相平衡过程课件

1、相平衡过程相平衡过程内容： 内容： 各组分物系汽液平衡 单级平衡过程的计算相平衡过程第一节第一节 相平衡相平衡第二节第二节 多组分物系的泡点和露点计算多组分物系的泡点和露点计算第三节第三节 闪蒸过程的计算闪蒸过程的计算相平衡过程第一节第一节 相平衡相平衡返回 2.1.1相平衡条件相平衡条件2.1.2 相平衡常数的计算相平衡常数的计算返回相平衡过程2.1.1 相平衡条件相平衡条件一、相平衡条件一、相平衡条件 相平衡：相平衡：由混合物或溶液形成若干相，这些相保由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理持物理 平衡而共存状态。平衡而共存状态。 热力学上看热力学上看物系的自由焓最小物系的自由焓最小 动力

2、学上看动力学上看相间表观传递速率为零相间表观传递速率为零相平衡过程相平衡条件：相平衡条件：fffPPPTTT 相平衡过程引入逸度系数引入逸度系数 ： if f)62()52( LiiLiViiVipxfpyff ff f引入活度系数引入活度系数 ：ig g)72( ioLiiLifxfg g 1.1.汽液平衡汽液平衡LiViff 相平衡过程汽液平衡关系式：汽液平衡关系式：0(28)(29)VLiiiiVLiiiiiy px Py px ff ff ff fg g 相平衡过程2.2.液液平衡液液平衡u由（由（2-7）：）： iiff)112 ( iiiixxg gg g基准态相等相平衡过程二、相

3、平衡常数和分离因子二、相平衡常数和分离因子 定义：定义：iiixyK 精馏、吸收：称汽液相平衡常数液液萃取：液液相平衡常数（或分配系数）ijjjiijixyxyKK （或或分分离离因因子子）的的相相对对挥挥发发度度对对ji相平衡过程三、用三、用 表示平衡关系表示平衡关系ijiK ,1 ixiKixiKiyiK 表表示示：用用ijiyijiyjKiKiyjKiKiyiKiyiKiyixixijixijixjKiKixjKiKixiKixiKiyij )()()()(表表示示：用用返回相平衡过程2.1.2 2.1.2 相平衡常数的计算相平衡常数的计算一、状态方程法一、状态方程法二、活度系数法二、活

4、度系数法 相平衡过程一、状态方程法一、状态方程法u由（由（28）：）： )142( ViLiixiyiKf ff f 由PVT关系计算LiVif ff f,相平衡过程)152(ln)(,)(1ln MZtdVtVRTjnPTVinPRTif f推导略推导略以V为自变量：)162()(,)0(1ln dpPRTjnPTPintVRTif f以P为自变量：相平衡过程(2-16)(2-16)推导：推导：热力学基本式热力学基本式 ),(ln,)(PTifRTdiddPjnPTintVid dPjnPTtntVRTifd,)(1ln pdifdidpiyifilnlnln f ff f又又积分后得（2-

5、16）pdpdpjnPTintVRTid ,)(1lnf f将左式代入：将左式代入：相平衡过程（215）、（216）适用于气、液、固相，是计算 的普遍化方法。 if f注意：注意：只要知道状态方程只要知道状态方程就可代入求就可代入求if f相平衡过程1.1.用用Van der waalsVan der waals方程计算方程计算if f iciciiciciPRTbPTRai,2,286427：纯组分纯组分iciiiciibybaya 121)(混混合合物物：uVan der waals方程：方程： 10)(23pabVpaVPRTbVttta、b为Van der waals常数常数相平衡过程

6、 2)(2tttttttMRTVabVVRTVVabVRTRTPVZ将（将（215）积分后代入以上结果：）积分后代入以上结果： 32)1 (lnlntitMtiiRTVaaVbZbVbf fLiViiiciyxPTf ff f), 2 , 1(,求求，已已知知应应用用： 相平衡过程步骤：LiVif ff f或或输出输出iiicicyxPTPT、，、输输入入：、 i=1(1)(2 )(3 )tMiVZf f（ i i）（ i i）（ i i）式式 求求式式 求求式式 求求i=1i=i+1YesNo相平衡过程 i=1时求汽相逸度系数；i=2时求液相逸度系数。 汽相：用y求a、b 液相：用x求a、b

