Равновесие пар жидкость в многокомпонентных система

В зависимости от природы веществ компоненты смеси могут обладать ограниченной взаимной растворимостью, образуя, таким образом, отдельные фазы многокомпонентной системы. В простейшем случае при смешении жидкостей образуются две фазы, в каждой из которых содержатся отдельные компоненты органического и неорганического происхождения. Иногда такие системы образуются искусственно путем добавления компонента, склонного к избирательному растворению. Добавление такого компонента (разделяющего агента) изменяет условия фазового равновесия системы, увеличивая движущую силу процесса, и позволяет применить специальный метод для разделения компонентов исходной смеси. Часто введение разделяющего агента в исходную смесь обуславливается не столько близостью свойств компонентов, а склонностью к разложению, полимеризации и т. п. при высоких температурах. [c.285]

С увеличением числа компонентов в системе резко возрастают трудности исследования равновесия между жидкостью и паром из-за сложности определения состава многокомпонентных смесей и необходимости проведения большого числа экспериментов. Для наглядности изложения ниже рассматривается определение равновесия в трехкомпонентных системах. Этэ оправдывается тем, что принципы современных методов расчета равновесия являются общими для трех- и многокомпонентных систем. [c.185]

Рассмотрены вопросы термодинамической теории гетерогенных равновесий в приложении к системам жидкость—пар, структура диаграмм фазового равновесия, методы экспериментального изучения равновесий жидкость—пар. Особое внимание уделено возможностям проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных и методам априорного расчета равновесий жидкость—пар в многокомпонентных системах. [c.2]

Ряд исследователей (см., например, [14]) весьма детально, на большом количестве примеров, включающих как бинарные, так и многокомпонентные системы разных типов, сравнивали уравнения Вильсона с более ранними двухпараметрическими уравнениями. Все авторы отмечают несомненное преимущество уравнений Вильсона при описании равновесий жидкость—пар в сильно неидеальных системах (например, системах спирты— углеводороды) и при предсказании парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах по данным только для бинарных систем. Эти качества уравнений обуславливают их широкое применение в настоящее время. Основной недостаток модели Вильсона — ее неспособность удовлетворительно описывать избыточные термодинамические функции раствора в системах с расслаиванием. В частности, уравнения Вильсона не в состоянии предсказывать расслаивание р аствора. [c.106]

В справочнике впервые обобщены и проанализированы современные данные о строении, физико-химических, теплотехнических и электрофизических свойствах этилового спирта и его растворов, о методах и результатах исследования равновесия жидкость — п...р и жидкость — жидкость в бинарных и многокомпонентных системах. [c.2]

Предлагаемая книга была задумана так, чтобы она могла служить и для ознакомления с предметом, с основами термодинамической теории фазовых равновесий и одновременно могла бы быть практическим руководством. В связи с этим в ней содержатся как основные, исходные положения термодинамики гетерогенных систем, так и рекомендации для реализации термодинамической теории в различных ее приложениях (методы расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах и методы проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных о равновесии жидкость — пар). [c.3]

Вначале приведены данные о равновесии между жидкостью и паром в бинарных, затем в трехкомпонентных и, наконец, в многокомпонентных системах. Данные о равновесии почти во всех случаях (эа исключением 110 систем, данные для которых представ-ь лены в виде диаграмм) даются в форме таблиц, в которых привод дятся равновесные составы жидкости х) и пара у), температура 1), давление Р) и коэффициенты активности и уа) при наличии их значений в оригинальных работах. В некоторых случаях приводится указание на то, что системы подчиняются закону Рауля. Поскольку это указание вытекает из результатов экспериментального исследования, авторы сочли целесообраз-ньш привести его в справочнике, имея в виду, что оно может оказаться полезным для решения технических вопросов. При этом необходимо учитывать, что указание о подчинении системы закону Рауля следует понимать только в том смысле, что отклонения от этого закона относительно невелики и приемлемы для инженерных целей. [c.127]

