Многокомпонентная равновесия

Для расчета равновесия по приведенным уравнениям необходимы опытные данные по равновесию тройных и более систем, получение которых сопряжено со значительными трудностями. Исключением в этом отношении является модель Вильсона [11], которая требует для описания состояния равновесия многокомпонентных систем только задания экспериментальных данных по бинарным системам, входящим в данную многокомпонентную систему, и физико-химических свойств чистых компонентов. В связи с этим значительно снижается количество экспериментальных работ, необходимых для характеристики многокомпонентного равновесия. [c.28]

Алгоритм расчета многокомпонентного равновесия также можно причислить к алгоритмам преобразования данных. В настоящее время многокомпонентное равновесие рассчитывается обычно на основе бинарных равновесных данных, при этом накладываются очень жесткие ограничения на время расчета, поскольку по специфике проектирования массообменных процессов расчет межфазного равновесия является одним из наиболее интенсивно используемых алгоритмов. В связи с этим следует отметить работы [38, 39 , в которых предложены методы расчета многокомпонентного равновесия, значительно экономящие время. [c.230]

На примере водных растворов этилового, пропиловых, бутиловых и пентиловых спиртов выполнено сравнение предсказания равновесий на основе известных методов с предлагаемым. Показано, что в случае многофазных многокомпонентных равновесий использование гибридных нейронных сетей позволяет упростить решение и повысить точность предсказания. [c.75]

Ниже описана попытка создания такого целевого комплекса, который позволяет автоматизировать многие этапы проектирования и исследования непрерывной многокомпонентной ректификации неидеальных и идеальных смесей, а также производить ряд расчетов, связанных с исследованием неидеального многокомпонентного равновесия жидкость — пар, процессов конденсации, испарения и т. д. [c.44]

В работе 89] дано описание алгоритма проектного расчета многостадийных противоточных процессов. Метод основан на использовании понятия равновесной стадии, которой ставится в соответствие реальная ступень контакта фаз, причем конструкция контактного устройства подбирается таким образом, чтобы была обеспечена эффективность стадии, которая рассчитывается заранее. Указанный алгоритм не рассчитан на учет обратного перемешивания между стадиями, но позволяет рас-считыцать многокомпонентные системы с нелинейной равновесной зависимостью. В основу алгоритма положен метод Ньютона-Рафсона, использующий кусочно-линейную аппроксимацию нелинейных уравнений математической модели процесса, в которую входят ра вновесная зависимость, покомпонентный и общий материальные балансы на стадиях, суммирующие уравнения (сумма мольных долей всех компонентов на каждой стадии равна единице) и баланс энтальпий или энергетический баланс. Кусочно-линейная аппроксимация позволяет получить решение стандартным матричным методом в пределах интервала, в котором справедлива линеаризация. Данный алгоритм использован для решения задачи разделения смеси ацетона и этанола с помощью экстракции двум растворителями — хлороформом и водой В экстракционной колонне с 15 ступенями разделения. Расчет многокомпонентного равновесия проводился по трехчленному уравнению Маргулеса. Описанный алгоритм имеет двойной цикл итерации- внутренний итерационный цикл, который заключается в расчете профиля концентрации по обеим фазам при заданных расходах обоих растворителей, и внешний итерационный цикл, который заключается в выборе составов продуктов на выходе из колонны, удовлетворяющих регламенту, путем коррекции по расходам растворителей. Для достижения сходимости внутреннего итерационного цикла требуется от трех до семи итераций, тогда как для получения заданного состава продуктов требовалось 14 коррекций по расходам одного или обоих растворителей. [c.128]

Сероуглерод может быть получен в результате воздействия на твердый углерод серусодержащих газов — сероводорода, сернистого ангидрида и сероокиси углерода. Двуокись углерода при определенных условиях также реагирует с сероводородом с образованием сероуглерода. Сероуглерод может быть получен и из сероокиси углерода. Однако при этих реакциях, в отличие от реакции синтеза сероуглерода из элементов в газовой фазе, образуются весьма сложные многокомпонентные равновесия системы. Большинство реакций сильно эндотермичны, и для удовлетворительных выходов сероуглерода требуются высокие температуры. [c.142]

Пример 8.4. Есть простая методика расчета многокомпонентного равновесия пар—жидкость, согласно которой предполагается, что для многокомпонентной смеси ..... [c.292]

Несмотря на то, что термодинамика многокомпонентного равновесия жидкость—жидкость в принципе ясна, весьма трудно получить выражение для которое было бы достаточно точным и обеспечивало получение надежных результатов. Параметры равновесия жидкость—жидкость значительно более чувствительны к малым изменениям коэффициентов активности, чем в равновесии пар—жидкость. Там коэффициенты активности играют вторые роли по сравнению с давлениями паров чистых компонентов, которые являются самыми важными величинами. В равновесии жидкость—жидкость доминантами выступают коэффициенты активности, а давления паров чистых компонентов [c.333]

