第一节石油及其馏分气液相平衡
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(2)以液相温度为纵座标的图可见,得到同样的汽 化率,平衡蒸发的温度最低,而实沸点最高。
(3)根据三种蒸馏曲线的比较,得到了它们的蒸馏 特点,可根据不同的使用方式,采用蒸馏方式。
思考题:为什么实沸点蒸馏的初馏点,而终馏 点高?
3.蒸馏曲线的相互换算
欲取得三种蒸馏曲线数据所需花费的实验工作 量有很大的差别,其中平衡汽化的实验工作量最大, 恩氏蒸馏的最小,而实沸点蒸馏的工作量则居中。 在工艺过程的设计计算中常常遇到平衡汽化的问题, 因此,往往需要从较易获得的恩氏蒸馏或实沸点蒸 馏曲线换算得平衡汽化数据。
30%点=-13=(℃) 10%点=-=250.5 (℃) 0%点=-38=212.5 (℃) 70%点=+=295.8 (℃) 90%点=+=314.4 (℃) 100%点=+13=327.4 (℃)
将实沸点蒸馏数据换算为恩氏蒸馏数据时计算程序类似,只 是50点需要用试查法。
②常压恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的互换:
在汽相中
P=p A+p S
式中 P —体系总压
p A—A蒸汽的分压; p S—水蒸汽的分压。
由于只有A一个液相,而且与汽相呈平衡,
所以
p
A
=
p
0 A
作业题
某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下,将其换算为实沸点 蒸馏曲线。
馏出体积分数,% 0
10 30 50 70 90 10
0
温度,℃
241 256 265 271 280 293 30 5
四、油-水不互溶体系的气-液平衡
在石油加工过程中经常会遇到油-水共存体系 的汽-液平衡问题:进入炼厂加工装置的原油总是 带有水分;在石油蒸馏塔中,常吹入一定量的过热 水蒸汽以降低油汽分压而帮助它汽化;塔顶汽相馏 出物往往在水蒸汽的存在下冷凝冷却;等等。
第一节石油及其馏分气液相 平衡
1. 理想溶液
2.
作为一种模型,理想溶液的定义如下:
3.
(1)各组分的分子体积相同,分子间的引力也相同;
4.
(2)分子间不发生化学反应,既不缔合,也不解离。
5.
因此,理想溶液应有如下特征:
6.
(1)各组分混合时,溶液的体积等于各组分混合前
体积之和,即具有体积加和性;
7.
a. 恩氏蒸馏是渐次汽化,基本上没有精馏作用; b. 它不能显示油品中各组分的实际沸点; c. 它能反映油品的汽化性能,而且简便易行,广泛
被采用,是一种油品汽化性能的规格试验。
0 20 馏 40 出 , % 60
馏出温度,°C
80 100
图 Ⅱ-1-5 恩氏蒸馏曲线示意图
(2)实沸点蒸馏曲线
石油中所含的组分极多,而且相邻组分的沸点十分接近, 而每个组分的含量很少。因此油品的实沸点曲线只是一根大体 上反映各组分沸点变迁情况的连续曲线(见图Ⅱ-1-6)。
以上是我们对问题进行了简化,这样有 利于我们对问题进行分析。
实践生产中各数是处于非理想状态。
对于非理想溶液,则组分的逸度应当以 活度来处理相平衡关系。
例如:
f
i
l
应代之以γi l
f
0 i
l
xi,其中
γi
l
为组分 i 在液相中的活度系数。
气-液相平衡常数K
在气-液相传质过程中,气-液相平衡常数K 的应用极为广泛。
图7一15与7一16。换算方法基本 同上。只是在换算50%点温度时用到恩 氏蒸馏曲线10%一70%的斜率。该换算 方法适用于,沸点低于427 ℃ 的油品。误差℃