7、 (1)式有三个根minmax)()(ttVV液液相相：取取最最小小根根汽汽相相：取取最最大大根根注意：相平衡过程2.2.用维里方程计算用维里方程计算u维里方程的截断式：维里方程的截断式：Vif f 40)(12MttMMBPRTVPRTVRTPBZ无关无关、与与混合物的第二维里系数混合物的第二维里系数jijijjcicjiMnPTBByyB 11恢复恢复汽相哟！相平衡过程 的计算：ijB,(0)(1),1 31 33,()()0.5()(1)()0.5()0.5()c ijijijijijc ijijijc ijijc ic jc ijC iC jc ijc ic jRTBBBpTkT TP

8、ZZRTVV 偏偏心心因因子子临临界界温温度度临临界界压压力力相平衡过程321)0(0121. 01385. 033. 01445. 0 rrrijTTTB 为简单流体为简单流体 的对比第二的对比第二维里系数，计算：维里系数，计算：)0( )0(ijB 为校正函数，计算：)1(ijB8321)1(0073. 0097. 050. 046. 0073. 0 rrrrijTTTTB 为二元相互作用参数，计算：331,31,)(81jcicjcicijVVVVk 用于烷烃相当成功ijk相平衡过程 二元常数二元常数 的平均值的平均值 ij水水醇醇醚醚酮酮烃烃烃烃00.130酮酮0.

9、150.050.130醚醚0.350.130醇醇0.10水水0ijk相平衡过程由（由（216216）：）：pdpnnZpdpnRTPVdPPRTnVRTjjjnPTPiMnPTPitnPTPiti1)(1)()()(1ln,0,0,0 f f12)()(1,., MijcjjinPTiMnPTiMiBByRTpnnnnBRTpnnZZjj相平衡过程由（由（216）：）：)302()2()1(ln10 MijcjjPiViBByRTppdpZf fP为自变量同样由（同样由（215）：）：)312(ln2ln)(,)(1ln1 McjijjtVZByVMZtdVtVRTjnPTVinPRTif f

10、V为自变量相平衡过程用（用（231）解的步骤：）解的步骤： 1.用状态方程4求Vt (两个根返回)、 检验： 4式有实根，取大根，否则用（230）求取。 2.由（231）求MZ025.0 RTPBMif fln注意：维里方程的适宜范围：cciiciciiciTypyTP 5.021,1, 或或相平衡过程3.3.采用采用RKRK方程计算方程计算特点： 1.比多参数状态方程简单 2.适宜于气、液态相平衡过程 ciiiMciiiMMMbybayaRKba11221)(,参参数数：混混合合物物的的RKRK方程：方程：0.55()MMMMMMaRTPVbT VVb22.5,0.427480.08664C

11、CCCa bRKR TaPRTbP 纯纯组组分分的的参参数数相平衡过程 iriciiiriciiciiiMciiiMTPRTbBTPTRaAyBByAA,215 . 2,215 . 221108664. 0)42748. 0()(式式中中：RK方程的另一种形式：方程的另一种形式： 60)() 1(22223PBBAZPBBAPBZZMMMMMMMMMM推出：推出： 7)1ln(2)ln()1(ln2MMMiMiMMMMMiMiZPBBBAABAPBZBBZf f相平衡过程计算方法：计算方法： 1.由6计算ZM 三个根：求气体（ ）取 求液体（ ）取 2.由7求Vif fmin)(MZmax)(

12、MZLif fif fiyix注意：求汽相逸度时组成用求液相逸度时组成用相平衡过程作业：作业： P51P51：3 3题（只求题（只求 ） Vif f3题改错： 去掉“%”相平衡过程二、活度系数法二、活度系数法u由（由（29）：）： )172(0 pViLifixiyiKif fg g 已解决 对 ， 分别讨论 ig giVf fiOLf恢复相平衡过程1.1.基准态逸度基准态逸度 液相活度系数：液相活度系数：OLif)72( OLiiLiifxfg g讨论：讨论：可凝性组分基准态可凝性组分基准态 不凝性组分基准态不凝性组分基准态 溶液基准态溶液基准态相平衡过程（1）可凝性组分基准态）可凝性组分基

