Фазовые равновесия в химической технологии - Уэйлес С.
ISBN 5—03—001106—4
Скачать (прямая ссылка):
"і"
PI- RT
dP
1 n P _
=- / V*xdP
RT Jo 1
z - 1
dP.
(3.41) (3.42)
При Р = 0 все интегрируемые функции стремятся к нулю.
При наличии данных об объеме или сжимаемости смеси парциальные молярные величины К,- и гГ можно рассчитать по уравнению (2.56). Для двойной смеси
Пример 3.1. Расчет фугитивности аммиака по экспериментальным данным в сопоставлении с результатами применения ряда корреляций для вычисления фугитивности
Экспериментальные данные Тс = 405,6 К, Рс = = 111,5 атм, из = 0,25.
Величины сжимаемости при 100 и 200°С и определенном интервале давлений указаны в Handbuch der anorganischen Chemie, 4 ,426 (1935). Используется следующее уравнение:
In ф
z - 1
dP
Уравнение Питцера и Керля, в которое входят члены ТГ, Рг и оз, приведены вместе с рис. 1.10, б.
Анализ данных Ли—Кеслера (табл. Д.6 и Д.7) приводит к выражению
log ф = (log ф)(0> + оз(1о8 ф)(1).
Поскольку в данном случае требуется двойная интерполяция, определить можно всего несколько величин.
В табл. 3.3 приводится корреляция Редлиха— Квонга для ф, численные значения которого найдены при помощи ЭВМ.
Ниже представлены величины фугитивности, рассчитанные из экспериментально найденных значений г по уравнениям Питцера—Керля, Ли—Кеслера и Редлиха— Квонга. Как показывает сравнение результатов расчетов сжимаемости, степень точности уравнений Редлиха— Квонга и Ли—Кеслера примерно одинакова, в то время как уравнение Питцера—Керля дает весьма неудовлетворительные результаты, особенно при давлениях выше 400 атм.
Экспериментально найденные и рассчитанные по уравнениям Питцера—Керля (ПК), Ли—Кеслера <ЛК) и Редлиха—Квонга (РК) коэффициенты фугитивности ф при различных давлениях и температуре 100 и 200°С
100°С
200°С
р эксперимент ПК ЛК PK эксперимент ПК ЛК PK
100 0,5464 0,6560 0,5268 0,8322 0,8157
200 0,2896 0,4298 0,3126 0,6676 0,6926 0,6538
300 0,2124 0,2818 0,2106 0,2392 0,5466 0,5764 0,5595 0,5402
400 0,1756 0,1847 0,2057 0,4081 0,4797 0,4760
600 0,1426 0,0794 0,1508 0,1781 0,3888 0,3322 0,4237 0,4166
800 0,1299 0,0341 0,1713 0,3547 0,2301 0,3980
1000 0,1254 0,0147 0,1441 0,1742 0,3404 0,1593 0,3997 0,3985
Фугитивность и коэффициент фугитивности 151
Экспериментально найденные величины сжимаемости аммиака и рассчитанные коэффициенты фугитивности как функция давления при температуре 100 и 200°С (некоторые из этих данных заимствованы из предыдущей таблицы)
100°С 200°С
Р, атм - ЮЧг - 1) Ф Р, атм - 10*(г - 1) Ф
Р Р
0 1 (0) 1 0 1 (0) 1
1,374 0,9928 52 0,9964 1,747 0,9964 21 0,9982
3,573 0,9830 48 0,9857 4,519 0,9913 19 0,9929
5,832 0,9728 47 7,489 0,9856 19
8,632 0,9599 46 11,153 0,9786 19
11,352 0,9468 47 14,766 0,9716 19
14,567 0,9315 47 0,9362 19,098 0,9635 19
19,109 0,9085 48 25,361 0,9513 19 0,9544
22,84 0,8890 49 30,64 0,9409 19
26,12 0,8714 49 35,40 0,9318 19
30,47 0,8471 50 0,8660 41,89 0,9188 19
33,21 0,8310 51 46,12 0,9104 19
36,47 0,8111 52 51,29 0,9000 19 0,9085
40,41 0,7864 53 57,74 0,8865 20
45,19 0,7538 54 0,8016 66,05 0,8693 20
51,09 0,7102 57 77,13 0,8460 20
58,28 0,6481 60 0,7440 92,57 0,8122 20 0,8365
100 0,1158 88 0,5464 100
200 0,2221 39 0,2896 200 0,5506 22 0,6676
300 0,3202 23 0,2124 300 0,4615 18 0,5466
400 0,4145 15 0,1756 400 0,4949 13 0,4681
500 0,5060 10,0 0,1550 500 0,5567 8,9 0,4195
600 0,5955 6,7 0,1426 600 0,6211 6,3 0,3888
700 0,6828 4,5 0,1348 700 0,6826 4,5 0,3684
800 0,7684 2,9 0,1299 800 0,7546 3,1 0,3547
900 0,8507 1,7 0,1269 900 0,8235 2,0 0,3457
1000 0,9333 0,7 0,1254 1000 0,8915 1,1 0,3404
1100 1,0140 -0,1 0,1251 1100 0,9590 0,4 0,3379
можно, например, применить следующие уравнения: дг
*1 =г + (1 -*,)
дх\ I '
22 =2 -X,
дг дхл
(3.43) (3.44)
Их используют в примере 2.5, а для решения задачи 3.20 следует прибегнуть к уравнению (2.56).
Парциальные фугитивности и коэффициенты фугитивности отдельных веществ можно получить, исходя из парциальных фугйтивностей и коэффициентов фугитивности смеси при помощи правил, обычно применяемых для расчета парциальных молярных величин:
У1 V ал< /
(3.45)
ТРп
1П0,-
дп 1п 0
(3.46)
ТРп^1
Для некоторых уравнений состояния представляется более удобным прежде всего найти выражение коэффициента фугитивности смеси, а затем определить коэффициенты парциальной фугитивности, применив уравнения (3.45) или (3.46).
Поскольку среди уравнений состояния чаще всего встречаются уравнения, выраженные через давление, коэффициенты парциальной фугитивности можно получить при помощи следующего уравнения:
г» Г дР лг~|
ЛГ1п0,= / —— \dV-RT\nz, (3.47) > I дп/ V }
способ выведения которого показан в примере 3.3. Это же отношение применяется в сочетании с уравнением Редлиха—Квонга (см. пример 3.4).
152 Глава 3
Пример 3.2. Расчет коэффициентов полной и парциальной фугитивности для двухкомпонентных смесей при помощи двух видов В-усеченного вириального уравнения
Используются следующие два вида вириального уравнения:
г = РУ/ЯТ = 1 + ВР/КТ = (1)
