化工分离第二章课件1.ppt
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- 化工 分离 第二 课件
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1、第二章单级平衡过程2022-11-162.1 相平衡相平衡一、相平衡条件一、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。理平衡而共存的状态。热力学角度:热力学角度:动力学角度:动力学角度:相间表观传递速率相间表观传递速率相平衡条件:相平衡条件:1、各相的、各相的 iTTppii相等相等整个体系的熵整个体系的熵 达到达到最大值最大值,自由焓自由焓 达到达到最小值最小值为零为零温度温度T、压力压力 p及每一组分及每一组分 i 的化学位的化学位2022-11-16ln(TiidRTdf恒)由由lewis 引入了等价
2、于化学位的物理量引入了等价于化学位的物理量逸度逸度 f各相的温度各相的温度T、压力、压力p及每一组分及每一组分 i 的逸度的逸度if相等相等TTppiiff二、相平衡表示二、相平衡表示 1.相图:相图:(1)p-x-y 图(恒图(恒T)2.2022-11-16(2)T-x-y 图(恒图(恒P)(3)x-y 图图2022-11-162.相平衡常数相平衡常数 K 对组分对组分 i 的相平衡常数的相平衡常数Ki,有,有 iiiyKxiyixi 组分在平衡的汽相中的摩尔分率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组分在平衡的液相中的摩尔分率 3.分离因子分离因子 ij理想溶液理想
3、溶液拉乌尔定律拉乌尔定律ooijpp三、相平衡常数的计算三、相平衡常数的计算 Viiijijyyx xijKKViify PiiaxoLiiifx f精馏:精馏:2022-11-16由由VViiify PLifVifoLiiiifx f LiVViiPfoiiVViiffiiiyKxLVii状态方程法状态方程法oiiVifP活度系数法活度系数法很少应用很少应用Liix PVViiiy f2022-11-161.状态方程法状态方程法 对混合物中组分对混合物中组分 i,有,有,1ln()lntjtiT V ntmVitPRTdVZRTnV(1),01ln()jPtiT P niVRTdPRTnP(
4、2)计算步骤:计算步骤:(1)选择一个既适用于汽相,又适用于液相的方程;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:较常使用的为:范德华方程范德华方程PRK 方程方程 P mRTVb2maVmRTVb1 2()mmaT V Vb2022-11-16维里方程能否适用维里方程能否适用?(2)由相应的混合规则计算混合物的参数;由相应的混合规则计算混合物的参数;tV、iy iciciiciciPRTbPTRai,2,286427:纯组分纯组分iciiiciibybaya 121)(混混合合物物:(3)由状态方程求取混合物的体积由状态方程求取混合物的体积tV及压缩因子及压缩因子;mZ32()
5、0mmmRTaabVbVVPpp2022-11-16tV(4)由状态方程及逸度系数计算公式由状态方程及逸度系数计算公式(1)求取逸度系数表达式;求取逸度系数表达式;(5)、将将tV 、mZ代入逸度系数表达式求各组分汽相逸度系数代入逸度系数表达式求各组分汽相逸度系数 Vi(6)用用 ix代替代替 iyiy,重复,重复(3)、(4)、(5)步骤求出各组分液相逸度步骤求出各组分液相逸度系数系数 Li(7)由由 LViiiK求取求取 iKmMPVZRT2lnln(1)iiiMtttaabbZVbVRTV2022-11-162.活度系数法活度系数法 iK(xi1)oiiVifP iK(1)基准态逸度基准
6、态逸度 oifoifLifsipsiexp()/LsiiVPpRToifH(xi 0)iK exp()/ssLsiiiiiVipVPpRTP(2)液相活度系数液相活度系数 ia、以正规溶液为基础的以正规溶液为基础的 Margules 方程、方程、Van Laar 方程等;方程等;b、以无热溶液为基础的以无热溶液为基础的 Wilson 方程、方程、NRTL 方程等。方程等。2022-11-16iiElnxRTGlniEGRT为为的偏摩尔性质的偏摩尔性质,lnj i kEEikk ikT P xGRTGxRTx正规溶液:正规溶液:0ES0EVEEGH无热溶液:无热溶液:0EH2022-11-162
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