13、准态 取基准态：取基准态：)192(7211 LiiLiiOLiLiiOLiiifxfiPTffffxg gg g）为：）为：（组分逸度组分逸度下液相中纯下液相中纯、为在系统为在系统这时这时，时时当当？如何求如何求前已解决，前已解决，LiiLiLifPyff f 相平衡过程)212()(expln)(ln)()(1lnln)202()(1lnln00 RTPPVPfPPRTPPVdPpRTVdPpRTVRTPfdPpRTVRTPfSiLiSiSiLiSiSiLisiPPLiPLiLiLiPiiiSiSif ff ff ff f由由热热力力学学基基本本关关系系式式：Lif的计算：相平衡过程（22

14、1）有二个校正系数：压压的的影影响响。校校正正压压力力偏偏离离饱饱和和蒸蒸气气因因子子，称称离离。下下蒸蒸汽汽对对理理想想气气体体的的偏偏校校正正在在PoyntingRTPPVPSiLiSiSi)(exp. 2. 1 f f相平衡过程（2）不凝性组分基准态）不凝性组分基准态 取基准态：取基准态：0127iiLLOLiiiiiOLiiiixfffHx fxHTPg gg g 当当时时，（ ）：为为亨亨利利常常数数，与与 、 、溶溶质质、溶溶剂剂有有关关。H化工计算解决相平衡过程（3）溶液基准态）溶液基准态 取基准态：取基准态： 溶质：属溶质：属不凝性不凝性组分，定义基准态组分，定义基准态 溶液：

15、属溶液：属可凝性可凝性组分，定义基准态组分，定义基准态 不对称性标准化方法不对称性标准化方法相平衡过程2.2.液相活度系数液相活度系数化工热力学提出：化工热力学提出：ig gRTGQnRTGnRTnnGGRTnnGGEnPTiEiinPTiEEiCiiEiEjj ,1)(ln)272(ln)()ln(g gg gg gg g关系：关系：与活度系数与活度系数过剩自由焓过剩自由焓1摩尔混合物的摩尔混合物的过剩自由焓过剩自由焓相平衡过程关关系系？、与与iiEyxPTG到目前有20多种经验、半经验公式。相平衡过程发展阶段：发展阶段： 20世纪初：世纪初：问题集中于溶液的非理想性从何而来？问题集中于溶液

16、的非理想性从何而来？ 二种观点：二种观点：1.Van Laar认为分子的吸引与排斥认为分子的吸引与排斥 2. Dolezalek认为分子间相互作用能，如缔合认为分子间相互作用能，如缔合 争论了五年之久，由于争论了五年之久，由于van der Waals力的提出，力的提出，1占优势、占优势、2被埋没，出现了：被埋没，出现了：Van Laar；Margules方程。方程。 1964年：年：化学热力学的发展化学热力学的发展 由由 提出提出 ，Wohl对历年公式加以总结，并推对历年公式加以总结，并推广到多元。广到多元。 1964年：年：Wilson提出局部组成新概念，并得到发展。提出局部组成新概念，并

17、得到发展。 出现了出现了Wilson方程、方程、NRTL方程、方程、UNQAC方程方程。EGRTGQE 相平衡过程1.Wohl1.Wohl型经验关系式型经验关系式uMargules方程方程uVan Laar方程方程u SH方程方程 特点：简便，由于缺乏多元数据，因特点：简便，由于缺乏多元数据，因 此不能应用于多元。此不能应用于多元。相平衡过程2.2.由局部组成概念建立的半经验方程由局部组成概念建立的半经验方程uWilson方程：方程： 三个优点：三个优点：1.推算精度高。推算精度高。 2.对理想系偏离很大的物系也适宜。对理想系偏离很大的物系也适宜。 3.无须多元实验值。无须多元实验值。 二个主