③常压实沸点蒸馏曲线与平衡汽化曲线的换算:
引入参考线的概念。首先由实沸点蒸馏数 据计算实沸点蒸馏曲线的参考线斜率及其各点 温度;其次由P208图7一17上图查得平衡汽化参 考线的斜率,并由中图查得△F,由此计算平 衡汽化数据的50%点,并根据平衡汽化曲线斜 率计算得到各点温度;然后计算实沸点蒸馏曲线 与其参考线各点的温差,同时由图7一17下图 查得各馏出体积下实沸点参考线与平衡汽化曲 线参考线的比值;最终据此计算得到平衡汽化曲 线各点温度。(参考线:10%-70%的直线)
1.石油及石油产品蒸馏曲线
石油和石油产品的汽-液平衡关系可以通过 三种实验室蒸馏方法来取得,即: (1)恩氏蒸馏 (2)实沸点蒸馏 (3)平衡汽化
实验结果以馏出温度-馏出百分数表示。
(1) 恩氏蒸馏曲线 恩氏蒸馏是一种简单蒸馏,它是以规格化的仪
器和在规定的试验条件下进行的。将馏出温度(汽 相温度)对馏出量(体积百分率)作图,就得到恩 氏蒸馏曲线(见图Ⅱ-1-5)。
700
600
馏 500 出 温 400 度 , 300
200
100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
馏出,%(体)
图 Ⅱ-1-6 原油实沸点曲线
°C
实沸点蒸馏曲线以馏出温度为纵座标,以馏出 体积分数为横座标。它比恩氏蒸馏更细,可以做若 干个窄馏分,同时也可以得到较多的窄馏分产品。 它可以用作原油的评价。
故可导出
f iV=f il
式中 f i V 、f i l—气相和液相中组分 i 的逸度。上式是处 理相平衡问题时使用的最基本关系。
当气相和液相都是理想溶液时,
f
iV
=
f
0 iV
yi
f
il
=
f
0 il
xi
f
i
0 V
—
在体系平衡温度压力下,纯组分
i
呈气态时的
逸度;
f
0 i
l
— 在体系平衡温度压力下,纯组分 i 呈液态时的
实沸点蒸馏的速度较慢,即分馏的时间较长。 近十几年出现用气相色谱分析来取得石油馏分的模 拟实沸点数据的方法。这种方法可以节约大量试验 时间,所用的试样量也很少,但是此法不能同时得 到一定数量的各窄馏分以供测定各窄馏分的性质之 用。因此,在作原油评价时,气体色谱模拟法还不 能完全代替实验室的实沸点蒸馏。
C、用图7-13查得实沸点蒸馏曲线 各段温差:
曲线线段 恩氏蒸馏温差
0%-10% 22.2 10%-30% 9.6 30%-50% 7.6 50%-70% 9.9 70%-90% 14.5 90%-100% 11.4
实沸点蒸馏温差 38 18.9 13 13.4 18.6 13
D、由实沸点蒸馏50%()推算其它实沸点温度
ΔVE是判断溶液是否理想的一个标志。 ΔGE可以衡量实际溶液的非理想程度,当 ΔGE >0时,溶液是正偏差溶液,而ΔGE < 0 时则为负偏差溶液。
当非理想溶液的主要成因是由于各组分 分子的类型不同,但分子大小相近,也没有 缔合或解缔合、形成或打开氢键等倾向,则 此时的 ΔSE=0。这种溶液称为正规溶液。通 常遇到的烃类混合物大体上符合这种情况。
换算时,凡是恩氏蒸馏温度低于246 ℃者,考虑到裂化的影响, 须用下式进行温度校正:
lgD=0.00852t-1.691 式中 D-温度校正值, ℃
t -超过246 ℃的恩氏蒸馏温度, ℃
例7-1
某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下:
馏出体积分数,% 温度,℃
0
10 30 50 70 90 100
