Фазовое тройных и многокомпонентных

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]

Всему семейству моделей локального состава присущи определенные общие черты. Точность корреляции экспериментальных данных в бинарных системах с помощью этих моделей часто приблизительно соответствует точности экспериментальных данных о фазовых равновесиях. Средняя погрешность корреляции составов паров и величин Лр/р колеблется в зависимости от системы от нескольких долей процента до 1—2 %. Несколько выше погрешность предсказания составов паров в многокомпонентных системах по данным о бинарных. Средняя ошибка в 0,5—1,5 % (мол.) является типичной, в некоторых системах она может достигать 2—3 % (мол.). Погрешность предсказания состава пара при переходе от тройных к многокомпонентным системам, как правило, не возрастает. [c.209]

В отдельных случаях для удовлетворительного количественного представления данных о фазовых равновесиях в тройных и многокомпонентных системах рекомендуется оценивать пара- [c.215]

В химической технологии значительно чаще подвергаются ректификации неидеальные многокомпонентные жидкие смеси. В этих случаях условие фазового равновесия системы редко поддается точному аналитическому описанию. Процесс ректификации и методика его теоретического расчета еще больше усложняются, когда компоненты разделяемых смесей образуют бинарные и тройные гомо- и гетероазеотропы. Ниже мы ограничимся рассмотрением ректификации смесей, все компоненты которых присутствуют в дистилляте и кубовом остатке, не образуя азеотропов процессы разделения более сложных смесей являются предметом специальных курсов. [c.551]

При исследовании равновесия жидкость — пар одним из основных вопросов является вопрос об азеотропных свойствах системы, поскольку этими свойствами определяется тип диаграммы фазового равновесия, а также характер протекания процессов дистилляции и ректификации многокомпонентных смесей. В связи с этим рассмотрим азеотропные свойства многокомпонентных систем на основе нелокальных, структурных закономерностей диаграмм состояния. Остановимся сначала на случае 4-компонентных систем, а далее в более краткой форме проведем обсуждение для 5- и га-компонентных систем. Такое изложение позволяет познакомиться со спецификой систем с четным или нечетным числом компонентов и дает иллюстрацию для общего случая. Подробное обсуждение аналогичных вопросов для тройных систем можно найти в монографии [3]. [c.75]

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ В ТРОЙНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.336]

Во вторую группу входят различные методы, основанные на использовании эмпирических зависимостей между условиями фазового равновесия в многокомпонентных (главным образом, тройных) и входящих в них более простых (бинарных) системах. Эти методы разрабатывались главным образом применительно к расчету растворимости в тройных системах по данным для бинарных систем. [c.337]

Некоторым недостатком описанных выше методов расчета условий фазового равновесия с помощью интерполяционных уравнений является громоздкость вычислений. Для инженерных целей желательно иметь более простые методы расчета. Разработке таких методов благоприятствует отмеченная выше возможность расчета условий фазового равновесия в тройных и многокомпонентных системах по опытным данным о равновесии в бинарных системах. [c.347]

При равновесии получим д = и д = д . В этом случае, как видно из рис. 2.5, кривые О и должны иметь общую касательную. Общая касательная определяет состав обеих фаз, находящихся в равновесии. Это построение очень удобно, и часто будет использоваться нами при изучении бинарных фазовых диаграмм. Оно может быть распространено на тройные (общая касательная плоскость) и многокомпонентные системы (см. гл. 10). [c.74]

На рис. 10.4 было показано, что знание энергии Гиббса для фаз многокомпонентной системы дает возможность установить фазовую диаграмму системы. Принципиально это возможно сделать, если распространить на многокомпонентные системы способы, разработанные для двойных систем. Однако, если построение общей касательной к двум кривым не вызывает трудностей, то построить касательную плоскость к двум поверхностям тройной системы намного сложнее, и с увеличением числа компонентов задача серьезно усложнится. Аналитического решения в общем виде не существует, поэтому разрабатываются разные численные методы решения подобных задач на ЭВМ. [c.260]

Важное значение, которое придается в последние годы изучению различных природных органических веществ, являющихся сложнейшими многокомпонентными системами, привело к необходимости изыскания рациональных путей определения характера фазовых равновесий в подобных системах. Эти пути лежат, по-видимому, в теоретическом обобщении имеющегося экспериментального материала определенной области физико-химического анализа органических систем. Выяснение основных закономерностей взаимодействия компонентов простейших двойных и тройных систем позволило бы применять познанные закономерности для определения фазовых равновесий в многокомпонентных системах. [c.203]