18、要缺点；二个主要缺点； 1.不适用于部分互溶系与液液平衡系。不适用于部分互溶系与液液平衡系。 修正后可用修正后可用 2. 曲线呈极值点时不适用。曲线呈极值点时不适用。iix g gln相平衡过程uNRTL方程：方程： 适用于部分互溶体系，液液平衡体系适用于部分互溶体系，液液平衡体系 。 缺点：引入第三参数缺点：引入第三参数 ，其计算由组分化学性质估，其计算由组分化学性质估计（计（ =0.20.4）。）。 uUNIQUAC方程：方程： 复杂复杂 优点：优点：1.仅用二个调整数仅用二个调整数 ， 后即可用于液液后即可用于液液 体系。体系。 2.参数随参数随T变化很小。变化很小。 3.主要浓度变量为

19、主要浓度变量为 ，并非，并非 ，因此还可用于，因此还可用于 大分子（聚合物）溶液。大分子（聚合物）溶液。12 12 iQ21 12 ix相平衡过程三、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式三、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式)352( )(exp)212()(exp RTPPVPPxyKRTPPVPfPfPfxyKSiLiVisisiiiiiSiLiSiSiLiViLiiViOLiiiiif ff fg gf ff fg gf fg g计算计算Ki的普遍化形式（用于严格计算）的普遍化形式（用于严格计算）相平衡过程各种简化形式：各种简化形式： 1.汽相是理想气体，液相是理想溶液。汽相是理想气体

20、，液相是理想溶液。 完全理想系完全理想系)372(362)352(1)(exp111 iSiiPTSiiSiLiiSiVixPPyPPKRTPPV及及：）（为为：有有关关、与与g gf ff f适用物系：适用物系：P1,为正偏差溶液为正偏差溶液 1 ,为负偏差溶液为负偏差溶液ig gig g相平衡过程 3.汽液相均为理想溶液。汽液相均为理想溶液。兰兰德德规规则则路路易易士士这这里里：有有关关、与与 LiiLiLiiLiiPTViLiSiLiVisisiiSiLiiViVifxffxfffRTPPVPPKRTPPV1)402()(exp1)(exp1g gf ff fg gf ff f适用物系适

21、用物系: 中压下烃类混合物中压下烃类混合物.相平衡过程 4.汽相为理想溶液汽相为理想溶液,液相为非理想溶液。液相为非理想溶液。有有关关、与与）ixPTRTPPVPPKRTPPVSiLiVisisiiiSiLiiViVi432()(exp1)(exp1 f ff fg gg gf ff f相平衡过程例例21：计算乙烯的相平衡常数：计算乙烯的相平衡常数 实验值：已知：已知：T=311K P=344.2kPa Tc=282.4K Pc=5034.6kPa 解：解：1.按理想气体、理想溶液计算按理想气体、理想溶液计算 2.汽液均按理想溶液计算汽液均按理想溶液计算 A.逸度系数法逸度系数法 B.列线图法

22、列线图法 kPaPSC0 .91172 95. 12 CK742. 12 CK647. 22 CK726. 12 CK与实验值相近相平衡过程例例22：计算混合物相平衡常数：计算混合物相平衡常数（甲醇-水） 实验值：K1=1.381 K2=0.428 T=71.29 P=0.1013MPa 已知：已知：1.B11、B22、B12、BM （第二维里系数）（第二维里系数） 2. 、 3. 4.NRTL方程参数方程参数解解1：按汽液均为非理想溶液计算：按汽液均为非理想溶液计算12 ;1121gg ;2212gg )(22TfvL )(11TfvV SP2SP1)352( )(exp RTPPVPPxy

23、KSiLiVisisiiiiif ff fg g相平衡过程A.求 （采用维里方程计算） iVf f1232lnln(231)1()027212/0.9632310.9610.97812cVjijMjttMMtttMtMVVy BZiVPVBZRTVRTRTVVBPPVcmmolZf ff ff f 取取：有有：解解出出：由由（）解解出出：相平衡过程B.求 （采用维里方程计算） iSf f993.02949.01312947.0/206240)(1)312(ln2ln11323121 SSiiSiiiiiiiicjijjiSZZmolcmVmolcmVBPRTVPRTVVBRTPVZZByVif

24、 ff ff f）解解出出：由由（解解出出：有有：取取：纯纯组组分分：相平衡过程C.求 MPafMPaRTPPVpfRTPPVRTPPVmolcmVmolcmVVLSLssLSLSLLi0327.01246.0expexp9996.0exp/554.4222211122113231 ）（解解出出：）（）（解解出出：关关系系式式已已知知，可可解解出出：f fLiSiLifRTPPV及及)(exp 相平衡过程D.求液相活度系数（采用NRTL方程）E.求相平衡常数 （较精确）（较精确） 436. 0365. 121KKPfKViLiii g g320. 1006. 121 g gg g实验值：实验值

