化工热力学第5章精要.ppt

三元液液平衡相图 二元液液相平衡关系及计算 例:测定了异丁醛（1）－水（2）体系在30℃时的液液平衡数据是 (a)由此计算van Laar常数； (b)推算 ℃， 的液相互溶区的汽液平衡压力（实验值： kPa） 已知30℃时， kPa。 解：（a）液液平衡准则 得: 将范奈尔公式 代入上式: 代入已知液液平衡数据解方程组得: ℃， (b) 的液相活度系数是 二元液液相平衡关系及计算 二元液液相平衡关系的求解与K值法汽液闪蒸计算类似； 二元液液相平衡关系可由活度系数方程确定，如Margulas方程、van Laar方程、NRTL方程和UNIQUAC方程等，其中的待定参数一般通过实验数据回归得到。 在汽液平衡计算中，常近似地认为Margulas方程、van Laar方程中的参数与温度无关，但液液平衡计算中会带来很大误差。 三元液液相平衡关系及计算 三元液液相平衡关系的求解必须联立三个平衡方程和三个物料衡算方程，理论上可以得到六个未知数 为了计算恒温下的三元液液平衡，需要一个作为组成函数的摩尔过量自由焓GE的表达式，式中包含表征1-2、1-3和2-3相互作用的二元参数，这些二元参数通常由二元系统的实验数据回归得到，三元系统液液平衡计算对这些二元参数的选择十分敏感。 * * * 输入T,{xi}和有关参数 令各Фi=1 计算{Pis},{γi} 选组分k 由(7-E)式计算Pks 由(7-F)式计算T 计算{Pis} 由(7-A)式计算{yi} 计算{Фi},{γi} 由(7-E)式计算Pks 由(7-F)式计算T 是 否 δT≤ε 输出T, {yi} 等压露点计算 已知P 与{ yi }，求T与{ xi }。 输入P,{yi}和有关参数 令各Фi=1,各γi=1 由(7-B)式计算T 计算{Pis},选组分k 由(7-G)式计算Pks 由(7-F)式计算T 计算{Pis},{Фi} 由(7-C)式计算{xi} 计算{γi} 由(7-G)式计算Pks 由(7-F)式计算T 计算 {Pis},{Фi} 是 否 δT≤ε 由(7-G)式计算Pks 由(7-F)式计算T 输出P, {xi} 由(7-C)式计算{xi} 将xi值归一化 计算{γi} 各δγi≤ε 是 否 5.4 高压下汽液（气液）平衡 学习要点： 1. 高压汽液平衡主要指高压范围或接近临界区域的相平衡。 2. 高压汽液平衡的两个特殊性 3. 高压汽液平衡与中低压下汽液相平衡的区别 a) 定性：了解相图有什么变化 b) 定量：了解计算方法有什么不同 注：汽液平衡（VLE）与气液平衡（GLE）的区别 压力升高，温度相应升高，超过其中一个组分的临界温度Tc。 5.4.1 相图 T-x-y与p-x-y图 y-x图 p-T图 临界点示意图 逆向冷凝与逆相蒸发分析图 湿度线图 P恒定 T Pa PC2 Pb PC1 Pd 临界点 最高精馏压力 TC1 TC2 T恒定 P Td 最高精馏温度 PC1 PC2 Ta TC2 Tb TC1 0 x1 y1 1 1 y1 x1 0 恒压 T-x-y 图 恒温 p-x-y 图 不同压力下的 y-x 图 x y 压 力 增 大 0 1 临界点轨迹 x2=1 C2 A B P0 T0 Z1 Z2 Z3 C1 x1=1 T K L 几种组成的 p－T 图 p E F C B 液 气 CFH露点线 BEC泡点线 混合物临界点示意图 H T p 混合物临界点C： 汽液平衡两相所有热力学性质相同 的那一点 混合物临界现象： 由于混合物的临界点C不一定是最高压 力点，也不一定是最高温度点，因此， 混合物在高压汽液平衡时存在：逆向 冷凝和逆向蒸发的现象 高压汽液平衡特征 D 3 L K 2 E F C M J G B 液 气 HC露点线 g=min g=min l=max l=min BC泡点线 1 逆向 蒸发 逆向 冷凝 l=min 出现液体 逆向 蒸发 逆向 冷凝 逆向蒸发与逆向冷凝图 H T p g=max E F C 露点线 临界区特征部分的 p-T 图（放大） T p