《化工设计》第二节基本物性数据.pptVIP

第二节 基本物性数据 化工基础数据 ——在化工计算及化工工艺和设备设计中用到的有关化合物的物性数据。又叫物性数据。 常用的化工基础数据（物性数据）可归纳为以下几类： （1）基本物性数据—如临界常数（PC、TC、 VC）、密度(或比容）、状态参数、压缩系数、蒸 汽 压、汽液平衡关系等。 （2）热力学物性数据—如内能、焓、熵、热容、 相变热、自由能和自由焓等。 （3）化学反应和热化学数据—反应热、生成热、燃烧热、反应速度常数、活化能、化 学平衡常数等。 （4）传递参数—黏度、扩散系数、导热系数等。 获取物性数据的方法主要有以下几种： （1）查手册或文献资料； 《化学工程手册》、《化工工艺设计手册》、《无机盐工业手册》、《石油化工基础数据手册》、《氮肥工业设计手册》、《小型合成氨厂设计手册》、《纯碱工业》等。 （2）估算； （3）用实验直接测定。 当查手册或文献资料得不到所需数据时，估算和用实验直接测定两法应首选估算法。 目前，应用计算机储存、检索和推算物性数据日益增多。相应建立了物性数据库，可通过计算机自动检索或估算所要求的数据。 一、临界常数 计算有机化合物的临界常数有许多方法，其中Lydersen基团贡献法是简单而较可靠的方法。至今仍被普遍应用，该法是用基团对临界常数的影响，按加和法计算。 有各种基团的临界常数贡献值见P45表3-5 基团贡献法——将有机物分解成若干基团,将基团对化合物某性质的贡献值相加即得化合物的该性质的值。 （一）有机物临界常数的估算（ Lydersen基团贡献法） 例题：见WORD论文 （二）无机化合物临界常数的估算 无机化合物及非金属元素（正常沸点与临界温度之间的比例有关联式），即： 金属元素临界常数 对于Pc、Vc没有较为合适的关联式，所以是没法进行估算的。 二、密度与比重 比重 基准物：对固体和液体，为4℃的水；对气体，为标准状况下的空气。 （一）气体的密度 标准状况下，看为理想气体 （kg/ m3） 推导过程：PV=nRT= 即： 涉及到的单位问题： R：0.08206（atm·m3）/（kmol·K）； P：1atm；T：273.15K 真实气体在一般条件下的密度 (kg/m3) (3-28) 混合气体的密度 (kg/m3) (3-2) （二）液体的密度 1．利用临界常数计算饱和液体密度 Rackett方程： Vs-饱和液体摩尔体积 根据公式可见，只要知道临界常数（临界体积、临界压缩因子、对比温度）即可算出Vs，一般计算误差为1～2%。 计算出Vs，那么 2.利用对比密度ρr与Tr和Pr关系求液体密度 对比密度 （1）第一种情况：如果已知液体的临界密度ρc，可以根据给定的Tr和Pr，由P51图3-5查得ρr，再算出ρ （2）第二种情况：如果无法查得ρc，则根据上式得： 则有： 其中V1-已知的液体体积 V2-待算的液体体积 ρr1，ρr2-分别为给定条件1与2的对比密度 分析公式，只要知道任一条件下液体的体积V1，那么就可求出V2，继而可以算出液体密度ρ。 例题P50 三、蒸汽压 （一）安托尼(Antoine)经验公式 （二）Lee-Kesler蒸汽压方程 例题:P53 热容—一定量物质温度升高一度所需的热量。 单位：SI：kJ/（kg · K） ;kJ/（kmol·K） CGS: cal/（g·℃）; cal/（gmol·℃ ） （一） 理想气体的热容 公式：Cp0=a + bT + cT2 + dT3 1.理想气体的热容与温度的关系 基团贡献法——将有机物分解成若干基团，将基团对化合物某性质的贡献值相加即得化合物的该性质的值。（见P55表3-8） 2.理想气体热容的估算——基团贡献法 (二)平均热容与真热容 1.平均热容:若恒压下，当温度自T1变化至T2，1mol物质所需的热量为Qp，则T1至T2温度范围内物质的平均热容为： 2.真热容 在恒压下，1摩尔物质的真恒压热容为 即：在一温度下的真恒压热容 3.平均热容与真热容CP的关系为： （3-40） 从附录六表查得的为25℃与较高温度区间的平均值。即： 或 当我们遇到问题为初温不是25℃，而是Ti时，应用下式求Qp： 即当初温不是25℃时，用附录中热容要校正。 例题 计算常压下10molCO2从400K升至1100K所需热量。 解：查附录六得CO2平均热容为： 298～400K平均热容为39.23kJ/（mol.K） 298～10