В технологической практике, при расчетах процессов разделения смесей исследователь, как правило, встречается с многокомпонентными системами. Тройные системы тоже следует относить к многокомпонентным, и они выделены с заглавии с целью подчеркнуть их особое значение. В системах из трех компонентов проявляются все специфические свойства многокомпонентных систем, но они в то же время относительно проще при экспериментальном исследовании, фазовые диаграммы тройных систем удобны для графического представления. Для большого числа тройных систем имеются надежные экспериментальные данные о равновесиях жидкость — пар и жидкость — жидкость — пар, об азеотропных свойствах и т. п. Поэтому на примере тройных систем оказывается удобным иллюстрировать термодинамические закономерности, справедливые для многокомпонентных систем вообще, проверять надежность методов расчета равновесий в многокомпонентных системах. [c.79]

Таким образом, при выборе разделяющих агентов для процессов азеотропной и экстрактивной ректификации должны учитываться свойства системы, подлежащей разделению. Прежде всего на основании данных о равновесии между жидкостью и паром в исходной системе должны быть определены требования, предъявляемые к разделяющему агенту. Затем на осиове этого должен быть произведен ориентировочный выбор предполагаемых разделяющих агентов. Следующей стадией является определение данных о равновесии между жидкостью и паром в бинарных системах, состоящих из компонентов заданной смеси и разделяющих агентов, с целью ориентировочного определения эффективности последних. Такое определение может быть произведено приближенно по уравнению (125). Наконец, для получения данных, необходимых для расчетов, связанных с проектированием, должны быть определены условия равновесия между жидкостью-и паром в многокомпонентной системе, состоящей из компонентов заданной смеси и разделяющего агента. [c.44]

К настоящему времени экспериментальные данные о фазовых равновесиях жидкость—пар известны для многих тысяч бинарных и более сложных систем, число их ежегодно значительно возрастает. Имеющиеся данные получены с различными целями, разными методами и в разное время, они имеют существенные отличия в полноте и надежности. Поэтому методы объективной проверки достоверности и точности данных о фазовых равновесиях обладают большой практической ценностью как для контроля вновь получаемых результатов, так и для определения качества результатов, содержащихся в оригинальной и справочной литературе. Отметим здесь, что особое значение имеют методы проверки данных для двойных систем, поскольку их известно больше всего и они являются базой для расчета равновесий в многокомпонентных системах. При этом в последнее время особенно интенсивно разрабатываются именно те методы расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах, которые основаны на использовании исходных сведений только для двойных систем, надежность расчета в большой степени определяется качеством этих данных. Таким образом, разработка методов расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах и методов проверки экспериментальных данных о равновесиях — это близко связанные между собою проблемы. [c.121]

ЯВЛЯЮТСЯ частным случаем фазовых равновесий в многокомпонентных системах, и мы полагаем, что приемы, успешно используемые при описании равновесия жидкость — пар, должны быть перенесены и на этот случай фазовых равновесий. Выявление преимуществ такого подхода в применении к экстракционным системам и является основной целью настоящего сообщения. [c.78]

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]

Уравнение (31.23) имеет особо важное значение при равновесии жидкость — пар в многокомпонентных системах. Если система состоит из т компонентов и т жидких фаз находятся в равновесии с паром, то уравнение (31.23) представляет температурную зависимость общего давления пара, соответственно зависимость температуры кипения от давления. [c.155]

РАСЧЕТ РАВНОВЕСИЯ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ ЖИДКОСТЬ-ПАР ПО ДАННЫМ ДЛЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ [c.213]

По этим причинам определение абсорбционного равновесия в многокомпонентных системах, в которых раствор отклоняется от идеального состояния, связано с большими трудностями. Как правило, необходимо основываться непосредственно на опытных данных. Значительно отличается определение равновесия в тех случаях, когда раствор можно считать идеальным, и только в газовой фазе наблюдаются отклонения от идеального состояния. В этих случаях компоненты в растворе не воздействуют друг на друга поэтому концентрация данного компонента в газовой фазе зависит только от концентрации его в жидкости (при постоянных температуре и давлении). К каждому компоненту в таком случае можно применить уравнение (14-22) [c.746]

Следующий раздел посвящен математическому моделированию равновесия пар - жидкость. В нем формулируются постановки различных задач парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах, объясняются методы и алгоритмы их решения. [c.65]