Очевидно, точность результатов, получаемых любыми расчетными методами, прежде всего зависит от точности используемых исходных данных. Для рассматриваемой задачи такими данными являются давления паров чистых компонентов и сведения о фазовом равновесии в бинарных системах. Константы, характеризующие условия фазового равновесия в бинарных системах, должны определяться при той температуре, для которой выполняются расчеты для тройной или многокомпонентной системы. В противном случае может возникнуть погрешность, обусловленная изменением коэффициентов активности компонентов с температурой. Это из- [c.134]

Переход от бинарных систем к многокомпонентным позволяет увеличить температурный интервал существования мезофазы за счет понижения температуры Тк-м в эвтектической точке. Типичная диаграмма состояния тройной эвтектической системы изображена на рис. 5.14. Фазовый объем непрерывного нематического раствора [c.144]

При помощи данных о фазовом равновесии для чистых веществ и модельных параметров для описания реального процесса смешения, полученных из бинарных систем, могут рассчитываться данные о фазовом равновесии тройных и многокомпонентных систем, которые являются основой для расчета процесса разделения углеводородов. [c.111]

В этой и следующих главах будем рассматривать твердые системы. При этом мы ограничимся двухкомпонентными (бинарными) системами для простоты и удобства изложения. Обобщение положений и закономерностей, действительных для бинарных систем, на многокомпонентные в принципе возможно и часто используется для тройных систем, но в ряде случаев требует учета конкретного фазового состава системы и всегда связано с усложнением аппарата. [c.112]

А. В. Сторонкин с сотрудниками проводит систематические исследования по разработке термодинамической теории многокомпонентных п>3) двух- и многофазных систем различных типов (жидкость — пар, жидкость — жидкость, твердая фаза — жидкость, жидкость — жидкость — пар, твердая фаза — жидкость — пар, твердая фаза — твердая фаза — жидкость и т. д.). В их основу положены уравнения, являющиеся обобщением дифференциального уравнения Ван-дер-Ваальса для бинарных систем, критерием устойчивости фаз Гиббса относительно бесконечно малых изменений состояния, а также найденные критерии устойчивости гетерогенных систем в целом. Отметим следующие результаты установление условий и границ применимости законов Д. П. Коновалова и М. С. Вревского к многокомпонентным системам вывод закономерностей, описывающих ход складок на поверхностях давления и температуры сосуществования фаз и установление правил, позволяющих предсказывать области расположения составов гомогенных и гетерогенных азеотропов и тройных эвтектик по данным о бинарных системах выявление связи между формой изотермо-изобарных кривых составов и изменениями химических потенциалов при фазовых процессах и установление пра- [c.70]

В тройных системах между компонентами могут образоваться одно или несколько инконгруэнтно плавящихся химических соединений двойного и тройного составов. В отличие от двойных систем, в которых инконгруэнтный процесс протекает только в нонвариантном состоянии (перитектическое или перитектоидное превращение), в системах с тремя и большим числом компонентов инконгруэнтная кристаллизация или растворение твердых фаз может протекать и при других степенях свободы. Сформулированные ранее (стр. 253) для двойных систем понятия конгруэнтного и инконгруэнтного плавления нуждаются в обобщении. Для объяснения фазовых превращений в многокомпонентных системах введем понятия конгруэнтная и инконгруэнтная фазы относительно [c.345]

Большое количество исследований по азеотропной и экстрактивной дестилляции, появившихся в последние годы, свидетельствует о важности этих процессов. Тем не менее, основной вопрос — отыскание закономерностей для фазовых равновесий в неидеальных многокомпонентных растворах — не получил еще своего общего разрешения, несмотря на многочисленные попытки. Очень обширную сводку данных по азеотропным смесям (6200 бинарных и 300 тройных азеотропов) дал Горе-лей [5]. Он же со своими сотрудниками исследовал влияние изменения давления в системе на смещение азеотропной точки [6,7]. [c.290]

