化工热力学Ⅱ(高等化工热力学)——第六章相平衡

第六章相平衡,相态：汽(V)液(L)固(S)VLLLLS,汽液平衡时，有,(6-1),式中,代回式(6-1),得：,(6-2),6.1低气压汽液平衡,因为低压有,所以由(6-2)得：,(6-3),若液相是理想溶液，,则i=1由(6-3)得：,(6-4),例:使用VanLaar方程作出乙醇(1)水(2)溶液在760mmHg,总压下的yx曲线,(1)当作理想溶液处理,(2)由VanLaar理论式计算,(3)根据下述恒沸物的组成和温度来计算：乙醇浓度,(mol%)=89.43,温度,T=78.15,乙醇在78.15时的蒸气压P1S755mmHg水在78.15时,的蒸气压,P2S329mmHg,计算结果与下述实验数据比较：,乙醇,温度液相x1%汽相y%1000089.07.2138.9185.312.3847.0481.532.7358.2679.751.9865.9978.474.2278.1578.1589.4389.43,解：(1)若当作理想溶液处理，有Py1=P1S,Py2=P2S,由得y1=P1Sx1P,+得PP1Sx1+P2Sx2,代入得：,当x1=7.21%时，有,相对误差：,(0.38910.1513)0.3891100%61.12%,(2)由VanLaar理论式计算,a=27R2Tc264Pcb=RTc8Pc,查手册得：乙醇(1)Tc1=516.2kPc1=63.0atm,水(2)Tc2=647.1kPc2=217.6atm,a1(270.082062516.22)(6463.0)12.015512,a2(270.082062647.12)(64217.6)5.466769,b1(0.08206516.2)(863.0)0.0840463,b2(0.08206647.1)(8217.6)0.0305038,B,=1.3265194,当x10.0721时，有111.93608223.0030694,由式(6-3)得:,相对误差为：,(3)根据恒沸点数据计算：,由式(6-3)得:,由VanLaar方程有：,代回VanLaar方程,得:,当x10.0721时，有：,同理，,由式(6-3)得：,相对误差：(0.38910.3828)(0.3891)1.619%,6.2加压下气液平衡的计算,根据式(6-2),可得：,(6-5),(1)泡点计算：已知P,x1,x2,.,xn,求T,y1,y2,.yn,相律：fCP+2n2+2n(n个独立变量),计算方程式如下：,即：,(未知数T),计算步骤如下：(5n+1个未知数，5n+1个独立方程，则可解),开始,输入P,xi(已知)，估算温度T(初值)，设所有,计算所有BijPiS和和,计算所有yi,x1,计算yi和,结束,打印结果：T和yi,圆整yi值(*),是不是yi=1,yi变化否？,第一次迭代？,校正所有的yi(*),计算所有的,调整T(*),是,否,否,是,否,是,(*)校正所有的yi值的方法：yi(校正后)yi(校正前)yi(校正后),例：校正前：y10.8y20.4yi1.2,校正后：y10.81.20.667y20.333,(*)校正T的方法：yi1汽相占比例高，所假设温度太高，,调低T；,否则yi1,则应调低P；若xi1,则应调高P。,(3)闪蒸计算一次汽液平衡,已知：F，Zi求V，L，xi，yi，共2N+2个未知数,闪蒸过程可列出如下方程：,FV+L(总物料衡算),FZiVyi+Lxii=1,2.N(i物料衡算),yiKixi或xiyiKi(相平衡),yi1xi1(归一方程),方程