溶液的气液相平衡.ppt
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1、6.2 溶液的气、液相平衡,蒸馏过程:气液两相间的传质过程; 过程的极限:气、液相平衡。 相平衡关系:两相或多相接触达物理平衡时,各相组成之间 的关系。,6.2.1 气、液相平衡的自由度 根据相律有:,对于双组分物系的气液平衡:,即双组分物系气、液相平衡的自由度为2。 对多组分物系的气、液相平衡的自由度为组分数C。,双组分物系的独立变量: 汽相组成 y、液相组成 x、温度 T 、 压力P 。,可见:规定其中的两个,则系统平衡状态即定。一般蒸馏压力恒定,故仅有一个自由度。,6.2.2 溶液气、液相平衡的条件及表示方法,(1)多组分体系相平衡的条件 所有各相的温度、压力及每一个组分的化学势相等。
2、故:气、液两相平衡条件可表示如下:,经热力学推导得到:,(2) 体系相平衡的表示方法,组分i的气、液相平衡常数,6.2.3 理想体系的气、液相平衡关系,理想体系:气相符合道尔顿(Dalton)分压定律; 液相全部浓度范围内服从拉乌尔(Raoult)定律。,(1)平衡常数法,对理想体系:,则:,可由Antoine公式确定:,说明: 理想体系的相平衡常数仅与体系的温度有关;, 互呈平衡的气、液相组成符合归一方程,即, 泡点计算,利用归一方程,给定系统的操作压力以及混合物的组成xi时,即可求该体系在压力p下的泡点tb。,输入: p xi ; Antoine常数,Tb初值,pi0 Ki,yi, =yi
3、-1,N,输出:Tb, xi, yi,结束,Y,Tb=Tb-fn/fn,计算步骤:, 露点计算,利用归一方程,给定系统的操作压力以及气相组成yi时,即可确定该体系在压力p下的露点td。,对双组分理想体系:,于是有:,关于平衡计算的说明:,(1)已知 P、 t , 求 相互平衡的 x 、 y , 不必试差 t pA0, pB0 x , y,(2)已知 x , 求与之平衡的 y, t 或 已知 y 求与之平衡的 x , t ,试差计算,试算过程为:,假设 t,x,判断x,y,假设 t,x,y,判断 y,x,(2)相图 温度-组成图(t-x-y), 曲线 t-x 表示恒定压力下,饱和液体组成与泡点的
4、关系, 称为饱和液体线或泡点曲线。, 曲线t-y表示恒定压力下,饱和蒸气的组成和露点的关系, 称为饱和蒸气线或露点曲线。, 在t-x 线下方为过冷液相区。 在t-y 线上方为过热气相区。 在两线之间为两相共存区,即气、液相平衡区。,图线说明:,t/,x (y),t-x,t-y,p=101.3kPa,tF,F,G,tG,E,C,xC,D,yD,tE,I,J,tI,tJ,x0,0,1.0,100,110,80,90,苯-甲苯温度-组成图,从过冷液体至过热气体的变化过程,说明:,(1)部分汽化和部分冷凝均可起到分离作用;,(2)全部汽化和全部冷凝没有分离作用;,(3)不断的部分汽化和冷凝可使分离程度
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