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文件名称:分离工程汽液相平衡.ppt
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总页数:55 页
更新时间:2025-05-27
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文档摘要

严格地讲,完全理想系实际上是不存在的,只有在低压下体系中各组成物质的分子结构、化学性质都十分相近的溶液才接近完全理想系。如苯-甲苯在200kPa压力下组成的气、液相平衡体系,以及常压下轻烃类气、液相平衡体系接近完全理想系。(2-12)安妥因公式(Antoine)Ai,Bi,Ci为安妥因常数,可通过查表得出。液相逸度系数为对应压力为Pis,非理想系可分为:1、气相为理想气体混合物,液相为非理想溶液,(如低压下物系中组成的分子结构差异较大数这类情况,水与醇、醛、酮、酸等组成的体系)2、气相是实际气体混合物,液相为理想溶液,(如高压下轻烃类气、液混合物组成的体系。)高压下,极性混合物系的分子结构差异较大,气液两相均为非理想状态,此时逸度系数与活度系数均不等于1。R-K方程1949年,Redlich和Kwong在范德华基础上提出了2参数的状态方程R-K方程的性质(1)属三次方程,与范德华方程有同样的数学性质(2)压力项做了修正,精度有所提高(3)广泛应用于汽液相平衡计算和混合物计算(4)有更进一步的修正式,R-K-S方程(1971年),P-R方程(1974年)等(2-31)*第30页,共55页,星期日,2025年,2月5日纯i组分的逸度系数为:混合物中i组分的逸度系数为:(2-32)(2-33)*第31页,共55页,星期日,2025年,2月5日R-K方程特点:1.比多参数状态方程简单2.适宜于气、液态 3.适用于烃类等非极性气体,对极性气体表现较差。*第32页,共55页,星期日,2025年,2月5日维里方程KamerlingOnnes于1901年提出Virial(维里)状态方程。卡末林·昂尼斯(KamerlingOnnes)荷兰低温物理学家因制成液氦和发现超导现象1913年获诺贝尔物理学奖1853.9~1926.2*第33页,共55页,星期日,2025年,2月5日幂级数形式的状态方程维里方程的性质(2-22)*第34页,共55页,星期日,2025年,2月5日其他形式: 对于低、中压体系,式(2-22)、(2-23)中第二或第三维里系数以后各项可以截去,自第二维里系数截断得维里方程可表示为:(2-23)(2-24)(2-25)*第35页,共55页,星期日,2025年,2月5日以(2-25)为例导出逸度系数计算公式。将式(2-17)改成:将nT摩尔气体混合物维里状态方程(2-25)改写为:其中Bm为混合气体的第二维里系数,对含有C个组分的气体混合物,有:式中Bij为混合物中i组分对j组分相互作用的交叉第二维里系数。再T,P,nj?i为常数时,对ni微分,则由式(2-27)得:(2-26)(2-27)(2-28)*第36页,共55页,星期日,2025年,2月5日 代入式(2-26) 积分得: 按式(2-28)Bm的混合规则:(2-29)*第37页,共55页,星期日,2025年,2月5日 代入式(2-29)得:注意:对Bm的计算,若对二元混合物:B11,B22为纯1、2的第二维里系数;B12为组分1对组分2的交叉第二维里系数,需要按混合物性数据。若混合物为三元体系,由组分1,2,3构成,则:(2-30)*第38页,共55页,星期日,2025年,2月5日维里方程的适宜范围:维里方程后来用统计的方法得到了证明,成为具有一定理论意义的方程。反映了分子间的相互作用对气体pVT关系的影响。因此,由宏观pVT性质测定拟合得出的维里系数,可建立与微观上分子间作用势的联系。*第39页,共55页,星期日,2025年,2月5日M.本尼迪克特、G.B.韦布和L.C.鲁宾于1940年提出第一个能在高密度区表示流体p-V-T和计算汽液平衡的多常数方程BWR(Benedict-Webb-Rubin)方程*第40页,共55页,星期日,2025年,2月5日数学形式:A0,B0,C0,a,b,c,g和a为方程常数,r为密度,r=1/V。纯i组分的逸度系数为:(2-34)(2-35)*第41页,共55页,星期日,2025年,2月5日混合物中i组分的逸度系数为:注意:在用R-K和BWR方程求逸度系数前,首先应解R-K或BWR方程求出V或r,它们为三次方程或近似三次方程,解出三个实根。对V来讲,最大的代表气相根,最小的代表液相根,中间根无物理意义;对r则相反