化工热力学课件第七章

1、根据独立变量的指定方案不同可以将汽-液平衡计算分成以下两大类，即泡、露点计算和平衡闪蒸计算。泡、露点计算的特点是已知温度、压力、汽相组成、液相组成四者中的两个，去求另两个。汽-液平衡计算回顾：泡点压力计算：指定液相组成x和温度T，求汽相组成y和压力P；泡点温度计算：指定液相组成x和压力P，求汽相组成y和温度T；露点压力计算：指定汽相组成y和温度T，求液相组成x和压力P；露点温度计算：指定汽相组成y和压力P，求液相组成x和温度T。状态方程法计算泡、露点：活度系数法计算泡、露点：平衡闪蒸计算是已知物系的总组成（即Zi）和其它两个独立的热力学变量（如温度和压力），求平衡体系的汽化分率和汽、液相组成，

2、所以在闪蒸计算中，汽、液相组成均是未知的。 平衡闪蒸计算7.3.4 平衡闪蒸计算 P-T闪蒸、等焓闪蒸和等熵膨胀（1）P - T闪蒸在指定压力和温度下的给定混合物所作的平衡条件计算称为P-T闪蒸计算 P-T闪蒸计算可以用来确定：平衡共存相的数目；各相的摩尔量；各相的摩尔组成；各相的密度；各相的焓、熵和热容。进行闪蒸计算时，除了满足相平衡关系外，还要满足物料平衡的要求，若进料流量为F，闪蒸后的汽相流量为V，液相流量为L，定义汽化分率e=V/F，则有i组分物料平衡 输入T， P，zi 和模型常数令xi=zi，计算温度T下的PB 令yi=zi ，计算温度T下的PDNoPDPPB ，体系为单一液相，x

3、i=zi如果PDP，体系为单一汽相，yi=ziYes转入两相计算分别计算汽相和液相的逸度和逸度系数输出计算结果：xi，yi和eYesNo计算e，xi，yi给Ki赋初值计算相平衡常数 输入T，xi和状态方程所需参数Tc、Pc、w等；给P和Ki赋初值。 NoYes输出 P 和 yi调整PNo计算yi初值 计算iL,iV,Ki 和再次计算yi 再次计算iV,Ki 和变化？=1？状态方程法计算泡点压力框图 Yes输入T，xi和状态方程所需参数Tc、Pc、w等；给P和Ki赋初值。 输入T，yi和状态方程所需参数Tc、Pc、w等；给P和Ki赋初值。 NoYes输出P和xi调整PNo计算xi初值 计算iL,

4、iV,Ki 和再次计算xi 再次计算iL,Ki 和变化？=1？状态方程法计算露点压力框图 Yes 7.4 气-液平衡气液平衡至少有一种组分是非凝性的气体 7.4.1 状态方程法状态方程法计算气-液平衡的流程和汽-液平衡计算完全相同7.4.2 活度系数法7.4.2.1 理想稀溶液理想稀溶液，溶质的分逸度和其摩尔组成有下面简单的关系 低压下的Henry常数H2只是体系的种类和温度的函数，而高压下的H2却是体系的种类、温度和总压的函数，其值随压力而变化 压力不高 ，分逸度可以用分压代替 压力对溶解度的影响 因为H是无限稀释时的值，所以 也相应的改为从PiS到P积分，相应的x2由0到xH由HPiS到H

5、P，假设 不变 有了以上的不同压力下的H，即可计算气液平衡 适用于溶质气体溶解度较小、溶质在溶剂中不发生缔合、离解或化学反应的体系 条件：理想的稀溶液7.4.2.2 真实溶液对于真实溶液，应引入活度系数对溶质2采用Henry定律标准态 溶剂1则适合采用Lewis-Randall规则下标准态 高压下对溶质的标准态逸度H需进行修正 7.5 液-液平衡液体的部分互溶性常称为相分裂（phase splitting）。混合液体能否出现相分裂取决于它的摩尔吉布斯自由能和组成的关系。根据热力学基本原理，在已知温度、压力和组成时，平衡状态的特征是具有最小的吉布斯能。溶液稳定性的条件为 单一的液相出现双液相液液平衡的热力学恒温恒压下，稳定性判据 若液体产生分层，形成了两液相 第七章 总结 1. 相平衡的计算 汽液平衡 低压下 中压下 高压下 气液平衡： 2. P-T闪蒸的计算 物料平衡方程、相平衡