子结构、化学性质都十分相近的溶液才接近完全理想系。如苯-甲苯在200kPa压力下组成的气、液相平衡体系，以及常压下轻烃类气、液相平衡体系接近完全理想系。（2-12）安妥因公式（Antoine）Ai，Bi，Ci为安妥因常数，可通过查表得出。**液相逸度系数为对应压力为Pis，非理想系可分为：1、气相为理想气体混合物，液相为非理想溶液，（如低压下物系中组成的分子结构差异较大数这类情况，水与醇、醛、酮、酸等组成的体系）2、气相是实际气体混合物，液相为理想溶液，（如高压下轻烃类气、液混合物组成的体系。）**高压下，极性混合物系的分子结构差异较大，气液两相均为非理想状态，此时逸度系数与活度系数均不等于1。**********************三次型方程是能展开成为摩尔体积的三次式的半经验方程。这类方程比较简单，仅含两个或三个方程参数。常用的方程有范德华方程、RK方程、PR方程。多参数方程有BWR方程、SHBWR方程、马丁-侯方程等。**①R-KEquation中常数值不同于范德华方程中的a、b值，不能将二者混淆。在范德华方程中，修正项为a/V2，没有考虑温度的影响在R-K方程中，修正项为，考虑了温度的影响。②R-KEquation中常数a、b值是物性常数，具有单位**只要知道各纯组分的Tci、rci及wi就可以确定这11各参数的值。**分离过程计算中,除纯组分外,遇到的分离对象均是混合物.掌握混合物性质的计算尤为重要,但纯物质的物性易测,混合物的物性测定难度及工作量均大得多.目前计算混合物物性的重要途径就是从纯物质出发,经过某种关系的组合达到关联或推算的目的.我们把这些由纯物质出发,经过某种关系的组合的关联式叫混合规则.一般混合规则为经验方程,可由纯物质的物性或方程参数用适当的混合规则计算出混合规则的物性或方程参数,由于混合规则是经验方程,不同的状态方程或者同一个状态方程往往有不同的混合规则,在使用时应特别注意.**Tr为对比温度：T/Tc，温度与临界温度的比值。**