Равновесный состав - жидкость
Cтраница 4
Прибор, предложенный много лет назад Отмером ( рис. 12.7) для нахождения равновесных составов жидкости и пара, дает достаточно точные результаты. В сосуде А постоянно образуется пар, который далее конденсируется и собирается в приемнике В. Избыток конденсата возвращается в куб. Когда показания термометра, размещенного в паровой фазе, укажут на установление стационарного режима, отбирают пробы кипящей жидкости и конденсата и анализируют их. [46]
Подобным образом заканчивают расчет нижней части колонны, когда соотношение составов ключевых компонентов в жидкости станет таким же, как и в сырье. Если сырье подается в виде насыщенного пара, то сравнение производится уже с равновесным составом жидкости. Расчет считается законченным в момент получения примерно одинаковых составов фаз на тарелке питания. Следует отметить, что состав жидкости на тарелке питания, как правило, отличается от состава сырья. [47]
При расчете по этим уравнениям I необходимо располагать зависимостями относительной летучести а от состава при постоянном давлении. Однако 1в этом случае при расчете процесса ректификации от верхнего сечения колонны, когда по составу пара определяется равновесный состав жидкости, пришлось бы использовать метод последовательных приближений, что [ привело бы к значительному увеличению машинного времени. При представлении зависимостей 1 / а13 f1 ( ylt г / 2) и 1 / а23 / 2 ( f / i, 2) [ был использован способ, основанный на сочетании аналитических зависи - [ мостей по одному аргументу с интерполяцией по другому. [48]
Вначале приводятся данные о равновесии между жидкостью и паром в бинарных, затем в трехкомпонентных и, наконец, в многокомпонентных системах. Данные о равновесии в бинарных системах ( за исключением 46 систем) даются в виде таблиц, в которых приводятся равновесные составы жидкости ( х) и пара ( у), температура ( t), давление ( Р) и коэффициенты активности ( и f2) при наличии их значений в оригинальных работах. Для 39 систем данные представлены в виде диаграмм, а для 7 систем приводится указание о том, что они подчиняются закону Рауля. Поскольку это указание вытекает из результатов экспериментального исследования, составители сочли целесообразным привести его в справочнике, имея в виду, что оно может оказаться полезным для решения технологических вопросов. При этом необходимо учитывать, что указание о подчинении системы закону Рауля следует понимать только в том смысле, что отклонения от этого закона относительно невелики и приемлемы для инженерных целей. [49]
Так как адсорбированное вещество находится в равновесии с жидкостью и ее парами, то в случае соответствия состава адсорбированного слоя и равновесного состава жидкости можно предположить, что адсорбированное вещество находится в основном в состоянии трехмерной жидкости. Если же состав адсорбированного слоя не соответствует равновесному составу жидкости в объеме, то, вероятно, адсорбированное вещество находится не в виде трехмерной жидкости, а в виде адсорбционной пленки. Близость состава адсорбционной пленки к составу пара, обнаруженная при адсорбции бинарных смесей метилциклогексан - гептан, метилциклопентан - метилциклогексан, является результатом соответствующего соотношения адсорбционных потенциалов, проявляемых силикагелем по отношению к компонентам данных смесей. Вопрос о том, является адсорбционная пленка сжатым паром или двухмерной жидкостью, остается до сих пор открытым. [50]
Вначале приведены данные о равновесии между жидкостью и паром в бинарных, затем в трехкомпонентных и, наконец, в многокомпонентных системах. Данные о равновесии почти во всех случаях ( за исключением 110 систем, данные для которых представлены в виде диаграмм) даются в форме таблиц, в которых приводятся равновесные составы жидкости ( х) и пара ( у), температура ( t), давление ( Р) и коэффициенты активности ( fi и Та) ПРИ наличии их значений в оригинальных работах. В некоторых случаях приводится указание на то, что системы подчиняются закону Рауля. Поскольку это указание вытекает из результатов экспериментального исследования, авторы сочли целесообразным привести его в справочнике, имея в виду, что оно может оказаться полезным для решения технических вопросов. При этом необходимо учитывать, что указание о подчинении системы закону Рауля следует понимать только в том смысле, что отклонения от этого закона относительно невелики и приемлемы для инженерных целей. [51]
