第二章 单级平衡过程

1. 第二章 单级平衡过程

2. 内容： 各组分物系汽液平衡 单级平衡过程的计算 内容：

3. 第二章 单级平衡过程 第一节 相平衡 第二节 多组分物系的泡点和露点计算 第三节 闪蒸过程的计算

4. 第一节 相平衡 2.1.1相平衡条件 2.1.2 相平衡常数的计算 返回 返回

5. 2.1.1 相平衡条件 一、相平衡条件 相平衡：由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理 平衡而共存状态。 热力学上看—物系的自由焓最小 动力学上看—相间表观传递速率为零

6. 相平衡条件：

7. f i g i 1.汽液平衡 引入逸度系数 ： 引入活度系数 ：

8. 汽液平衡关系式：

9. 2.液液平衡 基准态相等 • 由（2-7）：

10. 二、相平衡常数和分离因子 定义： 精馏、吸收：称汽液相平衡常数 液液萃取：液液相平衡常数（或分配系数） —

11. a K , i ij 三、用 表示平衡关系 返回

12. 一、状态方程法 二、活度系数法 2.1.2 相平衡常数的计算

13. 由P—V—T关系计算 f f V L , i i 一、状态方程法 • 由（2—8）：

14. 以V为自变量： 以P为自变量：

15. (2-16)推导： 积分后得（2-16）

16. （2—15）、（2—16）适用于气、液、固相，是计算 的普遍化方法。 注意： 只要知道状态方程 就可代入求

17. ——a、b为Van der waals常数 1.用Van der waals方程计算 • Van der waals方程：

18. 将（2—15）积分后代入以上结果：

19. i=1 i=i+1 Yes i=1 No 步骤：

20. ● i=1时求汽相逸度系数；i=2时求液相逸度系数。 汽相：用y求a、b 液相：用x求a、b ●(1)式有三个根 注意：

21. 汽相哟！ 2.用维里方程计算 • 维里方程的截断式： 恢复 恢复

22. 的计算：

23. ●为简单流体 的对比第二维里系数，计算： ●为校正函数，计算： ● 为二元相互作用参数，计算： ——用于烷烃相当成功

24. k ij 二元常数 的平均值

25. 由（2—16）：

26. ∴由（2—16）： P为自变量 V为自变量 同样由（2—15）：

27. 用（2—31）解的步骤： 1.用状态方程〈4〉求Vt (两个根返回)、 检验： 〈 4〉式有实根，取大根，否则用（2—30）求取。 2.由（2—31）求 维里方程的适宜范围： 注意：

28. 特点： 1.比多参数状态方程简单 2.适宜于气、液态 3.采用R—K方程计算

29. R—K方程：

30. RK方程的另一种形式： 推出：

31. 计算方法： 1.由〈6〉计算ZM 三个根：求气体（ ）取 求液体（ ）取 2.由〈7〉求 注意： 求汽相逸度时组成用 求液相逸度时组成用

32. 作业： P85：3题（只求 ） V f i 3题改错： 去掉“%”

33. 已解决 对 ， 分别讨论 V f i g OL f i i 二、活度系数法 • 由（2—9）： 恢复

34. OL f i 1.基准态逸度 液相活度系数： 讨论：◆可凝性组分基准态 ◆不凝性组分基准态 ◆溶液基准态

35. （1）可凝性组分基准态 取基准态：

36. 的计算：

37. （2—21）有二个校正系数：

38. H—化工计算解决 （2）不凝性组分基准态 取基准态：

39. （3）溶液基准态 取基准态： 溶质：属不凝性组分，定义基准态 溶液：属可凝性组分，定义基准态 ————不对称性标准化方法

40. —1摩尔混合物的过剩自由焓 2.液相活度系数 化工热力学提出：

41. 到目前有20多种经验、半经验公式。

42. 发展阶段： ★20世纪初：问题集中于溶液的非理想性从何而来？ 二种观点：1.Van Laar认为分子的吸引与排斥 2. Dolezalek认为分子间相互作用能，如缔合 争论了五年之久，由于van der Waals力的提出，1占优势、2被埋没，出现了：Van Laar；Margules方程。 ★1964年：化学热力学的发展 由 提出 ，Wohl对历年公式加以总结，并推广到多元。 ★1964年：Wilson提出局部组成新概念，并得到发展。 出现了Wilson方程、NRTL方程、UNQAC方程…。

43. 1>.Wohl型经验关系式 • Margules方程 • Van Laar方程 • S—H方程 特点：简便，由于缺乏多元数据，因 此不能应用于多元。

44. 2>.由局部组成概念建立的半经验方程 • Wilson方程： 三个优点：1.推算精度高。 2.对理想系偏离很大的物系也适宜。 3.无须多元实验值。 二个主要缺点； 1.不适用于部分互溶系与液液平衡系。 ——修正后可用 2. 曲线呈极值点时不适用。

45. NRTL方程： 适用于部分互溶体系，液液平衡体系 。 缺点：引入第三参数 ，其计算由组分化学性质估计（ =0.2～0.4）。 • UNIQUAC方程： 复杂 优点：1.仅用二个调整数 ， 后即可用于液液 体系。 2.参数随T变化很小。 3.主要浓度变量为 ，并非 ，因此还可用于 大分子（聚合物）溶液。

46. 三、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式 ——计算Ki的普遍化形式（用于严格计算）

47. 各种简化形式： 1.汽相是理想气体，液相是理想溶液。 ——完全理想系 适用物系：P<200kPa，分子结构十分相近的 组分溶液

48. 适用物系：低压下，分子结构相差不大的组分溶液。适用物系：低压下，分子结构相差不大的组分溶液。 >1,为正偏差溶液 <1 ,为负偏差溶液 2.汽相是理想气体，液相是非理想溶液。

49. 3.汽液相均为理想溶液。 适用物系: 中压下烃类混合物.

50. 4.汽相为理想溶液,液相为非理想溶液。