多组分物系的泡点和露点计算PPT课件

. 1，2.2多成分系统的泡点和露点计算，泡点计算：泡点温度计算：已知xi，p，t，yi泡点压力计算：已知xi，t，p，yi，露点计算：露点温度计算：已知yi，p，t，xi露点压力计算：已知yi，t，p，xi，2，2，2.2.1泡点温度和泡点压力计算，已知xi(i=1， 2，2，c) p或t，计算公式为：yi，t或p，相平衡关系，浓度和公式，汽平衡常数关系公式，yi=kixi (I=1，2，2，c )，1个，Ki=f(P，t，xi，yi )，c个，2C 2个，3，3，2.2.1泡点温度和泡点压力的计算，总变量： C-xi 共计3C 2个已知c个变量： (C-1 )个成分和t或p的未知变量为2C 2个，从上述2C 2个方程式求解(唯一解)需要试差计算：4，2.2.1泡点温度和泡点压力计算，1，泡点温度计算，泡点方程式：已知的xi，p或者，5，1，泡点温度计算， 计算方法1 .简化计算(计算) (Ki与组成无关) (1)试差法(2)相对挥发度法(计算机计算) (Ki与组成有关) Ki=f(T，p，xi，yi )，6，1，泡点温度计算(1)简化计算，Ki=f(T， p )、p已知，Ki=f(T )气相-理想气体或理想溶液-常压或中压下烃系混合物的液相-理想溶液-各组的分子结构类似，Ki与组成无关，xi，p，7，1，泡点温度计算，1 )试验差法，xi，p，t，P-T-K图Ki=f(T，p，xi，yi)iKi ，yi，y，t，yi，n，8-1，泡点温度计算，2 )相对挥发度法的依据：相对挥发度温度变化远小于Ki，可在一定的温度范围内视为常数。 相对挥发度的定义：k-i成分中任意一个基准成分，算式的导出：9，1，泡点温度计算，相对挥发度法，算式的导出：10，1，泡点温度计算，相对挥发度法，可以计算，t，通常不需要试验差！11、1、泡点温度计算、-、相对挥发度方法计算顺序：已知xi、p、t、Pis、Pks、 i=1、2、kc :n、y :Tb :12、1、泡点温度计算、(2)严格计算法(计算机计算)、非理想性强的物理系数：Ki=f(T、p、xi、yi )、 13、1、泡点温度计算、严格算法的计算过程，当、p不太高时，p的影响不太大，收敛快。 另外，通常压力影响小的3T、p、T、p、yi、T、p、xi、14、1，气泡温度计算、严格计算法3354的计算方法，牛顿迭代法：、一次微分系数、二次微分系数、T的初始值根据相对易失性求出、收敛快！ 此外，泡点温度计算框图(P50图2-5 )，开始时调整t，输入p、x以及相关参数，计算Ki和yi，计算初次重复的有无、yi有无变化、输出t、y、yi，计算lnyi、 结束时，设定t，设=1为初次反复，计算舍入yi，计算Pis、ViL、is、纯成分i-维方程式、wilson(T、p、xi )、G(1/T )非线性、计算高压下的烃类(不理想)的G(1/T )线性、P20atm、牛顿-拉普拉森反复法(线性)切线法。 进行舍入后计算，确定、16、例2-3、例2-4为含有正丁烷(1)1.15、正戊烷(2)0.4和正己烷(3)0.45 (均为摩尔分数)烃系混合物在压力0.2MPa下的发泡温度. 因为解：各成分都是链烷烃，蒸汽和液相都可视为理想溶液，平衡常数只依赖于温度和压力。 另外，计算要求不太高时，可以使用烃类的P-T-K图(参照图2-1 )。 假定、17、例2-3、T=50，因为P=0.2MPa，所以绘图表示平衡常数：设定温度低。 复位T=58.7，18，例2-3，假设T=58.7，平衡常数：故泡点温度： T=58.7，19，例2-4，例2-4某工厂氯化法合成甘油工厂，氯化丙烯精馏二塔釜液组成为：3-氯化丙烯0.0145 塔釜压力为常压，求出塔釜温度。各成分饱和蒸气压数据为： (Ps:kPa； T:) :3-氯丙烷，1，2 -二氯丙烷，1，3 -二氯丙烷，20，例2-4，3 -氯丙烷x1=0. 0145，1，2 -二氯丙烷x2=0. 3090，1，3 -二氯丙烷x3=0.6765，p-常压求： Tb，yi (I=1，2，3 )，解：，气相是理想气体，常压，液相是理想溶液，结构相似，参考解法： (1)试验差法(手算) (2)相对挥发度法(3)计算机求解，21，例2-4，(1)试验差法-计算(下表) ，22，例2-4(2)相对挥发度法-如果将计算、1，2 -二氯丙烷作为相对挥发度的基准成分k，则能够从98下的各成分的蒸汽压值得到相对挥发度：，t=99.7，antoin 您也可以使用、， 从式(2-53 )导出：24，例2-4，(3)计算机计算通过单参数牛顿反复求出，(3)计算机计算通过单参数牛顿反复计算求出，26，例2-4，牛顿反复计算结果由于满足，反复精度的要求反复5次！ (3)计算机计算器3354以单参数牛顿迭代求解，若使用27、例2-4、Richmond算法，则进一步需要二次微分系数，计算机计算器3354以单参数牛顿迭代求解，28、例2-4、计算结果达到牛顿法t5精度，因此求出t3 反复3次！ (3)计算机计算通过单参数牛顿反复计算求出，29、例2-5、例2-5丙酮(1)-甲乙酮(2)-乙酸乙酯(3)三元混合物的压力为2026.5kPa，液相组成为x1=x2=0.3、x3=0.4(摩尔分数) . 用活度系数法计算泡点温度(逸度系数用维里方程式计算； 活度系数用Wilson方程计算)。，Wilson参数是(J/mol )，各成分的液相摩尔体积cm3/mol，30，例2-5，安东尼方程式常数，Ps:kPa，t:K，成分的临界参数和偏心系数，31，例2-5 ， 使用abot公式计算第二维内系数，通过Lorentz-Berthelot规则求出交叉临界性质，由于系统压力接近各成分的饱和蒸汽压，普拉斯延迟系数大致等于1，因此平衡常数公式被简化，计算步骤参照图2-2、32、例2-5， 令泡沫温度的初始值为500K，则计算机计算的中间结果为：、33，例2-5，最终重复泡点温度为468.7K时的各变量的数值如下表所示，已知xi，t，yi，p，35，2，如果简化泡点压力的计算，那么， 液相非理想溶液，36，2，严格计算泡点压力的话，压力不太高，t知道，p， yi在测试差压力不太高时，由于p的影响不太大，所以收敛快，t，xi是已知的(p的影响不大)，37，外循环重复Pb，图2-3泡点压力计算框图，内循环重复yi，38 2、泡点压力计算，(2)严格地计算以下状态方程式：， 试试泡点和气相组成。 在该系统中，Margules方程常数是A12=0.59，A21=1.42。 在55时，纯成分饱和蒸气压P1S=82.37kPa、P2S=37.31kPa，第二维里系数： B11=-963cm3/mol、B22=-1523、B12=-1217 . 指数修正项可以忽略。将、，例2-6(P52 )，41，例2-6，解：式(2-35 )代入(2-50 )，忽略指数项，同样，1和2是p和y的函数，p和y是未知的在，42，x1=0.3445下，由Margules方程式求出：，例2-6，同样，43，例2-6，首先假设1=2=1，由式(b )求出p及Py1和Py2，Pyi/P=yi，因此，y1及y2 得到P=Py1 Py2，将p及y1、y2作为初始值，根据(c )和(d )计算1和2，在计算1及2新的p及y1、y2时，直到p与y假定值相等(或差小于规定值)，对、44进行计算，直到计算出1=2=1和P1S， 将P2S代入公式(b )，p=1. 64750.344582.371. 04020.65537.31=46.75 25.44=72.19 y1=46.75/72.19=0.6476； y2=0.3524将p、y1和y2值代入式(c )和(d )中，则1=1.0038； 在2=0.9813、例2-6、45中，将上述1和2的值代入式(b )时，y1P=46.57，y1=0.6424y2=0.3576。 因此，P=75.50kPa，y1=0.6424，y2=0.3576。，yi，TorP，xi，PorT，47，2.2露点温度和压力的计算方法：， (1)简化计算，48、例2-7、例2-7乙酸甲酯(1)-丙酮(2)-甲醇(3)三成分蒸汽混合物的组成为y1=0.33、y2=0.34、y3=0.33 (摩尔分数) . 在50下求出该蒸汽混合物的露点压力。 解：气相假定为理想气体，液相活度系数用Wilson方程表示。 根据相关文献调查或回收所需的数据，从50下的各纯成分的饱和蒸汽压、kPa、49、例2-7、50下的各成分液的摩尔体积、cm3/mol、50下的各2成分液的无限稀释活性度系数回归而得到的Wilson常数： 根据，xi=yi初始值的内层：反复xi外层：反复p，例2-7-计算框图，51，x求出，例2-7-解，多成分Wilson方程式，相同，x的值，x1=0.33 根据理想溶液确定p的初始值，对于52，例2-7-解，确定的、和，P=71.916kPa的内层，重复p并在新的p下重复上述计算，直到获得所需的精度为止。 最终结果：露点压力85.101kPa平衡液相组成： x1=0. 289458 x2=0. 33889 x3=0. 37153，55，上述计算通常不是手动计算，应用计算机。 省略普拉瓦延迟系数可以节省时间。 Ki对xi的变化敏感，对压力的变化不敏感，因此内层反复xi、外层反复p的计算是合理的。，例2-7-解，56，2.2总结，1 .气泡计算：已知xi，p或t，yi，2 .气泡方程式：或者，57，2.2总结，4 .露点方程式，3 .露点计算：已知yi，p或t，t，xi，58，2.2