ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пример предсказания парожидкостного равновесия по данным действующих производств из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" Задача расчета состоит в решении уравнений (1.22), дополненных стехиометрическими соотношениями. В качестве параметров, определяющих состояние многофазной многокомпонентной смеси, при рассмотрении массообменных процессов обычно используют состав, температуру и давление. При этом в качестве независимых переменных в соответствии с правилами Гиббса можно использовать для двухфазной системы к параметров (где к - число компонентов), при этом в общем случае для Р-фазной системы число параметров составит к = Р + 2). [c.50] Наиболее распространенными задачами расчета равновесия являются определение равновесного состава одной из фаз и температуры по давлению и составу другой фазы или составы и температуру по брутто-составу жидкой фазы и давлению в случае расслаивающихся систем. [c.50] Расчет фазового равновесия включает несколько этапов. [c.50] Рассмотрим более подробно каждый из этапов расчета равновесия. [c.51] Выбор корреляционного соотношения для описания неидеальности фаз. [c.51] Имеется два подхода к описанию неидеальности жидкой фазы эмпирический и основанный на теории раствора. Первый подход свойствен ранним работам (наиболее распространенными являются модели Маргулеса, Ван Лаара, Редлиха-Кистера), а второй интенсивно развивается в последнее время (модели Вильсона, NRTL, концепция функциональных групп). При разработке алгоритмов широкого назначения (ректификация, абсорбция, экстракция) предпочтение следует отдать моделям второй группы как более достоверным и требующим меньшего числа экспериментальных данных для определения параметров. К тому же модели этой группы более приго,дны для воспроизведения особенностей многокомпонентных систем, таких как азеотропия, расслаивание. В большинстве случаев расчет основан на моделях Вильсона и NRTL. [c.51] Неидеальность паровой фазы, обусловленная межмолекуляр-ным взаимодействием, проявляется в значительно меньшей степени, чем жидкой. Это объясняется меньшей плотностью паровой фазы и, соответственно, меньшей вероятностью взаимодействия отдельных молекул. Поэтому большей частью при расчете парожидкостного равновесия, особенно в области умеренных давлений (0,5-1,0 МПа), все отклонения от идеального поведения относят к жидкой фазе, а паровая принимается идеальной. [c.51] Отсюда следует, что коэффициент летучести является функцией температуры, давления и состава и может быть вычислен по волюметрическим данным паровой смеси. Такие данные обычно выражаются в виде уравнения состояния. [c.51] Для чистых компонентов вириальные коэффициенты являются функцией только температуры, а для смесей зависят и от состава. [c.52] Отклонение значения С в какой-либо экспериментальной точке от постоянного значения является свидетельством некорректности данных. Очевидно, для значений С существует некоторый доверительный интервал, обусловленный офаниченной точностью экспериментальных данных (точностью измерения температуры, давления, состава). Поэтому желательно иметь оценку максимально возможной величины отклонения значения С в зависимости от точности снятия экспериментальных данных. [c.54] Это условие должно выполняться для всех прилежащих пар равновесных точек. [c.55] Возможно, например, предсказать парожидкостное равновесие многокомпонентных смесей (МКС), используя лишь минимально необходимую информацию с действующих ректификационных колонн. [c.56] Для расчета равновесного содержания компонентов в паре (З ) необходимыми являются, по меньшей мере, общее давление в колонне (Р), составы компонентов в жидкости и температуры на тарелках питания, низа и верха колонны. [c.56] Рассмотрим далее случай, когда в литературе отсутствуют экспериментальные данные по парожидкостному равновесию, и гре()уется найти равновесный состав пара у в точке Л. [c.57] На втором шаге определяют ЩТ) по уравнению (1.51), при этом 72 - температура кипения смеси на второй тарелке снизу (сверху) колонны (вторая точка равновесия). [c.59] Математическое описание равновесия многокомпонентных смесей позволяет выявить как основные закономерности рас-с[ атриваемой системы, так и ее особенности. Это исследование наряду с анализом физико-химических и термодинамических свойств имеет целью существенно автоматизировать этап выбора способа ведения процесса и разработки технологической схемы. К основным задачам анализа равновесия следует отнести сле-д утощие вопросы. [c.59] Вернуться к основной статье