25、：K1=1.381 K2=0.428相平衡过程解解2：按理想气体、非理想溶液计算：按理想气体、非理想溶液计算 解解3：按汽液均为理想溶液计算：按汽液均为理想溶液计算精精确确）(429. 0383. 121 KKPPKiSiig g（误误差差大大）求求中中计计算算）式式中中329. 0279. 1975. 0962. 0ln:(0327. 0;1246. 0)(exp212121 KKRTPBfCffffRTPPVPPxyKVViiiViLLViLiSiLiVisisiiiif ff ff ff ff f实验值：实验值：K1=1.381 K2=0.428相平衡过程相平衡过程作业：作业： P51P

26、51： 2 2题题 返回相平衡过程2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 2.2.2 露点温度和压力的计算露点温度和压力的计算返回相平衡过程与与组组分分数数相相当当CCCF 222 露点压力露点压力露点温度露点温度泡点压力泡点压力泡点温度泡点温度求解量求解量规定量（规定量（C个）个）计算类型计算类型121, cxxxPcyyyT21,121, cxxxTcxxxT21,cxxxP21,cyyyP21,121, cyyyP121, cyyyT汽液平衡时：汽液平衡时：相平衡过程2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 u变量分析：变量分析： 个个变变量量），（

27、）、（或或指指定定：）（）（数数目目：方方程程：CcixPTCCCCyxCxKyiiiiii12122221111 2211 CCCyxPTii变变量量数数：相平衡过程一、泡点温度的计算一、泡点温度的计算1.平衡常数与组成无关的情况平衡常数与组成无关的情况iiiVViifb32fTP.iiiiiiKK 1iiiSbbbf f .23LLifKTTTTKTKPPKTPK .321*),(43数据回归数据回归计算计算图查得图查得f f相平衡过程采用泡点方程：采用泡点方程：NOxKyTTYESTfxKyKKTPTxKTfiiiiiiiPiCii结束结束）（图查图查由由设设计算方法：计算方法：设设给定

28、给定 )512(01)(1 偏偏低低。说说明明若若偏偏高高；说说明明计计算算中中：若若TxKTxKiiii, 1, 1相平衡过程1 iiSiixKPPK1.000.95131.3440.37910098 110 70 T（设）（设）iixK 例23：计算塔釜温度（完全理想系）已知：已知：1. 2. 、 3. 常压操作常压操作解法1：用试差法计算)(lniiiSiCtBAP wix, T=100相平衡过程计算方法：计算方法： 设T=98（离泡点不远）（离泡点不远） T=99.7 SiP泡泡TPKPKSK iiKKxK 1SKSiiKPP 解法解法2：用：用 计算计算（不试差，实用于完全理想系）（

29、不试差，实用于完全理想系） 随随T变化不大，取某温度范围内的均值变化不大，取某温度范围内的均值 KiiKiKiiiSKSiKiiKiiKiiKiKxxKKxKPPKKxxy11 ）（有有：而而：iK iK 相平衡过程解法解法3：电算（：电算（Newtow迭代法）迭代法） 子子程程序序迭迭代代式式exp1)(111)(001.0;)()()(2)()1()()1()()1(iKiiiiiiiiiKKiSiiiKKKKKKCtBAPKCtBxKxKttxPPxKtFtttFtFtt设设T=70（初值），（初值）， 5次完成。次完成。T=99.812 相平衡过程例例24：计算烃类混合物的泡点：计算烃

30、类混合物的泡点已知：已知：1. 2. 压力压力解：用解：用PTK图计算图计算 方法：方法： 设T（已知P） Kix1 iixKK图查图查YesNo设设TT 学了三种方法哟！相平衡过程作业：作业： P51P51： 4 4题题 注意： 增加牛顿迭增加牛顿迭代法。代法。相平衡过程2.平衡常数与组成有关的情况平衡常数与组成有关的情况ViiLiSiSiiViiiiiiiiiSiLiVisisiiiyVPTyTxPyxKyyxPTRTPPVPPKf ff fg gf ff ff fg g1)(exp有有关关的的参参数数：与与、有有关关的的参参数数：与与计计算算分分析析：、求求：，、已已知知条条件件：泡泡点