239 258 267 274 283 296 306
(2)各组分混合时,没有热效应;
(3)液体溶液的蒸汽压符合拉乌尔定律,即 Pi = Pi0 xi 式中 Pi — 溶液中i 组分的蒸汽压;
Pi0— 纯组分i 的饱和蒸汽压; xi — 溶液中组分 i 的分子分率。
根据理想气体的定义,凡是由几种理想气体组 成的混合物必然是理想溶液。
真正的理想溶液实际上是不存在的,但是在许 多情况下,我们可以把某些溶液近似地看作理想溶 液来对待。
二、汽-液相平衡及相平衡常数
热力学第二定律指出:处在相同的温度和压力下 的多相体系,其平衡条件是各相中每一个组分的化学 位 μi 相等。
对于一个汽液l 是气相和液相组分 i 的化学位 。
由于恒温下逸度 f i 与化学位μi 存在着如下的关系 d μi =R Td l n f i
逸度,
当体系达到平衡时,其气-液关系可以写成
f
0 iV
yi
=
f
0 il
xi
当气相是理想气体(液相是理想溶液)时,理 想气态的逸度系数等于1,即组分的逸度可以用其分 压来代替。因此用道尔顿-拉乌尔定律可由上式导 出:
Π yi = Pi0 xi
式中 Π —体系总压;
Pi0 —纯组分 i 在体系温度下的饱和蒸汽压; yi ,xi — 组分 i 在汽相和液相中的分子分率。
(3)平衡汽化曲线
在实验室的设备中,将油品加热到汽化,使汽 液两相在恒定的压力和温度下密切接触一段足够长 的时间后迅速分离,即可测得油品在该温度下的平 衡汽化分率。以汽化温度对汽化率作图,即可得油 品的平衡汽化曲线(见图Ⅱ-1-7)。
根据平衡汽化曲线,可以确定油品在不同汽化 率时的温度(如精馏塔进料段温度),泡点温度 (如精馏塔侧线温度和塔底温度),露点温度(如 精馏塔顶温度)等。
图Ⅱ-1-8 和图Ⅱ-1-9 是同一种油品的三种蒸馏 曲线。其中Ⅱ-1-8 用的是汽相温度, Ⅱ-1-9 用的液 相温度。从以上的图我们可以看出:
(1)就曲线的斜率而言,平衡汽化的最平缓,恩氏 蒸馏的比较陡一些,而实沸点的曲线斜率最大。这 说明,实沸点的分离精度最高,恩氏蒸馏次之,而 平衡汽化最差。
用图的方法:
先用图7-12将一种蒸馏曲线的50%点的温度换算成另一 种蒸馏曲线的50%点温度。再将该蒸馏曲线分为若干线段(如0- 10%,10%-30%,50%-70%,70%-90%和90%-100%), 用图7-13将这些曲线段的温差换算为另一种曲线的个段温差,最 后以已经换算得到的50%为基点,向两头推算出曲线的其他各点。
B
330
320
°C
汽
310
化
300
温
度
290
,
280
270
260
250 0
20
40
60
80
100
汽化率,%(体)
图 Ⅱ-1-7 石油馏分的平衡汽化曲线
2.三种曲线的比较
图 Ⅱ-1-8 三种蒸馏曲线的比较 1-实沸点 2-恩氏蒸馏 3-平衡汽化
图 Ⅱ-1-8 用汽相温度表示为座标的三种蒸馏曲线的比较 1-实沸点 2-恩氏蒸馏 3-平衡汽化
将其换算为实沸点蒸馏曲线。
解:按式7-10作裂化校正,校正后的恩氏蒸馏数据为:
馏出(体积分数),% 0 10 30 50 70 90 100
温度
239 261 270 278 288 302 314
B、用图7-12确定实沸点50%点,由图7-12查得它与恩氏蒸馏50 %点之差值为4.0℃故,
实沸点蒸馏50%点-+=( ℃)
这些情况可归纳成三种类型,即:过热水蒸汽 存在下油的汽化;饱和水蒸汽存在下油的汽化;油 汽-水蒸汽混合物的冷凝。
思考题:什么是过热水蒸汽?什么是饱和水 蒸汽?
