化工热力学培训课件(ppt 35页).ppt

1、泡、露点计算,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,上节课内容,输入T，xi和状态方程所需参数Tc、Pc、w等； 给P和Ki赋初值,输出P 和yi,调整P,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,7.3.3.2 活度系数法计算泡、露点,状态方程法可以适用各种汽-液平衡的情况。前提是必须有同时能够准确描绘汽相

2、和液相的状态方程，这一点在同系物或者非理想性小的场合可以满足。 对于非理想性大的体系，多使用采用活度系数法。 此时，相平衡计算的基本公式,7.3.3.2.1 低压下的计算方法,低压的范围：界线不明确 非极性低压一般指低于几个大气压 对于强缔合的羧酸混合物，如醋酸-水体系，在25及比1 atm低的多的压力下，汽相逸度系数已经严重的偏离1,特点：汽相的非理想性可以忽略 液相的体积随压力的变化可以忽略不计。 VLRT, Poynting校正项等于1,低压下泡点压力计算,活度系数只是温度和液相组成的函数，而饱和蒸汽压只是温度的函数，因此泡点压力的计算不需迭代。泡点压力的计算公式,已知液相组成x和温度T

3、,活度系数和所求的液相组成有关，需要迭代,设定=1,输入T，yi,计算P,结束,迭代P,露点压力计算时的公式,已知汽相组成y和温度T,设定T初值,设定P，xi,计算Ki,yi =Kixi,结束,Yes,调整T,No,泡点温度计算框图,泡点和露点温度计算,对于泡、露点温度的计算，由于活度系数和饱和蒸气压均与被求温度有关，活度系数还与液相组成有关，因此必须采用迭代求解,设定T初值,设定P，yi,计算Ki,xi =yi/Ki,结束,Yes,调整T,No,露点温度计算框图,露点温度计算,特殊情况：如果活度系数为1,完全理想系，气相为理想气体，液相为理想液体 气液平衡关系式,对于二元系,7.3.3.2.

4、2 中压下的计算方法,中压(0.3-1.0 MPa )是指远离临界点区域的压力 气体非理想,对于液相,因为V 很小，忽略压力对活度系数的影响 液相逸度的Poynting factor等于1,结合,进行泡露点计算,1） 泡点压力计算,已知：T、 x；求P、y,输入T,x和模型参数,输出P和yi,计算yi和,泡点压力计算框图,露点压力计算 进行露点压力计算时的公式为,输入T,y和模型参数,输出P和xi,露点压力计算框图,泡点和露点温度计算 T未知，而、Pis均与T有关，较为复杂，迭代。可以将泡点或露点温度的计算看作一组泡点或露点压力的计算。 首先假设泡点温度为T0，在该温度下泡点压力计算，比较计算

5、得到的泡点压力是否和体系压力相等， 如果不等，则调整温度的值，直到求得的泡点压力和体系压力的差别在误差允许的范围内为止，则此时的温度就是所求的泡点温度，而汽相组成即为平衡汽相组成,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

6、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,例1：二元体系丙酮（1）乙腈（2）服从拉乌尔（Raoult）定律，使用下表中的蒸汽压数据绘制50 下的P-x-y图和53.3 KPa下的T-x-y图 T 38.45 42.0 46.0 50.0 54.0 58.0 62.33 P1S kPa 53.3 61.1 70.9 82.0 94.4 108.2 124.9 P2S kPa 21.2 24.6 28.9 33.8 39.3 45.6 53.3,解,因为溶液符合拉乌尔定律，即,系统压力不高，气相可作为理想气体来处理,这是气液平衡中最简单的情况 （1）已知T和Pis

7、，求P-x-y关系， 二元系二相平衡，F=C-+2=2-2+2=2, 需指定2个参数，T已定，再选定一个 x、y、P均可以,此处选择x,x1 y1 P/kPa 0 0 33.8 0.2 0.3775 43.44 0.4 0.6179 53.08 0.6 0.7844 62.72 0.8 0.9066 72.36 1.0 1.0000 82.00,2) 求P=53.3 KPa时的T-x-y数据 （若指定x，则因为T未知，而T与Pis的关系为非线形 关系，求温度时要试差） 因为求T-x-y关系，也可指定T，求x和y,取一系列T值，求出P1s和P2S，再加上P即可求出x,y,T值的范围为两个纯组分沸

8、点,T x y 38.45 1.00 1.00 42.00 0.7863 0.9014 46.00 0.5810 0.7728 50.00 0.405 0.623 54.00 0.254 0.450 58.00 0.127 0.249 62.33 0.000 0.000,例2：试作环乙烷（1）苯（2）体系在40 时的Pxy图，已知气相符合理想气体，液相活度系数与组成的关系为,40 时组分的饱和蒸汽压为,解：气相符合理想气体，则有,液相为非理想液，但因为低压，所以压力对液相逸度的影响忽略,与x关系已知，据此可以求出，不同组成时的P，然后由相平衡关系，可求出y，结果如下,例：试用Wilson方程计算甲醇（1）水（2）体系在1.013105 Pa下的汽液平衡。 已知该二元体系的Wilson参数为,甲醇、水的Antoine公式以及液相体积与温度的关系为,甲醇,水,解：由于低压气相理想气体，液相为非理想溶液， 汽液平衡关系为,而二元系的Wilson方程为,由于T