Методы расчета равновесия между жидкостью и паром в многокомпонентных системах [c.185]

Вопрос о сравнительной оценке существующих методов расчета данных о равновесии между жидкостью и паром в многокомпонентных системах требует тщательного исследования. [c.187]

Попытка распространить теоретические представления, используемые при описании равновесия в многокомпонентных системах жидкость — пар, на системы жидкость — жидкость предприняты в системах расчета NRTL Ренона и Праузница, а также Вильсона. Общим для этих моделей является то, что они берут начало из описания равновесных бинарных смесей и распространяются затем на многокомпонентные системы. Система NRTL строится с учетом энтальпии и энтропии растворения и исходит из выдвинутой Праузницем концепции регулярных растворов [108], которая более всего подходит к неполярным жидкостям, т. е. к таким системам, которые чаще всего ис-лользуются в ректификации. Для регулярных растворов энтропия смешения равна энтропии смешения идеальных растворов. Жидкие углеводороды или другие неполярные соединения часто образуют растворы, которые приближенно можно считать регулярными . В указанных выше моделях используются уравнения с коэффициентами активности. Поскольку коэффициенты активности в действительности являются неявно выраженными нелинейными функциями состава фаз, то приходится использовать оптимизационные процедуры для поиска констант, входящих в уравнения связи. Система этих уравнений может быть решена только итерационным путем на ЭВМ. Основная трудность при этом состоит в разработке методов решения, обеспечивающих надежную сходимость итераций к истинному решению при произвольном задании начальных ус- [c.150]

С ломощью радиоизотопной индикации сравнительно несложно исследовать равновесия жидкость — пар в многокомпонентных системах. Вводя изотопную метку последовательно в каждый из компонентов смеси, можно на основании измерения радиоактивности газовой фазы построить соответствующую диаграмму фазового равновесия. Трудоемкость метода может быть существенно сокращена, если различные компоненты смеси метить изотопами с разным типом излучения либо с существенно различающейся энергией излучения. В этих случаях оказывается возможным одновременное определение содержания в паре нескольких компонентов. [c.177]

Непосредственное применение уравнения для расчетов равновесия жидкость — нар в многокомпонентных системах слишком сложно для типовых инженерных расчетов. По этой причине в следующей статье этой серии будет описан способ, упрощающий использование уравнения путем приведения уравнения к графикам летучести индивидуальных углеводородов. [c.11]

С увеличением числа компонентов в системе возрастают трудности исследования условий равновесия из-за сложности определения состава многокомпонентных смесей и необходимости проведения большого числа экспериментов для получения данных о равновесии в достаточно широком диапазоне концентраций. Большие затруднения вызывает также аналитическое или графическое изображение данных о равновесии, так как с увеличением числа компонентов возрастает число независимых переменных состава. Поэтому проверка экспериментальных даиных о равновесии в трех- и многокомпонентных системах, а также правильное и удобное представление этих данных являются весьма сложными задачами. Положение усложняется еще тем, что во многих работах, посвященных исследованию равновесия между жидкостью и наром в системах с числом комнонентов больше двух, приводится мало экспериментальных данных, характеризующих равновесие для ограниченного числа жидких смесей. Все это является причиной того, что в большинстве работ (особенно выполненных до 1945 г.) экспериментальные данные приводятся без какой-либо проверки. [c.93]

В соответствии с этим книга состоит из двух частей. В первой части приводится описание методов экспериментального исследования и проверки данных о равновесии между жидкостью и паром. Вторая часть содержит справочные данные о равновесии в бинарных и многокомпонентных системах. [c.3]

Легко видеть, что для анализа смесей, содержащих четыре или более компонента, использование приемов, аналогичных изложенным выше, представляет значительные трудности. Поэтому, в частности, количество экспериментальных исследований равновесия между жидкостью и паром в многокомпонентных системах весьма мало. [c.11]

Кришнамурти и Венката Pao [182] предложили для проверки данных о равновесии между жидкостью и паром в многокомпонентных системах использовать функцию Ф, определяемую уравнением (87). Основанный на применении этой функции метод проверки данных о равновесии в трехкомпонентных системах для важнейших встречающихся в практике способов изменения состава предложен автором [183]. Из уравнения (80) следует [c.161]

