化工分离第二章ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章单级平衡过程,2.1,相平衡,2.,2,多组分物系的,泡、露点计算,2.,3,闪蒸过程的,计算,2024/11/14,第二章单级平衡过程2.1 相平衡2.2 多组分物系的,1,2.1,相平衡,一、相平衡条件,相平衡：指混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物,理平衡而共存的状态。,热力学角度：,动力学角度：,相间表观传递速率,相平衡条件：,1,、各相的,相等,整个体系的熵,达到,最大值,，,自由焓,达到,最小值,为零,温度,T,、,压力,p,及每一组分,i,的化学位,2024/11/14,2.1 相平衡一、相平衡条件 相平衡：指混合物或溶液形成若,2,由,lewis,引入了等价于化学位的物理量,逸度,f,各相的温度,T,、压力,p,及每一组分,i,的逸度,相等,二、相平衡表示,1.,相图：,（,1,）,p-x-y,图（恒,T,）,2.,2024/11/14,由lewis 引入了等价于化学位的物理量逸度 f各相的温度T,3,（,2,）,T-x-y,图（恒,P,）,（,3,）,x-y,图,2024/11/14,（2）T-x-y 图（恒P）（3）x-y 图2023/1,4,2.,相平衡常数,K,对组分,i,的相平衡常数,K,i,，有,i,组分在平衡的汽相中的摩尔分率,i,组分在平衡的液相中的摩尔分率,3.,分离因子,理想溶液,拉乌尔定律,三、相平衡常数的计算,精馏：,2024/11/14,2.相平衡常数 K 对组分 i 的相平衡常数Ki，有 i,5,由,状态方程法,活度系数法,很少应用,2024/11/14,由 状态方程法活度系数法很少应用2023/,6,1.,状态方程法,对混合物中组分,i,，有,(1),(2),计算步骤：,(1),选择一个既适用于汽相，又适用于液相的方程；,较常使用的为：,范德华方程,R,K,方程,2024/11/14,1.状态方程法 对混合物中组分 i，有(1)(2,7,维里方程能否适用？,(2),由相应的混合规则计算混合物的参数；,、,(3),由状态方程求取混合物的体积,及压缩因子,2024/11/14,维里方程能否适用？(2)由相应的混合规则计算混合物的参,8,(4),由状态方程及逸度系数计算公式,(1),求取逸度系数表达式；,(5),、,将,代入逸度系数表达式求各组分汽相逸度系数,(6),用,代替,，重复,(3),、,(4),、,(5),步骤求出各组分液相逸度,系数,(7),由,求取,2024/11/14,(4)由状态方程及逸度系数计算公式(1)求取逸度系数,9,2.,活度系数法,（,x,i,1,）,(1),基准态逸度,H,（,x,i,0,）,(2),液相活度系数,a,、,以正规溶液为基础的,Margules,方程、,Van Laar,方程等；,b,、,以无热溶液为基础的,Wilson,方程、,NRTL,方程等。,2024/11/14,2.活度系数法（xi1）(1)基准态逸度 H,10,为,的偏摩尔性质,正规溶液：,无热溶液：,2024/11/14,为的偏摩尔性质正规溶液：无热溶液：2023/10/6,11,2024/11/14,2023/10/6,12,2024/11/14,2023/10/6,13,以,Wilson,方程为例,其中：,2024/11/14,以Wilson方程为例其中：2023/10/6,14,同理，,对二组分溶液：,2024/11/14,同理，对二组分溶液：2023/10/6,15,对三组分溶液：,1,2,3,可求。,2024/11/14,对三组分溶液：123可求。2023/10/6,16,要求大家掌握的内容：,（,1,）相平衡的判据；,（,2,）相平衡的表示方法；,（,3,）相平衡常数的两种计算方法；,（,4,）标准态逸度的选取。,2024/11/14,要求大家掌握的内容：（1）相平衡的判据；（2）相平衡的表示方,17,(3),汽相逸度系数,以维里方程为例：,1,1,1,由,及,or,，由,2024/11/14,(3)汽相逸度系数 以维里方程为例：1 1 1 由,18,及,3.,活度系数法计算相平衡常数的简化形式,汽相为理想气体,i.g,.,，,液相为理想溶液,i.s.,1,1,1,1,2024/11/14,及 3.活度系数法计算相平衡常数的简化形式 汽相为理想,19,f,(,T,P,),适用于压力低于,200kPa,、分子结构十分相似的组分构成的溶液，,如苯一甲苯二元混合物。,汽相为理想气体,i.g.,，,液相为非理想溶液,r.s.,1,=1,1,f,(,T,P,组成,),适用于低压下大部分物系，,如醇、醛、酮与水形成的溶液。,2024/11/14,f(T,P)适用于压力低于200kPa、分子结构,20,汽相为理想溶液,i.s.,（实际气体的理想混合物），,液相为理想溶液,i.s.,实际气体的理想混合物：,相同分子间作用力与相异分子间,作用力相同，,分子大小一样，,气体混和时体积具有加和性。,此混合气体符合路易斯兰德尔规则,纯组分,i,的气体在系统压力,P,和温度,T,下的逸度,类似于,f,(,T,P,),为纯组分,i,在压力,P,和温度,T,下的液相逸度与汽相逸度之比,即,适用于中压下的烃类混合物,2024/11/14,汽相为理想溶液i.s.（实际气体的理想混合物），液相,21,汽相为理想溶液,i.s,.,，液相为非理想溶液,r.s.,液相,f,(,T,P,x,i,),所以，汽液两相平衡系统分类,汽相,理想气体,理想溶液,实际溶液,实际气体理想溶液,实际气体,实际不存在,2024/11/14,汽相为理想溶液i.s.，液相为非理想溶液r.s.液相,22,4,、烃类系统相平衡常数的近似估计,P-T-K,列线图,烃类系统的汽液两相均较接近于理想溶液，,f,(,T,P,),P-T-K,列线图是,Deprister,以,BWR,状态方程为基准绘制而成,见图,2,1(a),、图,2,1(b),四、两种计算方法的比较,P26,表,2,3,例：,乙烯乙烷精馏塔，某塔板温度为,16,，,P,21atm,，,求该板,K,i,及汽液组成（,P-T-K,图）,适用于,0.8 1MPa,（绝压）以下的较低压区域,注意,T,、,P,对,K,i,的影响,2024/11/14,4、烃类系统相平衡常数的近似估计 P-T-K列线图 烃类系统,23,由图,2,1(b),=1.18,=0.78,又,1,1,解：,P,21atm,2127.3 KPa,2024/11/14,由图21(b)=1.18=0.78 又 1 1 解,24,