31、点方方程程有有关关、与与 采用试差法相平衡过程计算框图：计算框图：开始开始输入输入P、x及有关参数及有关参数设设T并令并令 作第一次迭代作第一次迭代 1 Vif f计算计算iSiLiSiVPg gf f,计算计算iiyK 和和计算计算 iy是否第一次迭代是否第一次迭代Vif fiy圆整圆整计算计算Y调整调整T iy 有无变化NY iylnN输出输出T、y结束NY图图22相平衡过程判别收敛条件：判别收敛条件： （235）用于低压时近似看成：）用于低压时近似看成： 判别判别及：可用及：可用某一函数式某一函数式 g gg giiCiiiiiSiiiiiSiSiiiyTGxKtftCBAPPKtCBA

32、PPPKln)1(ln)1(lnlnlnln;1相平衡过程 与泡点温度相同，比较与分析如下：与泡点温度相同，比较与分析如下：项目项目求泡点温度求泡点温度（已知（已知P，x）求泡点压力求泡点压力（已知（已知T，x）计算计算相同相同变量变量与函与函数关数关系系相同相同框图框图图（图（22）图（图（23）二、泡点压力的计算二、泡点压力的计算)(expRTPPVPPKSiLiVisisiii f ff fg giKViiyf f有关的变量：有关的变量：与与PPLi，有关的变量：有关的变量：与与f fLisisiiViVPT，有有关关的的变变量量：与与f fg gf f相平衡过程求泡点温度求泡点温度求泡

33、点压力求泡点压力泡点方程比较：泡点方程比较：理理汽汽、非非理理液液，试试差差完完全全理理想想系系，试试差差计计算算常常用用的的简简化化形形式式：）（）（010101)(11)152(1 iCiiSiiCiSiiCiixPPTfxPPTfxKTfg g理理汽汽、非非理理液液，不不试试差差泡泡完完全全理理想想系系，不不用用试试差差）（泡泡常常用用的的简简化化形形式式：)582(15721)562(10001)( iCiiSiiCiSiiCiixPPxPPxKpfg g相平衡过程计算框图：计算框图：计算计算iiyK 和和计算计算 iyY开始开始输入输入T、x及有关参数及有关参数估计估计P并令并令 作

34、第一次迭代作第一次迭代 1 Vif f计算计算iSiLiSiVPg gf f,是否第一次迭代是否第一次迭代Vif fiy圆整圆整计算计算调整调整P iy 有无变化NY iylnN输出输出P、y结束NY图图23相平衡过程例26：计算泡点压力及汽相组成氯仿（氯仿（1）乙醇（乙醇（2）已知：已知：1. 2. 不计不计Poynting因子因子解解：1222112112,;,;,BBBAAPTSi RTPiiBiRTSiPiiBSiPRTiiBPdPiZiRTBPRTPVZAixVisisiPiiPyPPPf ff ff ff ff fg glnln1ln1)(0有有：）（纯纯组组分分逸逸度度系系数数：

35、维维里里方方程程：相平衡过程混合物的逸度系数：混合物的逸度系数：212ln2ln2lnlnlnln2221112531212211122221122121，式式中中）（）（）（二二元元：）式式离离工工程程（参参阅阅基基本本有有机机化化工工分分 jiRTPyBBBBPyBBBRTPyBBBRTjiiViVVViViVif fg gg gf fg gf f相平衡过程)(),()22111222exp22221111lnlnlnDCRTBBBjPySiPPiiBiBSPxSPxPASiViiSiVii （）（式中：式中：）（）：）：将上式代入（将上式代入（有：有：；令：令：g gg gf ff ff