Вначале приведены данные о равновесии между жидкостью и паром в бинарных, затем в трехкомпонентных и, наконец, в многокомпонентных системах. Данные о равновесии почти во всех случаях ( за исключением 110 систем, данные для которых представлены в виде диаграмм) даются в форме таблиц, в которых приводятся равновесные составы жидкости ( х) и пара ( у), температура ( t), давление ( Р) и коэффициенты активности ( yt и f2) ПРИ наличии их значений в оригинальных работах. В некоторых случаях приводится указание на то, что системы подчиняются закону Рауля. Поскольку это указание вытекает из результатов экспериментального исследования, авторы сочли целесообразным привести его в справочнике, имея в виду, что оно может оказаться полезным для решения технических вопросов. При этом необходимо учитывать, что указание о подчинении системы закону Рауля следует понимать только в том смысле, что отклонения от этого закона относительно невелики и приемлемы для инженерных целей. [52]
Так как адсорбированное вещество находится в равновесии с жидкостью и ее парами, то в случае соответствия состава адсорбированного слоя и равновесного состава жидкости можно предположить, что адсорбированное вещество находится в основном в состоянии трехмерной жидкости. Если же состав адсорбированного слоя не соответствует равновесному составу жидкости в объеме, то, вероятно, адсорбированное вещество находится не в виде трехмерной жидкости, а в виде адсорбционной пленки. Близость состава адсорбционной пленки к составу пара, обнаруженная при адсорбции бинарных смесей метилциклогексан - гептан, метилциклопентан - метилциклогексан, является результатом соответствующего соотношения адсорбционных потенциалов, проявляемых силикагелем по отношению к компонентам данных смесей. Вопрос о том, является адсорбционная пленка сжатым паром или двухмерной жидкостью, остается до сих пор открытым. [53]
Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав - свойство, чаще всего состав - температура кипения. Так, например, диаграмма состав - температура кипения трехкомпонентной системы Н2О - HNO3 - H2SO4 ( рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С - С ж где Сг - равновесное содержание компонента в газовой фазе; С ж-содержание компонента в жидкой фазе. [54]
Равновесие жидкость-пар в тройной системе кислород - аргон-азот. Расчет процесса ректификации с учетом влияния аргона в воздухоразделительных аппаратах производится с помощью диаграмм равновесия жидкость-пар тройной системы кислород-аргон-азот. Поскольку процесс ректификации в воздухоразделительных аппаратах происходит при давлениях 5 - 6 ата и 1 2 - 1 4 ата, диаграммы равновесия трехкомпонентной системы обычно и строятся для этой области давлений. Только первые диаграммы, построенные Гаузеном в 1935 г. [9], были справедливы для давлений 1 и 5 ата. Гаузен определил зависимости между равновесным составом жидкости и пара трехкомпонентной системы, применив уравнение Гиббса-Дю - гема и использовав опубликованные в то время экспериментальные данные о фазовых состояниях бинарных систем кислород - азот и аргон-азот. Точность последних, как указывалось выше, по ряду причин была недостаточной; в связи с этим построенные Гаузеном ( без учета взаимного влияния компонентов) диаграммы тройной системы также были не точны. [55]
 |
Различные типы изотерм в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.| Зависимость состава пара от состава жидкости для систем, характеризуемых V. 2S. [56] |
Любая точка, соответствующая составу гетерогенной смеси в интервале составов ХсХв имеет пар одного и того же состава Хо. Эта зависимость наглядно показана на диаграммах состав жидкости - состав пара ( рис. V. Здесь по осям отложены значения составов жидкости и пара. На диагонали квадрата эти составы равны. На участке Ахс и xDB находятся точки составов, соответствующие гомогенным растворам, на отрезке хсхо - гетерогенным смесям. Вся кривая АСОВ выражает зависимость между равновесными составами жидкости и пара. [57]
В примерах 12 и 13 предполагалось, что относительная летучесть любого компонента постоянна по всей высоте колонны. Однако в большинстве случаев величина а значительно изменяется с температурой, а в некоторых случаях является также функцией составов пара и жидкости. При проведении расчетов от тарелки к тарелке вверх состав жидкости определяют по материальному балансу с паром, поступающим с расположенной ниже тарелки, и кубовым продуктом, но при этом необходимо задаться в первом приближении температурой жидкости и равновесным составом пара для того, чтобы определить величину а. Если рассчитанное из составов х к у давление равно давлению, которое соответствует принятой температуре, то эта температура верна. Может потребоваться ряд последовательных приближений, прежде чем будет определена соответствующая величина а. Если расчеты от тарелки к тарелке сделаны вниз по колонне, то состав пара определяется по материальному балансу. При этом необходимо задаваться температурой пара и равновесным составом жидкости. Методика проверки этих величин аналогична описанной выше. [58]
Страницы: 1 2 3 4