Извлечение и разделение веществ методом экстракции осуществляется в подавляющем большинстве случаев в многокомпонентных системах. Изучение фазовых диаграмм таких систем дает возможность выявить общие закономерности экстракционных процессов и использовать их в практических целях. Однако изученных многокомпонентных экстракционных систем имеется крайне ограниченное количество. Вероятно, это связано с несовершенством способов графического расчета экстракции в этих системах, трудоемкостью их исследования и трудностью изображения многокомпонентных экстракционных диаграмм. В монографиях, посвященных жидкостной экстракции, в основном рассматриваются тройные системы. [c.67]

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ТРОЙНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЭТИЛЕН [c.95]

В связи со сложностью состава конденсатных систем и значительным преобладанием метана в смеси закономерности фазовых переходов для упрощения изучают обычно на бинарных смесях отдельных компонентов. При этом многокомпонентная смесь условно приводится к бинарной (или тройной) системе, основным компонентом которой является метан, а вторым и третьим - остальные компоненты. Полученные результаты считают действительными для многокомпонентных углеводородных смесей. Допустимость такого метода изучения фазовых переходов углеводородных смесей доказана специальными исследованиями. [c.127]

Вопросы термодинамической проверки равновесных данных, полученных в изобарных условиях, были рассмотрены Биттрихом [128]. Он дал критическую оценку важнейшим известным методам. Херингтон [6] разработал новый графический метод ( тест на симметричность площадей ), который позволяет проверить экспериментальные данные для ограниченного интервала концентраций бинарных и тройных смесей. Тао [129], исходя из уравнения Гиббса—Дюгема, выводит соотношение для проверки термодинамической достоверности данных по фазовому равновесию в многокомпонентных системах. В монографии Шуберта [17] подробно обсуждаются прикладные методы измерения коэс ициентов активности и способы термодинамической проверки данных по фазовому равновесию бинарных систем. [c.93]

Общим для рассматриваемых систем является наличие тугоплавких карбидов, обладающих высокой термодинамической стабильностью и поэтому в определенных системах выступающих в качестве независимых компонентов равновесия. Это значит, что такие системы (двойные, тройные и многокомпонентные) делятся на более простые подсистемы — двойные, тройные и т. д. Последнее особенно существенно при исследовании сложных многокомпонентных систем, так как хорошо разработап-[ ная теория фазовых равновесий в тройных [c.162]

Многокомпонентные эвтектические системы. Часто возникает необходимость выделить индивидуальное соединение из смеси, содержащей многочисленные другие компоненты. Примером, имеющим в настоящее время важное промышленное значение, может служить выделение нараксилола из узкой ксилольной фракции, содержащей наряду с тремя изомерными ксилолами переменные количества этилбензола, а возможно и небольшие количества некоторых других углеводородов. Таким образом, в данном случае речь идет о равновесии твердая фаза— жидкость, по крайней мере для четырехкомпонентной системы. Перед рассмотрением методов изучения фазовых равновесий многокомнонентных систем необходимо сначала познакомиться с методами, которые можно использовать для вычисления равновесия бинарных и тройных систем. [c.56]

Р. изучают изотермич. или политермич. методами (см. Термический анализ). Получеиные результаты представляют в виде диаграмм Р., к-рые являются частным случаем диаграммы состояния. Объемное изображение фазовых состояний системы в пространстве параметров состояния (т-ры и составов разл. фаз) сводят спец. приемами к фигурам па плоскости. Для тройной системы из двух солей и воды используют обычный концентрац. треугольник, вершины к-рого отвечают чистым компонентам (см. Многокомпонентные системы). Применяют также изображение Р. по способу Шрейнемагерса (Ф. Схрейнемакерс), при к-ром вершина прямоугольной системы координат отвечает чистой воде, а по обеим осям откладывают концентрации солей, выраженные кол-вом той вли другой соли на опреде- [c.183]

Проведение предварительных расчетов дает возможность планировать эксперимент для уточнения фазовых диаграмм. Отметим, что полное экспериментальное исследование даже простой двойной диаграммы может занять несколько человеко-лет. Следовательно, комбинация расчетных методов с планированием экспе-римшта является решающей для определения тройных и многокомпонентных фазовых диаграмм. [c.267]