36、 ff f相平衡过程）（方方程程）（）（活活度度系系数数：EulesMxAAAxxAAAxarg2ln2ln22112212121122112221 g gg g计算方法；计算方法； 将（将（C）、（）、（D）、（）、（E）代入（代入（B）求）求P，y返回相平衡过程已知：已知：P（或（或T） T（或（或P）1.平衡常数与组成无关的情况平衡常数与组成无关的情况 露点方程：露点方程：2.2.2 2.2.2 露点温度和压力的计算露点温度和压力的计算)612(00 . 1)()602(00 . 1)(11 CiiiCiiiKyPfKyTf计算方法同于泡点计算：计算方法同于泡点计算： 1.试差；试差；2

37、.用用 计算；计算；3.电算；电算；4.查查K图图 iK 相平衡过程2.2.平衡常数与组成有关的情况平衡常数与组成有关的情况计算框图：计算框图：计算计算 ixNiixK 和和NY计算计算ig gYix输出输出T、y开始开始输入输入P、y及有关参数及有关参数设设T并令并令 作第一次迭代作第一次迭代 1 g gViSiLiSiVPf ff f,计算计算 ix是否第一次迭代是否第一次迭代圆整圆整计算计算调整调整T 有无变化有无变化NY 1ix结束结束相平衡过程例例27：计算：计算50时蒸汽混合物露点压力时蒸汽混合物露点压力已知：已知：1. 2. 汽相组成汽相组成解：汽相假定为理想气体，液相为非理想溶

38、液解：汽相假定为理想气体，液相为非理想溶液 计算式：计算式：322331132112,;, SiPT iiSiLiiSiiSiLiSiiixKPRTPPVxPpRTPPVPPK)(exp)(expg gg g 结果：结果：P=85.101kPa相平衡过程计算过程：计算过程：计算计算iKY开始开始输入输入T、y及有关参数及有关参数估计估计P，X值值 计算计算ig g调整调整Pix圆整圆整 ix 有无变化N输出输出P、x结束NY 1)(iiKy例题图例题图相平衡过程作业：作业： P51P51： 6 6题题 返回相平衡过程相平衡过程流程示意图：流程示意图：u液体混合物的汽化液体混合物的汽化u气体混合

39、物的冷凝气体混合物的冷凝LiHxL,ViHyV,液体ZF,FFFHPT,T，PLiHxL,ZF,FFFHPT,气体ViHyV,T，P相平衡过程变量分析：变量分析：系统方程系统方程方程数方程数2C+311 iiiiiLVFiiiyxxKyLHVHQFHVyLxFZ111CC 一般计算后得一般计算后得2C+3个解：个解：）（或或或或汽汽化化率率），QTLVyxii(,相平衡过程2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过等温闪蒸和部分冷凝过程程2.3.2 绝热闪蒸过程绝热闪蒸过程（略）（略）相平衡过程2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程,ixL,iyV,T，P液体ZFPT ,i

40、Qi,ixL,iyV,T，P气体ZFPFTF,Qu变量数：变量数：3C+8u方程数：方程数：2C+3u指定变量数指定变量数:(3C+8)-(2C+3)=C+5及：及：F、Zi、TF、PF、P、L(或汽化率或汽化率)u变量数：变量数：3C+6u方程数：方程数： 2C+3 u指定变量数指定变量数:(3C+6)-(2C+3)=C+3 及：及：F、Zi、T、P相平衡过程一、汽液平衡常数与组成无关一、汽液平衡常数与组成无关 1.1.联立求解联立求解2C+32C+3个方程个方程对对i组分物料衡算：组分物料衡算： 有：有：iiiiCiiiiixFKFxFZFLFVFVxVKLxFZ )1()1(, 2 ,

41、1有有：令令汽汽相相分分率率：及及成成或或使使或或试试差差11)682() 1(1)672() 1(1, 2 , 1 iiCiiiiiiiiyxTKZKyKZx 相平衡过程2.RachfordRice方程方程 用于电算用于电算由由(268),(267）：）：)722()()()1(1)1()(0)1(1)1()()712(0)1(1)1()()()()1(1221 kkkkciiiiciiiiiiiiiffKZKfKZKfKZKxy 用用于于牛牛顿顿迭迭代代：相平衡过程3. Q 的计算的计算 Q吸热为正，移热为负吸热为正，移热为负 H混合物的摩尔焓混合物的摩尔焓对于理想混合：对于理想混合： LVFLHVHFHQ iCiPTLiiLCiPTViiVHHxHHyH 1),(1),(纯组分