1.过热水蒸汽存在下油的汽化
在这种情况下,水蒸汽始终处于过热状态,即
没有液相水的存在。过热水蒸汽的作用在于降低油 汽分压以降低它的沸点。
以纯物质A代替石油馏分进行分析。
Ki =y i / x I K与物质的属性有关,还取决于温度压力,有 时还是混合物组成的函数。
关于平衡常数的求取,有三种方法:
1.P-T-K 列线图法 2.会聚压法 值的内插和外延
当我们对一种纯物质的液体加热到沸腾温度时, 就会有其蒸汽不断地蒸出。但是液体的温度不会改 变,直至全部液体被蒸干。例如:水的蒸馏。
思考题一:对于一个液体混合物进行蒸馏,会出 现什么情况?
思考题二:液体混合物中的组分术的种类多少、 量的多少对蒸馏有什么样的影响?
在炼油工作中我们分离的石油产品仍是一个烃类 的混合物,不需要分出单体烃,因此没有必要做烦杂 的工作。
石油及其馏分的汽液相平衡关系按惯例不是以其 详细的化学组成表示,而是通过宏观的方法以实验蒸 馏来测定的。
就石油加工过程来说,分子量相差不很大的烃 类同系物,如苯、甲苯、二甲苯的混合物,低分子 烷烃组成的液态烃等都可以近似地当作理想溶液来 处理。
2. 非理想溶液和正规溶液 3. 不符合理想溶液定义的溶液就是非理想溶液。
ΔVE=Vm– Vm´ ΔGE=Gm– Gm´ ΔHE=Hm– Hm´ ΔSE =Sm – Sm´ 式中 VE 、 Gm、 Hm、 Sm—真实溶液的热力学性质; Vm´、 Gm´、 Hm´、 Sm´—按理想溶液计算的热力学 性质。
在工业装置中并非是常温常压,还要涉及压力 的换算问题。
下面介绍蒸馏曲线的换算:
(1)常压蒸馏曲线的相互换算 ①常压恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的互换
这种互换可以利用图7-12和图7-13。这张图适用于特性因 数K=,沸点低于427℃的 油品。计算的馏出温度与试验值相差 5.5 ℃,偏离将产生重大的误差。
(3)根据三种蒸馏曲线的比较,得到了它们的蒸馏 特点,可根据不同的使用方式,采用蒸馏方式。
思考题:为什么实沸点蒸馏的初馏点,而终馏 点高?
3.蒸馏曲线的相互换算
欲取得三种蒸馏曲线数据所需花费的实验工作 量有很大的差别,其中平衡汽化的实验工作量最大, 恩氏蒸馏的最小,而实沸点蒸馏的工作量则居中。 在工艺过程的设计计算中常常遇到平衡汽化的问题, 因此,往往需要从较易获得的恩氏蒸馏或实沸点蒸 馏曲线换算得平衡汽化数据。
30%点=-13=(℃) 10%点=-=250.5 (℃) 0%点=-38=212.5 (℃) 70%点=+=295.8 (℃) 90%点=+=314.4 (℃) 100%点=+13=327.4 (℃)
将实沸点蒸馏数据换算为恩氏蒸馏数据时计算程序类似,只 是50点需要用试查法。
②常压恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的互换:
在汽相中
P=p A+p S
式中 P —体系总压
p A—A蒸汽的分压; p S—水蒸汽的分压。
由于只有A一个液相,而且与汽相呈平衡,
所以
p
A
=
p
0 A
作业题
某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下,将其换算为实沸点 蒸馏曲线。
馏出体积分数,% 0
10 30 50 70 90 10
0
温度,℃
241 256 265 271 280 293 30 5
四、油-水不互溶体系的气-液平衡
在石油加工过程中经常会遇到油-水共存体系 的汽-液平衡问题:进入炼厂加工装置的原油总是 带有水分;在石油蒸馏塔中,常吹入一定量的过热 水蒸汽以降低油汽分压而帮助它汽化;塔顶汽相馏 出物往往在水蒸汽的存在下冷凝冷却;等等。
第一节石油及其馏分气液相 平衡
1. 理想溶液
2.