При построении диаграмм состояния следует обращать особое внимание на чистоту исходных компонентов и условия приготовления сплавов, предотвращающие их загрязнение неконтролируемыми примесями. Дело в том, что иногда даже малое содержание примесей, превращая двухкомпонентный сплав в трех- или даже многокомпонентный, приводит к таким изменениям фазового состава и периодов, которые противоречат правилу фаз для заданной двойной или тройной системы. Количество фаз, находящихся в равновесии, равно р = с—/ + 1, где с — число компонентов, f — число степенен свободы системы при постоянном давленци, [c.404]

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]

Физические модели, в которых коэффициенты активности выражаются как функции от состава фаз, по существу являются моделями многопараметрическими. Многопараметричность моделей обусловлена необходимостью учитывать вклады парных, тройных и т. д. взаимодействий в значение избыточной свободной энергии многокомпонентной системы. При увеличении числа компонентов в системе резко возрастают трудности экспериментального исследования фазового равновесия вследствие возрастающей сложности определения состава равновесных фаз, а также из-за резкого увеличения объема эксперимента, необходимого для определения эмпирических констант. Это стимулировало разработку методов расчета условий фазового равновесия в многокомпонентных системах по данным о равновесии для более простых систем или по неполным экспериментальным данным. Общим для всех этих методов является то, что они берут начало из описания равновесия бинарных смесей и экстраполируются затем на многокомпонентные системы. [c.369]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ — область химии, изучающая посредством сочетания физпч. и геометрич. методов превращения, происходящие в равновесных системах. Системы, изучаемые Ф.-х. а., в соответствии с правилом фаз (см. Фаз правило) делятся а) по характеру фазового строения на гетерогенные (состоящие из двух или большего числа фа ), гомогенные (состоящие из одной фазы) п конденсированные (не содержащие паро- или газообразных фаз) б) но числу степеней свободы па безвариантные, одно-, двух-, трех- и многовариантные в) ио чпслу независимых компонентов на одно-, двух-, трех- и многокомпонентные (употребительны также термины двойные, тройные, четверные системы). [c.214]

Для расчета массопередачи в процессе жидкостной экстракции необходимы данные по фазовым равновесиям. Поэтому весьма важные с практической точки зрения фазовые равновесия в системах типа диэтиленгликоль — ароматические углеводороды — неароматические углеводороды явились объектом изучения ряда исследователей. Джонсон и Френсис [1] изучали равновесия в тройных жидких системах типа бензол— гептан—диэтиленгликоль, Устрайх [2] провел исследования в многокомпонентных системах, содержащих ароматический углеводород (бензол, толуол или о-ксилол) и парафиновый углеводород (гептан или гексан). В качестве растворителей им использовались безводный диэтиленгликоль и диэтиленгликоль, содержащий 8 вес, % воды. В первом случае опыты проводились при 20° С, а во втором при 100° С. [c.39]

Фазовый состав при температурах обработки давлением определяется металлографическим и рентгеновским исследованиями структуры сплавов и по диаграммам плавкости соответствуюшях систем сплавов. Причем первый и второй методы могут быть применены для исследования многокомпонентных систем, а третий — для бинарных и тройных систем. [c.183]

В работе [бЗ предложено определять хребтовые и ло-щинные линии на поверхности кривых температур кипения и давления градиентным методом, совмещенным с поиском максимальной кривизны изотерм-изобар на фазовой диаграмме. Этот метод был использован для расчета границ областей дистилляции в тройных смесях. Но его применение для многокомпонентных систем затруднено вследствие многомерности изотерм-изобар и границ дистилляционных областей, [c.46]

Справочник представляет собой систематизированную сводку опубликоваиных в мировой литературе к 1975 г. работ по плавкости двойных, тройных и многокомпонентных систем из безводных галогенядов и оксигалогенидов переходных металлов и важнейших металлов цветной металлургии. Для двойных, тройных и многокомпонентных систем приведены точки нонвариантных равновесий, отмечены превращения в твердой фазе и указаны методы исследования. Для наиболее сложных систем даны фазовые диаграммы. В справочнике представлено около 2100 систем. [c.2]

Уравнения 2-й группы могут быть распространены на много-комшонентные системы без принятия дополнительных допущений и без введения в модель параметров тройных Дили высших) взаимодействий, т. е. допускают расчет фазового равновесия в многокомпонентных системах только по данным для бинарных подсистем. [c.139]