Подробное рассмотрение и сопоставление различных уравнений, предложенных для обработки данных о равновесии между жидкостью и паром в трех- и многокомпонентных системах, представляющее самостоятельный интерес, выходит за пределы целей настоящей книги. Отсылая интересующихся к оригинальной литературе [ ограничимся здесь рассмотрением некоторых методов, получивших наибольшее практическое применение. [c.118]

В гл. VII—IX рассматриваются методы априорного расчета и методы корреляции данных о фазовых равновесиях в системах различной сложности. Методы расчета равновесий жидкость — пар (и трехфазных равновесий жидкость — жидкость — пар) в многокомпонентных системах особенно суш.ественны для химической технологии. Исследования в этой области интенсивно развиваются в последние годы, обобщения новых результатов недоставало в нашей литературе. В упомянутой ранее книге Рида и др. есть глава Праузнитца о парожидкостном равновесии в многокомпонентных системах, глава содержательная, но она отражает состояние проблемы только к началу семидесятых годов. Главы VII и VIII сопровождаются приложениями, которые должны способствовать применению расчетных методов на практике. При изложении материала авторы в большой степени опирались на собственный опыт, свои результаты исследований. В частности, гл. IX целиком посвящена изложению нового метода расчета равновесий, который разработан и проверен в лаборатории авторов за последние годы. [c.4]

Значительный вклад в изучение фазовых равновесий в многокомпонентных системах, в основе которого лежит детальный анализ процессов открытого испарения (конденсации) и установление термодинамикотопологических закономерностей в структуре диаграмм равновесия жидкость — пар, развито в работах Жарова и Серафимова [39]. Попытка более или менее подробного пересказа содержания этой оригинальной и обстоятельной монографии вряд ли будет оправданной, тем более потому, что одно из достоинств ее — строгость и последовательность изложения. Некоторые вопросы термодинамической теории равновесий жидкость — пар в многокомпонентных системах решены авторами настоящей книги (Морачевский и Смирнова) в работах, выполненных совместно со Сторонкиным. Эти результаты также достаточно полно отражены в отечественной монографической литературе, в частности, в указанной в предыдущих главах монографии Сторонкина, в монографиях Когана. [c.79]

В настоящее время наибольшее практическое применение получили методы расчета равновесия, основанные на использовании уравнения Дюгема—Маргулеса и эмпирических зависимостей неидеальной доли изобарного потенциала смешения от состава смесей [9, 16, 209, 213, 214, 227—232]. Неидеальная доля изобарного потенциала смешения выражается при этом обычно в виде суммы неидеальных долей изобарного потенциала сме- шения бинарных систем, образованных веществами, входящими в многокомпонентную систему, и дополнительных членов, учитывающих совместное взаимодействие всех компонентов друг с другом. Эти члены включают эмпирические коэффициенты, которые определяются по данным о равновесии в трехкомпонентной системе. С помощью зависимости неидеальной доли изобарного потенциала смешения от состава жидкости коэффициенты активности определяются по уравнению (214). По найденным значениям коэффициентов активности концентрация произвольного компонента в паре рассчитывается по уравнению [c.185]

Для построения Д. с. расчетным путем необходимо знать зависимости хим. потенциалов всех компонентов системы от 7] р и состава фаз. Приближенные методы расчета с применением ЭВМ интенсивно развиваются, в частности, для многокомпонентных сплавов. Однако пока Д. с. строят на основе эксперим. данных, получаемых гл. обр. термическим анализом, к-рый позволяет определять зависимости т-р плавления или кристаллизации от состава, а также изучением равновесий жидкость-пар и жидкость - жидкость, Широко используют рентгеновский фазовый анализ, данные о микроструктуре затвердевших расплавов, измерения физ. св-в фаз (см. Диаграмма состав - свойство). Изучение Д. с. составляет осн. содержание физико-химического анализа. [c.33]

Первая часть книги дополнена расчетами равновесия по уравнениям Вильсона и ЫКТЬ и дан алгоритм такого расчета. Приведены формулы расчета физико-химических свойств многокомпонентных паро-жидкостных смесей. Расширены методы расчета равновесия в многокомпонентных системах жидкость — жидкость. Заново написан раздел, посвященный алгоритмам расчета периодической ректификации. Описан метод расчета массообменных процессов, проводимых в циклических режимах. [c.3]

