Фазовое равновесие исследования, проверка

Расчет фазового равновесия является одним из важнейших этапов расчета массообменных процессов, особенно, при решении задач проектирования, так как в этом случае определяется принципиальная возможность применения данного процесса для получения заданных продуктов. Поэтому априорное принятие допуш ений относительно поведения фаз недопустимо, так как может привести к заведомо неверным результатам расчета. Необходимо не только проводить проверку возможности принятия допуш,ения, но и производить выбор наиболее подходящего с точки зрения воспроизведения экспериментальных данных метода учета неидеальности фаз. В рамках рассматриваемой системы такой выбор соотношений для оценки неидеальности фаз производится на этапе исследования условий фазового равновесия. Например, применение метода функциональных групп позволяет до минимума сократить объем необходимых экспериментальных данных, а в большинстве, случаев и вовсе исключить их. [c.316]

Экспериментальное определение составов сосуществующих жидкости и пара, а также температур кипения или давлений насыщенных паров трудоемко. Кроме того, существующие методы исследования могут приводить к значительным погрешностям, как случайным, так и систематическим. Поэтому вопросы, связанные с проверкой и уточнением экспериментальных данных о фазовых равновесиях, представляют большой практический интерес. Следует отметить, что различных способов корреляции равновесных данных очень много и поэтому остановимся здесь только на наиболее распространенных. [c.285]

На стадии предпроектных исследований технологических систем ректификации неидеальных смесей и совмещенных процессов можно выделить две типовые задачи, требующие экспериментального получения информации. Это экспериментальные исследования фазовых равновесий в бинарных составляющих многокомпонентных смесей и экспериментальная проверка работоспособности колонн, режимы которых были определены расчетным путем. Для решения этих задач разработаны две компьютерные системы автоматизации экспериментальных исследований. Изготовлены опытные образцы систем. [c.15]

Многие традиционные методы расчетного и экспериментального изучения фазовых равновесий, успешно применявшиеся при исследовании других смесей, в приложении к системе формальдегид— вода оказались малопригодными, давали плохо воспроизводимые и трудно интерпретируемые результаты. Долгое время к оценке достоверности и взаимной согласованности данных с фазовых равновесиях этой системы не привлекались методы термодинамической проверки и т. п. Изложенные обстоятельства привели к тому, что до самого последнего времени исследования фазовых равновесий в большинстве работ носили фрагментарный характер, т. е. охватывали небольшие диапазоны изменения параметров Р. Т, X, причем во многих случаях результаты разных авторов плохо согласовались между собой. Совершенно недостаточно была изучена область фазовых переходов для смесей, содержащих выше 60—70% формальдегида, отсутствовали представления о характере равновесия твердая фаза — жидкость и т. д. Все это приводило к тому, что исключительное важные для практики процессы концентрирования водных растворов формальдегида методами перегонки, ректификации, парциальной конденсации и т. д. не имели необходимого теоретического или расчетного обоснования, а фазовое поведение систем во многих интервалах изменения параметров Р, Т, X было непонятным и непредсказуемым. К счастью, работы 70—80-х годов пролили достаточно света на эти вопросы. [c.136]

Уравнение- Дюгема — Маргулеса в форме (У-71) не получило, однако, широкого применения для проверки опытных данных. Причиной этого является трудность создания при экспериментальном исследовании условий постоянства одновременно температуры и давления. К тому же исследования фазового равновесия чаще всего предпринимаются с практической целью получения данных, необходимых для инженерных расчетов, и поэтому выполняются либо при постоянном давлении, либо при постоянной температуре, [c.313]

Книга посвящена совре.менному состоянию теории н техники исследования гетерогенного равновесия в системах различных типов. Описаны методы исследования равновесия в системах жидкость — газ, жидкость — пар, жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело и применяемые приборы. Подробно изложены основные положения термодинамической теории гетерогенного равновесия и ее разнообразные применения для расчета и проверки данных о фазовом равновесии в бинарных и многокомпонентных системах. [c.232]

Применение описанного способа проверки опытных данных о фазовом равновесии иллюстрируется на примере систем этиловый спирт — дихлорэтан — вода, исследованной при изотермических условиях, и пропиловый спирт — вода — пропилацетат, равновесие в которой исследовано при постоянном давлении. В обеих системах имеется область сосуществования двух жидких и паровой фаз и образуются тройные азеотропы. На рис. 129 и 130 приведены графики, с помощью которых рассчитывались интегралы, входящие в уравнение (У-101). Компоненты пронумерованы в порядке их написания в названиях систем. Результаты расчетов приведены в табл. 37. [c.326]

Необходимым условием применения описанных выше методов проверки результатов экспериментального исследования фазового равновесия является наличие данных о коэффициентах активности всех компонентов. Это условие выполняется, однако, не всегда. Так, в системах типа жидкость — пар паровая фаза может содержать не все компоненты жидкой фазы. При этом коэффициенты активности нелетучих компонентов не могут быть непосредственно определены, а рассчитываются обычно с помощью уравнения Дюгема — Маргулеса. Поскольку это уравнение лежит в основе методов проверки термодинамической согласованности опытных данных о фазовом равновесии, использование его для расчета коэффициентов активности хотя бы одного компонента исключает возможность проверки исходных опытных данных с помощью всех известных методов. [c.331]

Метод ректификации был и остается важнейшим практическим способом разделения смесей органических жидкостей. Современные ректификационные агрегаты, содержащие в одном блоке сотни тарелок, обеспечивают возможность четкого разделения веществ с разницей температур кипения в несколько градусов. Весьма эффективным оказывается применение метода ректификации и к разделению технических смесей углеводородов Св- Однако некоторые углеводороды рассматриваемого типа образуют друг с другом азеотропные смеси. Кроме того, температуры кипения некоторых углеводородов на- столь близки, что разделение их путем обычной ректификации требует очень высоких энергетических затрат. Поэтому требовалось проведение тщательных исследований фазовых равновесий в системах, образованных углеводородами С5, а также экспериментальная проверка возможности ректификационного разделения смесей различного состава. Данные о равновесии между жидкостью и паром в сме-, сях углеводородов С5 приведены в работах [1—8]. [c.219]

За сравнительно короткое время после выхода первого издания настоящей монографии (1961 г.) в разработке теории и техники азеотропной и экстрактивной ректификации достигнуты значительные успехи. Нуждается в систематизации и обобщении опыт применения рассматриваемых методов с учетом вышедшей за это время литературы. Так, в последнее время опубликована монография автора Гетерогенные равновесия [3], освещающая проблему расчета условий фазового равновесия, монография-справочник Равновесие между жидкостью и паром [31], в которой описаны методы экспериментального исследования и проверки данных о равновесии между жидкостью и паром, а также приведен экспериментальный материал, опубликованный в мировой литературе до 1966 г. Появилась, наконец, монография Солевая ректификация [142], излагающая теоретические основы и вопросы практического применения метода экстрактивной ректификации с применением солей в качестве разделяющих агентов. [c.3]

Выполненные нами исследования фазового равновесия в системах О2 — Аг [Л. 5] и Аг — N2 [Л. 6] и обработка опытных данных на основании уравнения Ван-Лаара, выявившая симметричность изученных систем, позволили подойти к построению тройной диаграммы для системы О2 — Аг — N2 при 912 мм рт. ст. (1,2 ата) и экспериментальной ее проверке. [c.117]

Исследование фазовых равновесий показало высокую эффективность алкиленкарбонатов для экстракции ароматических углеводородов. Они обладают высокой селективностью и растворяющей способностью. При расчете было получено, что для полного извлечения ароматических углеводородов алкиленкарбо-натами требуется соотношение (3- 6) 1 вместо (9-н14) 1 при диэтиленгликоле. Для проверки этого проведены опыты по экстракции ароматических углеводородов пропиленкарбонатом на противоточной экстракционной колонне. Общая высота колонны 5 ж, диаметр 30 мм. В качестве насадки были использованы кольца Рашига 3X4 мм. Колонна имела несколько штуцеров, которые позволяли осуществлять ввод сырья на различной высоте и тем самым менять высоту экстракционной части колонны. Сырьем служил катализат риформинга фракции 60— 105° С. [c.323]

В. А. Киреев разработал методы вычисления свойств веществ из параметров фазовых (давление пара, температуры кипения) и химических (теплоты, энтропии, функции Гиббса) равновесий, которые широко применяются у нас и за рубежом. В недавно вышедшей монографии [8794] эти исследования получили дальнейшее развитие и обобщение. М. X. Карапетьянц разработал систему методов сравнительного расчета фи-зико-химических свойств и параметров процессов [9251], показав связь между этими методами и вытекающими из их системы новыми видами сопоставлений, использовав как ранее описанные, так и рекомендованные им закономерности (см., нанример, работу [92521, посвященную периодической системе элементов и методам сравнительного расчета). Эти способы вычисления нашли широкое распространение, в частности, для прогноза и проверки значений термодинамических характеристик веществ, при составлении справочников и т. д. В качестве примера укажем на работы [4065, 4172, 4247, 4322, 4774, 4780, 4850, 5380, 5427, 55461 в рамках настоящего обзора этот перечень легко по меньшей мере удвадцатерить. В. М. Татевский на основании установленных им закономерностей в геометрических конфигурациях молекул составил расчетные схемы, охватывающие целые гомологические ряды и позволяющие определить самые разнообразные свойства веществ (мольный объем, плотность, теплоту парообразования, температуру кипения, давление пара, теплоты образования и другие) [8659, 86601. [c.72]

Рассмотрим ограничения, накладываемые на вьшолнение формулы аддитивности, более подробно. Вьшолнение условия равновесия (4.5) на границе раздела фаз у большинства исследователей не вызывает сомнения, поскольку процессы, протекающие на поверхности раздела фаз при физической абсорбции и экстракции — сольватация, десольватация, изомеризация и т. п., имеют скорости, значительно превышающие скорость массообмена. Однако в ряде работ по массообмену в аппаратах с плоской границей раздела фаз и с механическим перемешиванием в каждой из фаз авторы обнаружили отклонение от формулы аддитивности, обусловленное, как они предположили, поверхностным сопротивлением. В работе [221] приведен критический обзор основньгх исследований, в которых, по мнению авторов, было обнаружено поверхностное сопротивление в системах жидкость - жидкость. В этих работах частные коэффициенты массоотдачи определялись косвенным методом с погрешностью, большей чем отклонение от формулы аддитивности. Кроме того, в некоторых работах обнаружены методические ошибки. Для проверки формулы аддитивности требуются более точные методы определения частных коэффициентов массоотдачи (см. раздел 4.4). Поверхностное сопротивление массотеплообмена мало изучено. Одним из возможных механизмов является экранирование поверхности поверхностно-актив ными веществами (ПАВ) [222—224]. К обсуждению роли поверхностно го сопротивления мы будем возвращаться в последующем изложении При переменном коэффициенте распределения формула аддитивно сти фазовых сопротивлений, как выше указывалось, неприменима Однако в некоторых случаях, которые будут рассмотрены ниже, форму ла аддитивности в несколько модифицированном виде выполняется [225 ] Зависимость коэффициента распределения от концентрации в задан ном диапазоне ее изменения в большинстве случаев можно описать интерполяционной формулой [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология