第五章相平衡.ppt

2） 等压汽液平衡数据 由于缺乏HE数据，Herington推荐半经验方法： Tmax,Tmin ——系统最高、最低沸点 当D-J10时，即满足一致性 面积检验法的缺点：由于全浓度范围内，实验 误差相互抵消，造成虚假现象。 Herrington经验检验法： 检验步骤为下述三步 1)有恒P下VLE数据作 曲线图， 量曲线下面积A和面积B Tmin—体系最低温度，K 2）令 θ—沸点差，若无共沸点，为两组分沸点之差， 若有共沸物，θ值应取最大温度差。 θ x1 0 1 恒P T 恒P T x1 0 1 θ 3）若DJ或(D-J)10时，则数据认为是正确的，是符合热力学一致性检验的，否则数据将是不正确的。 5.4.2 微分检验法（点检验法） 点检验法是以实验数据作出GE/RT~x1曲线为基础，进行的逐点检验，精度比面积检验法高。 对于二元系： 经推导可得： 由上式截距a,b得到的γ1γ2为热力学检验值，如果实验数据与之相符，则称该VLE实验数据符合热力学一致性。 对每一点实验数据均要按以上方法检验。 需要指出的是：热力学一致性是判断实验数据可靠性的必要条件，但不是充分条件。 即符合热力学一致性的数据，不一定是正确可靠的,但不符合热力学一致性的数据，一定是不正确可靠的。 1）计算101.3kPa下，乙醇（1）-水（2）体系汽液平衡数据；2）判断是否有共沸组成，并计算该点组成及温度；并与文献数据对比；3）怎样才能从20wt%稀酒精得到无水乙醇以作为汽车燃料？（查阅文献，写出5篇以上主要文献的作者，题目，杂志及摘要等） 课程大作业 例5-5 在常压下用精馏塔精馏分离己烷(1)和庚烷(2)，塔顶和塔釜间的压力降为12.00kPa。试求塔釜组成x1=0.100时的温度及从塔釜蒸出的蒸汽的组成。 已知纯物质的饱和蒸汽压可用Antonie方程 表示，各物质的Antonie常数列于例5-5表1. 例5-5表1 己烷(1)和庚烷(2)的Antonie常数 组 分 Ai Bi Ci 单 位 己 烷(1) 13.8216 2697.55 -48.78 T K 庚 烷(2) 13.8587 2911.32 -56.51 Pis kPa 解：假定在塔釜的操作条件下釜内汽液相达平衡，由于己烷和庚烷为同系物，分子大小又相差很小，故己烷(1)-庚烷(2)系统可看做完全理想系统，故汽液平衡方程为 由于精馏塔的塔径有阻力，故塔釜的压力要大于塔顶的压力。根据题中所给条件，知p=101.32+12.00=113.32kPa，将表示蒸汽压的Antonie方程代入式（C）得 应用试差法可用式（D）解出塔釜温度，初次估值取庚烷的沸点。 估T=371.60K，得p=114.90kPa 113.32kPa 试T=371.00K，得p=109.73kPa 113.32kPa 试T=371.11K，得p=113.29kPa 113.32kPa 试T=371.12K，得p=113.32kPa 所以塔釜组成为x1=0.100时，温度为T=371.12K，从塔釜蒸发的组成由式（A）求得： 泡点温度计算 见P166 例6-4 例5-6: 试用Wilson方程计算甲醇（1）-水（2）系统在101.325kPa、x1=0.4的泡点温度和汽相组成，已知该二元系统的Wilson交互作用能量参数为 查得纯甲醇、水的Antonie方程的关系式为 纯甲醇、水的液相摩尔体积与温度的关系式为 泡点温度计算 见P166 例6-4 泡点T迭代计算方法： 1.假设T； 2.求算 3.用Wilson方程计算 4.计算 5.计算 6.若 ，返回步骤1，重新假设T； 若 ，输出结果。 若存在共沸点，则 例5-7：由A-B组成的汽液平衡体系，若汽相为理想气体，液相的超额吉氏函数符合 ，测定了80℃时的两组份的无限稀活度系数是 ，两个纯组分的饱和蒸汽压分别是 和 。试问该体系80℃时是否有共沸点存在？若有，请计算出共沸组成和共沸压力。 解法1：假设存在共沸点，若能解出x在0～1之间，则 假设成立。 由于αAB是xA的连续函数，当xA由0→1，αAB由2.472→0.91时，必经过1。 ∴存在共沸点 5.3.3 中压下泡点、露点计算 中压下的简化 与低压计算的最大不同：要计算逸度系数；计算泡点、露点压力需要试差。 其他步骤相同。 1.泡点压力和组成计算（BUBLP) 已知：平衡温度 T，液相组成x1，x2