При переводе данной книги Ч. Хо.чланда главы, посвященные термодинамике равновесия жидкость — пар, опущены. Эти главы содержат известные данные Келлога, Де-Пристера, Эдмистера, диаграммы N0 , а также ряд полуэ1Ширических уравнений для определения коэффициентов активности (Воля, Маргулеса, Ван-Лаара, Редлиха — Кистера п др.). Ниже описаны наиболее точные аналитические методы фазового равновесия в многокомпонентных системах, получивших наибольшее применение в последнее время. — Доп. ред. [c.44]

При использовании любого из приведенных в табл. 1 уравнений должен быть решен вопрос о минимальном наборе экспериментальных данных, необходимом для достижения количественного описания равновесия в системах жидкость—жидкость при известном числе компонентов в системе. Большой интерес представляет также изучение возможности использования обширного экспериментального материала по паро-жид-костному равновесию для расчета равновесия в системах жидкость—жидкость. Большинство примеров проверки и практического применения перечисленных моделей неидеальности жидкой фазы относятся к смесям двух и трех компонентов, что нашло свое отражение в комментариях, приведенных в табл. К Общий вывод, основанный на практическом опыте, заключается в том, что, как правило, невозможно получить надежные результаты по равновесию в системах жидкость—жидкость с тремя и более компонентами при использовании бинарных параметров, рассчитанных по данным бинарного равновесия пар—жидкость [164]. Для получения количественного описания обычно бывает необходимым привлекать некоторые данные по равновесию жидкость-—жидкость. С другой стороны, попытки использовать для оценки всех параметров, включая бинарные, только данные по равновесию в тройных системах также неоправданы, так как при этом точность описания бинарных подсистем существенно снижается. При расчетах равновесия в многокомпонентных системах жидкость—жидкость следует использовать сначала бинарные данные, а затем для уточнения набора параметров — многокомпонентные. [c.140]

В гл. IV рассматривались принципы построения математической модели для процесса кипения однокомпонентной жидкости. В этой главе разбирается более сложная и более общая задача моделирования равновесия в многокомпонентной паро-жидкостной системе как при кипении, так и при конденсации. Вообще понятие равновесия является одним из краеугольных камней теоретических основ процессов химической технологии. На паро-жидкостном равновесии при кипении основаны, например, процессы выпаривания, ректификации, перегонки и др. Ясное понимание механизма установления равновесия необходимо при создании моделей типовых химико-технологических процессов. [c.90]

В следующей статье этой серии проведено сравнение экспериментальных и рассчитанных с помощью уравнения данных по равновесию жидкость — пар смесей перечисленных углеводородов. В заключительной статье описывается способ, с помощью которого уравнение может быть сведено к набору графиков, облегчающих числовые расчеты равновесия жидкость — пар в многокомпонентных системах. Основная цель нрименения предлагаемого уравнения заключается в расчетах равновесия жггдкость — пар в смесях легких углеводородов. [c.4]

Как было показано выше, для двухкоыпоиентных систем имеются две степеии свободы и при постоянном давлении равновесие между фазами П0Л1 0стью определяется составом одной из них. Из правила фаз легко убедиться в том, что для двухфазных многокомпонентных систем число степеней свободы равно числу компонентов. Таким обра- ом, равновесие многокомпонентных систем определяется содержанием в одной из фаз всех компонентов. Иначе говоря, если рассматривать один из компонентов многокомпонентной системы, то кривая равновесия определяется не только его молярным содержанием в жидкости, но н относительным содержанием в жидкости других компонентов. [c.581]

В многокомпонентны.X системах также возможны двухфазные равновесия разл. типов, оканчивающиеся К. с. В тройных системах критич. точки образуют критнч. пов-сть с несколькими особыми точками. Наиб, важно появление критич. точек высшего порядка, в к-рых сливаются критич. кривые равновесий жидкость - жидкость (в присут, газовой фазы) и жидкость-пар (в присут. второй жндкой фазы). [c.543]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология