Система многокомпонентная идеальная

В зависимости от типа элементов схемы (однородные или неоднородные) задача синтеза технологической схемы может ставиться по-разному. При выборе технологической схемы с однородными элементами (теплообменной системы, системы разделения многокомпонентных идеальных смесей методом ректификации) обычно отсутствует исходный вариант схемы и элементы могут соединяться между собой самыми различными способами. Задача состоит в том, чтобы найти оптимальный вариант их соединения (оптимальный в смысле критерия). В случае теплообменной системы задача синтеза может быть сформулирована следующим образом [34]. Имеется М горячих потоков 8 1 И = 1, 2,. . ., М), которые необходимо охладить, и N холодных потоков (7 = 1,2,.... . ., N), которые необходимо нагреть. Для каждого потока заданы начальная Гн, конечная Гк температуры и водяной эквивалент. Имеются также вспомогательные нагреватели и холодильники. Задача синтеза Состоит в том, чтобы создать систему из рекуперативных теплообменников, нагревателей и холодильников, которая позволила бы достичь заданных конечных температур потоков при минимуме полной стоимости системы при заданных стоимостях элементов. [c.108]

Если рассматриваемая система многокомпонентна, то состав переходной области 3 (рис. 21, а) отличается от состава объемов обеих фаз. Пусть п. означает то число молей, которое необходимо добавить к числу молей в идеальной системе без переходной области, чтобы получить полное число молей -го компонента в реальной системе. Относя этот избыток к единице межфазной поверхности, можно ввести величину [c.78]

Многокомпонентные системы. Идеальные растворы. Применительно к многокомпонентным системам, образующим идеальные жидкие растворы, для любых двух компонентов может быть написана формула (XII. 9). Обычно выбирается один компонент, относительно которого определяются летучести. Так, например, для вещества г с относительной летучестью получим [c.282]

Известно очень мало моделей, адекватно описывающих многокомпонентные ионообменные равновесия при движении смеси компонентов в сорбционной колонке. Одной из широко известных моделей равновесий, которая используется и в динамике, является модель многокомпонентного обмена равновалентных ионов при постоянных бинарных коэффициентах разделения [1]. Она полностью эквивалентна [1, 2] системе многокомпонентных ленгмюровских изотерм сорбции [ 1 ]. Для таких многокомпонентных ионообменных систем разработана математическая теория, которая позволяет проводить расчет многокомпонентных хроматограмм в ионообменной колонке с использованием бинарных коэффициентов разделения на основе идеальной динамической модели [1]. В идеальной динамической модели не учитываются размывающие эффекты в сорбционной среде, которые описываются обычно основным параметром колонки - высотой эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ) [3]. Недостатком многокомпонентной ленгмюровской модели равновесий является предположение о постоянстве упомянутых коэффициентов разделения. Это постоянство не соблюдается на практике и является идеализацией далекой от реальности. [c.70]

Общее условие химического равновесия в многокомпонентной системе также выражается через химические потенциалы компонентов реакции. Так, для химической реакции, протекающей в идеальной газовой фазе, имеем [c.99]

Парожидкостное равновесие многокомпонентной системы, паровая фаза которой подчиняется законам идеальных газов, описывается уравнением [c.97]

Пример 4. Составить программу расчета температуры кипения многокомпонентной системы и равновесного состава паровой фазы, если известно, что система подчиняется законам идеальных газов. [c.442]

Однако такой процесс применяется главным образом для многокомпонентных смесей (гомологов углеводородов), так как для двухкомпонентных смесей разделение слишком мало. При проведении этого процесса чаще всего приходится иметь дело с системами, жидкую фазу которых можно рассматривать как идеальный раствор. Поэтому равновесие -го компонента можно представить следующим уравнением [c.430]

Перейдем теперь к основному вопросу, которому посвящена данная глава, к рассмотрению фазовых равновесий. В первую очередь рассмотрим равновесие между конденсированной фазой и ее паром (газовой фазой) в простейшей многокомпонентной системе, обе фазы которой представляют собой идеальные растворы. [c.183]

Для изучения отдельных свойств растворов в изолированном, чистом виде, вводится понятие идеальный раствор. Последний — это такая гомогенная многокомпонентная система, в которой силы взаимодействия между любыми частицами одинаковы. [c.201]

Заметим, что применение законов идеальных растворов к реакциям в системах металл—шлак или штейн—шлак наталкивается на значительные трудности. Они заключаются прежде всего в том, что эти расплавы являются многокомпонентными системами, в которых имеет место сложное взаимодействие между различными составляющими. Вследствие такого взаимодействия, особенно в шлаках, где присутствуют как основные, так и кислотные окислы, которые могут образовывать друг с другом различные соединения, практически невозможно определить действительные концентрации компонентов в расплавах при равновесии. Так как металлургические шлаки являются электролитами, то мы вернемся к рассмотрению этого вопроса в главе, посвященной равновесиям с участием ионов. [c.107]

Идеальные многокомпонентные системы. Вычисление свойств реальных растворов в широком диапазоне давлений и температур представляет собой чрезвычайно сложную и иногда практически неразрешимую задачу, что отчасти видно из способа расчета парциальных молярных величин. [c.61]

Смесь идеальных газов является такой многокомпонентной системой, в которой пренебрегают объемом самих молекул и межмолекулярным взаимодействием. [c.62]

Обычно парциальные молярные объемы в многокомпонентных системах неизвестны. Поэтому вводится понятие идеального раствора (см. раздел 6) и тогда принимают, что парциальные молярные объемы веществ в системе равны молярным объемам чистых веществ. Тогда уравнение (51) запишется [c.107]

Для расчета диаграммы кипения идеальной многокомпонентной системы Флорин [62] приводит метод, позволяющий ограничиться расчетом только нескольких точек кривой при этом рассчитывают также и наклон кривой в данных точках. [c.80]

Значение интеграла I 3i) ih ) = I I, д)КЫ), как было отмечено выше, не зависит от способа нумерации графа Следовательно, соотношения (III.12) и (1.5) позволяют представить й-по-тенциал в виде суммы по ненумерованным молекулярным графам отдельных изомеров (Z, q), между которыми в рамках модели III отсутствуют физические взаимодействия. Поэтому рассматриваемая система фактически представляет собой идеальный газ, компонентами которого являются I, д)-изомеры. Как известно [166, 170], величина —QJT) для такого многокомпонентного газа представляет собой сумму чисел молекул каждой из его компонент. Следовательно, из формул (111.12) и (1.5) находится средняя по объему системы равновесная концентрация изомеров [c.213]

Пример V- . Моделирование равновесной многокомпонентной паро-жидкостной системы при кипении. Наиболее простым примером многокомпонентной паро-жидкостной системы является емкость идеального смешения, содержащая смесь трех жидких компонентов — Л, В и С (рис. У-1). [c.90]

Для растворов, состоящих не из ближайших гомологов, как правило, характерны большие или меньшие отклонения от свойств идеального раствора. Для расчета равновесия в таких системах требуется определение коэффициентов активности. Разработан ряд моделей многокомпонентного жидкого раствора, параметры которых могут быть найдены из данных по бинарному парожидкостному равновесию. Одна из таких моделей — модель Вильсона, приводящая к следующим уравнениям для коэффициентов активности [23] [c.142]

Однозначно определить состав многокомпонентной системы можно только в том случае, если она равновесна, т.е. находится в таком состоянии, когда в любой ее части параметры состояния постоянны и одинаковы. Содержание компонентов и другие характеристики реальной смеси могут быть оценены лишь с некоторой степенью приближения. Чтобы обеспечить возможность применения математического аппарата к расчетам реальных систем, их значительно упрощают, подменяя идеальными моделями. [c.22]

Поскольку универсальная газовая постоянная смеси идеальных газов также равна 8314 Дж/(кмоль град), с ее помощью можно вычислить газовую постоянную конкретной многокомпонентной системы [c.34]

Широкое применение Ш-нитридов в качестве материалов полупроводниковой техники, электронной промышленности, химического приборостроения, для изготовления конструкционной керамики общего и специального назначения, в производстве твердых, износостойких материалов, абразивов, защитных покрытий и т. д. [1—4] обусловило развитие новых методов их получения (обзоры [3—18]), которые позволяют эффективно регулировать функциональные свойства нитридов путем направленной модификации их структурного и химического состояний. Синтезируемые при этом системы (в том числе в неравновесных условиях — например, в виде тонких пленок, покрытий, гетероструктур [12—14, 17,18]), включают большое число разнообразных дефектов, отличающих характеристики получаемого материала от свойств идеального кристалла. Очевидна роль дефектов в формировании эксплуатационных параметров многокомпонентных нитридных систем — керамик, композитов [2, 3, 9,16]. [c.34]

Большинство газов и газовых смесей при давлениях и температурах, незначительно отклоняющихся от нормальных, ведут себя как идеальные. Однако при больших отклонениях давления и температуры от нормальных газы и газовые смеси не подчиняются уравнениям (5.125) и (5.135). В качестве примера можно привести природный газ, который представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из углеводородных и неуглеводородных компонентов. В пластовых условиях давления составляют десятки мегапаскаль, а температура — сотни градусов Цельсия. При этих условиях природный газ, как правило, находится в газообразном состоянии. В процессе добычи, подготовки, переработки и транспортировки газа давление может изменяться от пластового давления до атмосферного и ниже, а температура — от пластовой температуры до низких температур, вплоть до криогенных. Изменение термобарических условий приводит к изменению фазового состояния смеси от однофазного в пласте до двухфазного (жидкость — пар). Для построения математической модели движения углеводородной смеси от пласта до поверхности, а затем по элементам технологических установок подготовки, переработки и транспорта необходимо уметь описывать фазовое состояние системы в условиях термодинамиче- [c.76]

Уравнения Маргулеса, ван Лаара и связанные с ними алгебраические выражения характеризуются относительной простотой математического аппарата, легкостью оценки параметров по данным о коэффициентах активности и во многих случаях возможностью адекватного представления двухкомпонентных смесей, довольно значительно отклоняющихся от идеальных, включая частично растворимые жидкие системы. Эти уравнения неприменимы к многокомпонентным системам, если отсутствуют параметры взаимодействия между тремя и более компонентами. [c.210]

Помимо состава систем наибольшее внимание при их изучении уделяется влиянию температуры и давления (особенно для парожидкостных систем) или только температуры (для конденсированных систем). В большей части работ, посвященных изучению фазовых равновесий конденсированных систем, рассматриваются соединения кремния, металлы и водные растворы солей. Однако аналогичным образом могут себя вести и органические системы, которым уделено основное внимание в данной главе. Подробная библиография работ, посвященных этой теме, опубликована авторами обзора [20], более старые работы рассмотрены в обзоре [73]. Ряд источников указан в соответствующих главах Изучение фазового равновесия в многокомпонентных системах, например подобных тем, с которыми приходится иметь дело в металлургии, потребовало многолетнего труда многих исследователей. Специфические сложные органические системы редко имеют столь же важное промышленное значение, поэтому фазовому равновесию таких систем уделено значительно меньше внимания. Поведение органических систем иногда описывается адекватно поведению идеальных систем или только в рамках бинарных систем, которые можно объединять в несколько типовых систем для определения поведения многокомпонентных систем, составленных из отдельных пар. Краткий обзор экспериментальных методов исследования фазовых равновесий представлен в гл. 12. [c.250]

Четырехкомпонентных систем органических веществ исследовано лишь несколько. Два простых типа таких систем, включающих только жидкие фазы, представлены на рис. 5.8,6 и в в несколько упрощенном виде. Соотношения фаз в многокомпонентных системах можно аппроксимировать, принимая их поведение за поведение идеальных растворов. Более точные четырехкомпонентные диаграммы можно получить в том случае, если известны бинарные коэффициенты активности или, что еще лучше, известны непосредственно трехкомпонентные диаграммы. Методика, основанная на использовании коэффициентов активности, пригодна для любого числа компонентов и фаз, если исключена вероятность образования интермолекулярных соединений, но пользуются ею редко (исключения составляют равновесия жидкость—жидкость или пар—жидкость). [c.257]

Многокомпонентные системы с несмешивающимися твердыми фазами не содержащие интермолекулярных соединений, можно анализировать, пользуясь уравнением Шредера, если известны корреляции для коэффициентов активности или единичные коэффициенты активности в идеальном случае. [c.297]

Рассмотрим сначала математическую модель процессов переноса массы и энергии в двухфазной системе многокомпонентный пар — жидкость. Предполагаем, что парогазовая смесь, состоящая из п компонентов, п—1 из которых могут претерпевать фазовые превращения, движется вдоль зеркала покоящейся жидкости по каналу длиной Ь. Стесненность движения парогазового потока, определяемая порозностью канала ё (отношенне свободного сечения к общему сечению канала), не меняется по длине. Межфазовый контакт характеризуется удельной поверхностью А. Предполагается одномерная пространственная распределенность параметров жидкости и смеси вдоль оси х, при этом состав жидкости (л ) ( =1, 2,. .., /г—1)и ее температура t x) считаются заданными. Жидкость принимается идеальной. Поэтому равновесные концентрации пара над ее зеркалом могут быть определены из закона Рауля — Дальтона. [c.39]

При подготовке этого издания были учтены основные изменения в программе курса физической химии и тенденции ее развития. Было учтено также стремление усилить общую теоретическую подготовку инженера-химика и химика-технолога Последовательность глав соответствует более строгой логической структуре курса, изучение геометрических параметров и энергетических характеристик молекул (гл. I—V), далее изучение свойств веществ в идеальном газообразном состоянии, от идеального газообразного состояния сделан переход к реальному газообразному состоянию и к конденсированному состоянию индивидуального вещества (гл X—ХИ) После ознакомления со свойствами индивидуального вещества сделан переход к системам многокомпонентным однофазным и многокомпонентным многофазным (гл XIII—ХУП) Более сложные системы, в когорых происходят химические превращения, рассмотрены и в условиях равновесия (гл. XIX—XXI) и в динамике (гл. ХХ1П—XXXI) Вновь введенные главы отражают современное развитие физической химии [c.3]

Система неидеальна, то есть мевду кoмпoнeнтai.ш действуют силы межмолекулярного взаимодействия, но хш<шческие реашщи отсутствуют, и число компонентов системы постоянно. Отсвда следует.что энергия взаимодействия компонентов аддитивна. Это сближает рассматриваемые системы с идеальными. Нефти и газовые смеси являются именно такими.близкими к идеальны многокомпонентным системам. [c.120]

В обще( случае, как было указано выше (стр. 352), нам неизвестен вид уравнений состояния различных фаз как многокомпонентных, так и однокомпонентных систем. Исключением являются лишь уравнение Клапейрона—Менделеева, применимое, когда компоненты газообразной фазы подчиняются законам идеальных газов, и ряд более или менее удачно подобранных, но довольно сложных уравнений, описывающих состояние реальных газов и реальных индивидуальных жидкостей. Поэтому единственной возможностью найти зависимость между значениями переменных, определяющих состояние системы, остается метод непосредственных измерений температуры, давления и концентраций или объемов компонентов равновесных систем. Полученные данные нсполь-зуются для построения диаграмм состояния, которые представляют собой графическое выражение искомых закономерностей. [c.355]

Основной задачей химии и нефтехимии является идентификация веществ, установление их физико-химических свойств и реакционной способности, исходя И представления вещества как идеальной атомной системы, структура которой передается в виде молекулярного графа. Несмотря на выдающиеся достижения аналитической техники, системы с хаосом компонентного состава при очень большом числе компонентов т1эудно исследовать обычными физико-химическими методами, так как теория таких систем находится в самом начале становления. В основе феноменологической физико-химической теории многокомпонентных органических веществ [1-6], представленной автором, содержатся следующие положения. [c.219]

П. Вклад дисциплины в сквозную программу студента При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области расчетов физико-химическик свойств веществ, соблюдается связь с дисциплинами физическая кимия, основные процессы и аппараты химических производств, технология нефти и газа и непрерывная связь в использовании ЭВМ. При расчете свойств веществ происходит знакомство со стержневыми проблемами теоретических и сравнительных методов расчета, базовыми положениями аналитических уравнений состояния, парогазожидкостного равновесия в многокомпонентных системах и термодинамических свойств идеальных и реальных систем, навыками и понятиями инженерных расчетов свойств реальных нефтянык систем, обязательными для прочного усвоения последующих дисциплин и практического использования полученных знаний в рещении задач курсового, дипломного и реального проектирования установок НПЗ. [c.366]

Основываясь на различии в кристалличности и температурах плавления твердых нефтяных парафинов различного молекулярного веса и строения, пытались применить для очистки и разделения их метод зонной плавки. Испытывались два образца заводского нефтяного парафина микрокристаллический парафин (т. плавл. 79,5— 80,6° С) и кристаллический (т. нлавл. 55° С). Второй образец заводского парафина (как можно судить по микрофотографии) по кристалличности приближается к синтетическому эйкозану, Н-С20Н42, т. е. имеет хорошо выраженные крупные кристаллы. Тем не менее этот образец, так же как и микрокристаллический нефтяной парафин (т. плавл. 79,5—80,6 С), не поддавался очистке и разделению методом зонной плавки. Причину этого Эльдиб [177 ] видит в том, что даже узкие фракции твердого парафина представляют собой сложные смеси компонентов, сильно различающиеся между собой по температурам плавления. Зонная плавка базируется на следующем принципиальном положении, вытекающем из анализа идеальной бинарной системы при замораживании системы более низкоплавкие примеси будут концентрироваться в жидкой фазе. Реализация этого положения в случае такой многокомпонентной смеси, как парафин, практически исключается, так как при этом возможно образование ди-, три- и многокомпонентных систем, имеющих близкие температуры плавления. [c.28]

Более того, такое свойство биосистем, как самовоспроизводимость, непосредственно вытекает из статистического закона больших чисел и свойств аддитивности статистических распределений термодинамических функций. Хотя гипотеза об информационных полях не нова, нам удалось показать, развивая термодинамику многокомпонентных систем, что эти поля действуют между любыми объектами природы и имеют высшую разумную статистическую основу. Статистическое информационное поле связывает самые различные объекты системы в единое целое, независимо от их пространственно-временного существования. Например, распределение числа частиц по кинетической энергии (закон Максвелла) выполняется даже в идеальных газах, т.е. в системах, где нет никаких взаимодейств1и 1, кроме механических столкновений. Существуют системы, кочорые подчиняются четко выраженным законам Бернулли, Гаусса, Пуассрнг и 1.Д. Статистические сиязи склеивают самые различные объекты в единое це- [c.19]

Если бы подобное соотношение было применимо к многокомпонентным системам, то критическое давление могло бы быть использовано в качестве коррелирующего параметра при Аределении констант равновесия в многокомпонентных системах. Эксиериментальные данные для системы естественный газ — сырая нефть [18] при 93,3° иредставлены на рис. 2. При высоких давлениях экспериментальные значения константы равновесия отклоняются от идеальной константы, и при некотором давлении, превышающем максимальное, достигнутое в опытах (210 ата), наблюдается тенденция к приближению всех кривых к точке К = 1. Кривые были условно продолжены до значения X, равного единице, при давлении в 350 ата по аналогии с двойными системами, константы равновесия которых сходятся к единице при критическом давлении. [c.101]

В нефтяных системах, кроме взаимодействия растворенных веществ с растворителем большую роль играет взаимодействие между различными молекулами многокомпонентного растворителя. Это ведет к большим отклонениям их поведения от поведения идеальных смесей. Так, соотношение компонентов бинарного растворителя в сольватной оболочке растворенной частицы иное, чем в массе раствора, так как частица сольватируется преимущественно тем компонентом растворителя, для которого свободная энтальпия сольватации наиболее отрицательна (селективная или избирательная сольватация [167]). Известно, что многие ВМС растворяются лучше в смесях, чем в чистых растворителях, и наоборот [167]. Это связано с селективной сольватацией отдельных звеньев (например, полярной и неполярной) макромолекул компонентами бинарн010 растворителя. В этом аспекте явление селективной сольватации должно иметь широкое распространение в нефтяных системах, отличающихся разнозвенностью молекул компонентов. [c.71]

В качестве примера смеси близкокипящих компонентов уже было рассмотрено разделение смеси н-гептан — метилциклогексан с помощью добавки анилина. Система метилциклогексан — толуол — неидеальная смесь (без азеотропной точки) кривая равновеспя асимптотически приближается к диагонали, и относительная летучесть Р и с. 231. Кривая равно- с повышением концентрации метил-весия для смеси метилцик- циклогексана стремится к 1 (рис. 231). логексан—толуол (неиде- Для получения чистого метилцикло-альная с есь без азеотроп гексана обычной ректификацией практически потребовалось бы бесконечно большое число теоретических тарелок. При добавлении 55 мол.% полярного растворителя (анилина) кривая равновесия становится по форме близкой к идеальной, и разделение очень упрощается. Экстрактивная ректификация также выгодна для разделения азеотроп ных смесей. Например, с помощью экстрагирующего агента (анилина) можно воздействовать на азеотропную смесь циклогексан — бензол таким образом, чтобы в дистиллате получить чистый циклогексан. Экстрактивную ректификацию целесообразно применять для разделения многокомпонентных смесей, содержащих компоненты, относящиеся к различным классам. [c.344]

При разделении идеальных смесей константы равновесия /с,,, и энтальпии потоков Яп/, и п являются функциями температур потоков на каждой тарелке, а при разделении неидеальных смесей они зависят также и от состава смеси. Коэффициенты эффективности тепло-массопередачи Емуп зависят от еще большего числа факторов, к которым относится также состав смеси, и определяются термодинамическими, кинетическими и гидродинамическими условиями проведения процесса. Указанные обстоятельства и являются причиной сильной нелинейности общей системы уравнений, затрудняющей не только аналитическое, но и численное ее решение при разделении многокомпонентных смесей. [c.26]

Температуры кипеция и конденсации идеальных, многокомпонентных смесей с инертным компонентом, т. е. с компонентом, практически не растворяющимся в жидкости (например, с азотрм или водяным паром) при низком давлении системы, могут быть определены при помощи следующих уравнений [c.62]

Скорость испарения многокомпонентной системы может быть найдена, если проинтегрировать уравнение (1а). Для этого необходимо знать функциональную зависимость между давлением насыщенных паров и количеством испарившегося вещества, а также между средним молекулярным весом и количеством пспа-рившегося вещества. Однако связь между Р и т может быть найдена по закону Рауля лишь в частном случае идеальных растворов. В общем случае эта задача пока не разрешима. [c.356]

Значение энергосбережения при проектировании и реконструкции ректификационных установок не нуждается в обосновании. Наибольшее влияние на экономичность процесса ректификации оказывает его правильная организация, направленная на снижение источников термодинамических потерь, выбор наиболее эффективного распределения материальных и тепловых потоков, то есть выбор схемы разделения. Известно [1], что термодинамически идеальный процесс разделения в одной колонне достигается при подводе тепла по всей высоте исчерпывающей секции колонны и отводе тепла также по всей высоте укрепляющей секции ( идеальный каскад ). При этом достигается минимальный расход энергии, хотя одновременно возрастает и число тарелок необходимь[х для реализации заданного разделения (при флегмовом числе Л=<ю число тарелок возрастает в два раза). При разделении многокомпонентной смеси (МКС) огггимальнь оказывается проведение процесса в комплексе сложньк колонн с полностью связанными тепловыми н материальными потоками. При этом тепло подводится и отводится только в 2-х точках комплекса (система имеет 1 испаритель и I дефлегматор). Комплексы характеризуются большим суммарным количеством связанных секций и чрезвычайно большим суммарным числом тарелок. Изначально заложенная связь по материальным потокам при учете гидравлических сопротивлений вызывает необходимость выделения высококипящих компонентов при более высоких давлениях чем низкокипяших, что практически неприемлемо при разделении ширококипящих смесей, в том числе и нефтяных. Затруднительно также решение вопросов управления такими комплексами. Указанные причины делают проблематичным их использование [24]. Поэтому комплексы колонн, [c.10]