气液平衡的计算Word版

《化工热力学》过程论文

题目：气液平衡的计算方法系别：化学材料与工程系班级：13级化工卓越班

姓名：

学号：1303022014

教师：

日期：2016-1-12

气液平衡的计算方法

摘要本文综合分析了多组分相平衡理论特点，主要介绍了利用Peng Robinson ( PR) 立方型状态方程进行氧、氮、氩系统气液平衡计算的方法(泡点、露点和闪蒸计算)，对该计算方法的准确性进行分析和验证。

关键词立方型状态方程；气液平衡计算；泡点；露点；闪蒸

目录

1 前言 .................................................................................................................... - 3 -

2 状态方程的选择 ................................................................................................ - 4 -

3 混合规则 ............................................................................................................ - 5 -

4 气液平衡的计算 ................................................................................................ - 6 -

4.1 泡点计算[3] ............................................................................................. - 6 -

4.2 露点计算[3] ............................................................................................. - 7 -

4.3 等温闪蒸的计算 ..................................................................................... - 8 -

5 结论 .................................................................................................................... - 8 -

6 参考文献 ............................................................................................................ - 9 -

1前言

精馏计算是空分流程计算的关键环节，而气液平衡计算又是精馏计算中最基础的，其精确与否直接影响到流程计算的准确性。精馏计算一般分为两类[ 1]：设计型算法和校核型算法。前者是指逐板计算法，根据工艺要求计算理论塔板数，试算出进出料口位置；后者包括三角矩阵法、超松弛迭代法等，由已知的塔板数和进出料口位置，计算每块塔板上气液相组成、温度、压力及流率，反映精馏塔内各点参数以及变工况时参数变化。随着计算机技术的飞速发展，已开发出数十种化工流程模拟软件，国际上比较著名的有Aspen Plus、HYSYS 流程模拟软件。以Peng Robinson (PR)或Soave Redlich Kwong ( SRK) 状态方程为基础求解物质的焓、熵、逸度系数、Gibbs自由能和体积等热力学数值和物质的迁移性质，但目前具体介绍计算过程的文献比较少，笔者将对此做详细的叙述。

2状态方程的选择

状态方程的选择是系统物性预测计算准确的关键，目前常用的状态方程有立方

型、多参数型和理论型，SRK方程和PR方程都属于立方型状态方程，用于烃类混合物气液平衡计算都具有较高的精度，但各有特点。在计算含氮体系泡点时, 利用SRK方程要比PR方程的精度高，而当计算含氮体系平衡气相组成时，利用PR方程比SRK方程的精度高

[ 2]。PR方程的形式为：

式中：p为压力，Pa；V为摩尔体积，m3 /mol；T为温度，K；R为通用气体常数，J/ (mol/K) ；Tr为对比温度；Pr为对比压力；w为偏正因子；a为相对挥发度;

a、b、A、B、m 为方程参数; z 为压缩Vc 为临界体积，m3；状态方程的常数是带单位的，计算时要注意单位的统一。计算方程常数时所用的Pc 、Vc 、Tc的单位应与状态变量p 、V、T 保持一致，而且所用的单位还决定了通用气体常数的取值。