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  • 1 # Tiekt鐵鐵

    雙組分溶液的氣液平衡是什麼?對精餾有何作用汽液相平衡,是指溶液與其上方蒸汽達到平衡時氣液兩相間各組分組成的關係.理想溶液的汽液相平衡服從拉烏爾(Raoult)定律.因此對含有A、B組分的理想溶液可以得出:PA=PAoxA(6-1a)PB=PBoxB=PBo(1-xA)(6-1b)式中:PA,PB——溶液上方A和B兩組分的平衡分壓,Pa;PAo,PBo——同溫度下,純組分A和B的飽和蒸汽壓,Pa;xA,xB——混合液組分A和B的摩爾分率.理想物系氣相服從道爾頓分壓定律,既總壓等於各組分分壓之和.對雙組分物系:P=PA+PB(6-2)式中:P——氣相總壓,Pa;PA和PB—A,B組分在氣相的分壓,Pa.根據拉烏爾定律和道爾頓分壓定律,可得泡點方程:oAoBAPPppx(6-4)式(6-4)稱為泡點方程,該方程描述平衡物系的溫度與液相組成的關係.可得露點方程式:oBoAoBoAAppppppy6-5式(6-5)稱為露點方程式,該方程描述平衡物系的溫度與氣相組成的關係.在總壓一定的條件下,對於理想溶液,只要溶液的飽和溫度已知,根據A,B組分的蒸氣壓資料,查出飽和蒸汽壓PA0,PB0,則可以採用式(6-4)的泡點方程確定液相組成xA,採用式(6-5)的露點方程確定與液相呈平衡的氣相組成yA-------------------氣液相平衡以及相平衡常數的物理意義是什麼?相就是指在系統中具有相同的物理性質和化學性質的均勻部分,不同相之間往往有一個相介面把不同的相分開,例如,液相和固相,液相和氣相之間。在一定的溫度和壓力下,如果物料系統中存存兩個或兩個以卜的相.物料在各相的相Xi量以及物料中各組分在各相中的濃度不隨時間變化,我們稱此狀態叫相平衡。在蒸餾過程中,當蒸氣未被引出前與液體處於某一相同的溫度和壓力下,並且相互密切接觸,同時氣相和液相的相對量以及組分在兩相中的濃度分佈都不再變化,稱之為達到了相平衡(氣一液相平衡)。相平衡時系統內溫度、壓力和組成都是一定的,一個系統中氣液相達到平衡狀態有兩個條件:①液相中各組分的蒸汽分壓必須等於氣相中同組分的分壓;各組分在單位時間內汽化的分子數和冷凝的分子數就相等;②液相的溫度必須等於氣相的溫度,否則兩相間會發生熱交換,當任一相的溫度升高或降低時,勢必引起各組分量的變化。這就說明在一定溫度下,氣液兩相達到相平衡狀態時,氣液兩相中的同一組分的摩爾分數比衡定。相平衡方程如下式:yA=kAXA式中yA-組分在氣相中的摩爾分率;XA-組分在液相中的摩爾分率;kA-組分的平衡常數。氣液兩相平衡時,兩相溫度相等,此溫度對氣相來說,代表露點溫度;對液相來說,代表泡點溫度。氣液平衡是兩相傳質的極限狀態。氣液兩相不平衡到平衡的原理,是氣化和冷凝、吸收和解吸過程的基礎。例如,蒸餾的最基本過程就是氣液兩相充分接觸,透過兩相組分濃度差和溫度差進行傳質傳熱,使系統趨近於動平衡,這樣經過塔板多級接觸,就能達到混合物組分的最大限度分離。氣液相平衡常數K是指氣液兩相達到平衡時,在系統的溫度、壓力條件下,系統中某一組分i在氣相中的摩爾分率Yi與液相中的摩爾分率戈,的比值。即Kt=Yi/X,相平衡常數是石油蒸餾過程相平衡計算時最重要的引數,對於壓力低於0.3MPa的理想溶液,相平衡常數可以用下式計算:Kt=Pi/PK,=P;/P式中P?-i組分在系統溫度下的飽和蒸氣壓,Pa;P-系統壓力,Pa。對於石油或石油餾分,可用實沸點蒸餾的方法切割成為沸程在10~30℃的若干個窄餾分、把每個窄餾分看成為一個組分——假組分,藉助於多元系統氣液相平衡計算的方法、進行石油蒸餾過程中的氣液相平衡的計算。

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