Создание надежной вычислительной процедуры, предсказания или представления многокомпонентного равновесия в системах жидкость—жидкость связано с симбиозом термодинамической и оптимизационной теории. Поскольку равновесие в многокомпонентной системе зависит от большого числа переменных и от особенностей механизма установления равновесия, необходимо создать эффективный инструмент, который позволил бы на основании ограниченных экспериментальных данных осуществлять дискриминацию различных моделей с целью выбора наиболее адекватной реальному процессу и рассчитывать параметры, определяющие равновесие системы в различных условиях. [c.151]

В связи с этим значительно снижается количество экспериментальных работ, необходимых для характеристики многокомпонентного равновесия. [c.154]

Для расчета равновесия по приведенным уравнениям необходимы опытные данные по равновесию тройных и более систем, получение которых сопряжено со значительными трудностями. Исключением в этом отношении является модель Вильсона, которая требует для описания состояния равновесия многокомпонентных систем только задания экспериментальных данных по бинарным системам, входящим в данную многокомпонентную систему, и физико-химических свойств чистых компонентов. В связи с этим значительно снижается количество экспериментальных работ, необходимых для характеристики многокомпонентного равновесия. В основу модели Вильсона положено также выражение свободной избыточной энергии Гиббса как функции состава жидкой фазы, но в несколько иной форме, чем при выводе уравнения Вола [c.25]

Для такого расчета многокомпонентных равновесий внедрены итерационные методы и в результате применения к соотношениям (1), (2) и [c.75]

В главе 1 рассмотрено движение однородных потоков, основывающееся главным образом на законах классической механики жидкостей, в главе II — движение неоднородных потоков, причем особое внимание уделяется новейшим экспериментальным данным. Глава III посвящена процессам, основанным на законах классической термодинамики, в частности связанным с понятием необратимости. В главе IV изложены законы теплопередачи. В главе V описаны процессы, в основе которых лежат законы межфазного многокомпонентного равновесия, т. е. законы физической химии, в главе VI — многоступенчатые процессы (ректификация, абсорбция, жидкостная экстракция), объединяемые общим расчетным методом. Процессы, сущностью которых является кинетика массопередачи, рассмотрены в главе VII, процессы одновременной тепло-и массопередачи, которые имеют место при сушке газов и твердых тел, — в главе VIII. Глава IX посвящена техническим проблемам химических реакторов. [c.8]

Вопросу создания комплексов программ для автоматизации проектирования процесса ректификации в настоящее время уделяется большое внимание [1—16, 46], однако достаточно полное решение этой сложной проблемы невозможно без С01здания комплекса программ для автоматизации проверки, описания и расчета различных случаев равновесия Жидкость — пар. -Создание такого комплекса программ, с одной стороны, осложняется теоретическими трудностями описания неидеального многокомпонентного равновесия жидкость— пар (вследствие чего большинство уравнений, предложенных до сих пор для этой цели, имеют эмпирический или полуэмпирический характер), а с другой — тем, что этот комплекс должен быть увязан с программами для расчета ректификации, составляя с ними единый, комплекс более высокого порядка. [c.44]

Несмотря на то что теоретически для представления данных о многокомпонентных системах достаточно применить параметры бинарного взаимодействия, в ряде случаев, используя параметры, основанные на данных о многокомпонентном равновесии, можно повысить точность расчетов. В сборнике DE HEMA неоднократно сравниваются результаты представления равновесия в тройных системах с помощью параметров бинарного взаимодействия и шести параметров, подо- [c.210]

Указанный расчет основан на предположении, что фактор разделения постоянен для каждой пары присутствующих компонентов, как указано в разделе о многокомпонентном равновесии (стр. 540). Таким образом, из уравнения (У 111-26) в отношении компонентов Л, В и р стьо ителя Е, можно определить равновесный коэффициент вымывания р ..... [c.555]

Хотя результаты Эбботта и др. и показывают пределы применимости расчета фазового равновесия пар—жидкость в тройных смесях неэлектролитов только по бинарным данным, эти ограничения часто не являются серьезными для инженерной работы. На практике часто случается так, что погрешности эксперимента по бинарным системам столь же велики, что и ошибки, которые появляются при расчете многокомпонентного равновесия по моделям для параметры которых определяются при использовании только бинарных данных. [c.294]

Если параметры рассчитываются йо равновесным данным пар—жидкость, то в этом всегда есть некоторая неопределенность. За исключением случаев, когда экспериментальные данные отличаются очень высокой точностью, обычно бывает невозможно получить действительно единственный набор параметров. В типичном случае имеется ряд наборов параметров, причем любой набор из этого ряда может одинаково хорошо воспроизводить экспериментальные данНые в пределах возможной погрешности эксперимента. (См., например, работы [3, 25].) При расчете многокомпонентного равеиовеси.я пар—жидкость результаты не бывают чувствительны к выбору того или ИНОГО) набора бинарных параметров. Однако когда рассчитывается многокомпонентное равновесие жидкость—жидкость результаты становятся чрезвычайно чувствительны к выбору таких параметров. Тоэтому трудно получить надежные результаты по тройному (или более множественному) равновесию жидкость—жидкость при использовании бинарных параметров, рассчитанных по данным бинарного равновесия пар—жидкость. Для получения надежных результатов обычно бывает необходимым привлекать по крайней мере некоторые данные по равновесию жидкость—жидкость. [c.334]

В колонных аппаратах за основу алгоритмов расчета по ступеням равновесия для многокомпонентных систем экстракции чаще всего принимают метод Ньютона—Рафсона, использующий кусоч-ио-линейную аппроксимацию нелинейных уравнений математической модели. Решение осуществляется матричным методом на интервале, где справедлива линеаризация. Описание алгоритма проектного расчета многокомпонентной экстракции по ступеням равновесия дано Рохе [55]. Данный алгоритм использован для решения задачи разделения смеси ацетона и этанола с помощью экстракции двумя растворителями — хлороформом и водой в колонне с 15 ступенями. Расчет многокомпонентного равновесия проводился по трехчленному уравнению Маргулеса. Описанный алгоритм имеет двойной цикл итераций внутренний итерационный цикл заключается в расчете профиля концентрации при заданных граничных условиях, внешний цикл заключается в коррекции составов продуктов на выходе из колонны, удовлетворяющих регламенту. Коррекция осуществлялась за счет изменения расходов растворителей. Для достижения сходимости внутреннего цикла требовалось от трех до семи итераций, тогда как для получения заданного состава понадобилось 14 коррекций по расходам растворителей. Высокая скорость сходимости метода подтверждена работой А. В. Измайлова и Ю. Г. Мицкевича [56]. [c.391]

Для смесей неионногенных ПАВ и для индивидуальных ПАВ изотерма адсорбции Гиббса и уравнения Гиббса - Дюгема приводят к двум возможным причинам минимума межфазного натяжения в разбавленных системах (1) изменения знака на поверхности раздела при избыточной концентрации ПАВ (2) максимум химического потенциала ПАВ соответствует его общему содержанию. Какой из этих случаев реализуется в действительности, зависит от детального состава раствора, параметров адсорбции, распределения и образования ассоциатов, связанных уравнением сохранения массы. Специфические случаи были рассмотрены с помощью предела Бари - Хартли для многокомпонентных равновесий, а при рассмотрении смесей ПАВ использовали предел разделения фаз. В случае одного ПАВ, находящегося в двух фазах или в одной, обычно не наблюдается максимум химического потенциала. В случае двух ПАВ смешанные мицеллы должны образовывать по крайней мере одну фазу, что приводит к максимуму химического потенциала во всех исследованных случаях. [c.526]

Представлено теоретическое описание динамического поведения многокомпонентных ионообменных систем с учетом химических реакций комплексообразования компонентов в растворе оно основано на компьютерном решении динамических уравнений материального баланса - уравнений в частных производных и уравнений кинетического внутридиффузионного процесса. Описаны многокомпонентные ионообменные равновесия на основе современного теоретического подхода - теории образования поверхностных комплексов. В этой теории предположено, что фиксированные группы ионита и противоионы образуют комплексы, расположенные на различных слоях (слои Штерна) и соответственно на разных расстояниях вблизи поверхности слои образуют цепь последовательно соединенных конденсаторов. Отмечено, что принципиальным преимуществом такого подхода является то, что многокомпонентные равновесия могут быть предсказаны с использованием набора параметров, полученных для бинарных обменов. Проведен учет химических реакций комплексообразования, проходящих в растворе межзернового пространства ионнобменных колонок. Рассмотрен целый ряд вариантов трехкомпонентного обмена Н/А/В различных тяжелых металлов (А, В = Са, Сё, Си, N1). Проведено сопоставление результатов компьютерных численных расчетов многокомпонентных хроматограмм ионов Н/А/В с учетом и без учета химических реакций, полученных для различных систем обмена ионов тяжелых металлов. [c.70]

Таким образом, метод итерационного счета многокомпонентных S -равновесий в совокупности с разработанным методом решения алгебраических соотношений химических реакций вида (6)-(9) позволяет успешно внедрить модель многокомпонентных равновесий - S -модель в расчет динамического поведения многокомпонентных нелршейных ионообменных систем. Разработанные программы позволяют рассчитывать динамическое поведение (многокомпонентные концентрационные распределения) реальных многокомпонентных ионообменных систем на основе S T-модели с учетом осложняющих процесс расчета соотношений химических реакций комплексообразования. [c.76]