作为一种模型,理想溶液的定义如下:
3.
(1)各组分的分子体积相同,分子间的引力也相同;
4.
(2)分子间不发生化学反应,既不缔合,也不解离。
5.
因此,理想溶液应有如下特征:
6.
(1)各组分混合时,溶液的体积等于各组分混合前
体积之和,即具有体积加和性;
7.
a. 恩氏蒸馏是渐次汽化,基本上没有精馏作用; b. 它不能显示油品中各组分的实际沸点; c. 它能反映油品的汽化性能,而且简便易行,广泛
被采用,是一种油品汽化性能的规格试验。
0 20 馏 40 出 , % 60
馏出温度,°C
80 100
图 Ⅱ-1-5 恩氏蒸馏曲线示意图
(2)实沸点蒸馏曲线
石油中所含的组分极多,而且相邻组分的沸点十分接近, 而每个组分的含量很少。因此油品的实沸点曲线只是一根大体 上反映各组分沸点变迁情况的连续曲线(见图Ⅱ-1-6)。
以上是我们对问题进行了简化,这样有 利于我们对问题进行分析。
实践生产中各数是处于非理想状态。
对于非理想溶液,则组分的逸度应当以 活度来处理相平衡关系。
例如:
f
i
l
应代之以γi l
f
0 i
l
xi,其中
γi
l
为组分 i 在液相中的活度系数。
气-液相平衡常数K
在气-液相传质过程中,气-液相平衡常数K 的应用极为广泛。
图7一15与7一16。换算方法基本 同上。只是在换算50%点温度时用到恩 氏蒸馏曲线10%一70%的斜率。该换算 方法适用于,沸点低于427 ℃ 的油品。误差℃
③常压实沸点蒸馏曲线与平衡汽化曲线的换算:
引入参考线的概念。首先由实沸点蒸馏数 据计算实沸点蒸馏曲线的参考线斜率及其各点 温度;其次由P208图7一17上图查得平衡汽化参 考线的斜率,并由中图查得△F,由此计算平 衡汽化数据的50%点,并根据平衡汽化曲线斜 率计算得到各点温度;然后计算实沸点蒸馏曲线 与其参考线各点的温差,同时由图7一17下图 查得各馏出体积下实沸点参考线与平衡汽化曲 线参考线的比值;最终据此计算得到平衡汽化曲 线各点温度。(参考线:10%-70%的直线)
1.石油及石油产品蒸馏曲线
石油和石油产品的汽-液平衡关系可以通过 三种实验室蒸馏方法来取得,即: (1)恩氏蒸馏 (2)实沸点蒸馏 (3)平衡汽化
实验结果以馏出温度-馏出百分数表示。
(1) 恩氏蒸馏曲线 恩氏蒸馏是一种简单蒸馏,它是以规格化的仪
器和在规定的试验条件下进行的。将馏出温度(汽 相温度)对馏出量(体积百分率)作图,就得到恩 氏蒸馏曲线(见图Ⅱ-1-5)。
700
600
馏 500 出 温 400 度 , 300
200
100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
馏出,%(体)
图 Ⅱ-1-6 原油实沸点曲线
°C
实沸点蒸馏曲线以馏出温度为纵座标,以馏出 体积分数为横座标。它比恩氏蒸馏更细,可以做若 干个窄馏分,同时也可以得到较多的窄馏分产品。 它可以用作原油的评价。
故可导出
f iV=f il
式中 f i V 、f i l—气相和液相中组分 i 的逸度。上式是处 理相平衡问题时使用的最基本关系。
当气相和液相都是理想溶液时,
f
iV
=
f
0 iV
yi
f
il
=
f
0 il
xi
f
i
0 V
—
在体系平衡温度压力下,纯组分
i
呈气态时的
逸度;
f
0 i
l
— 在体系平衡温度压力下,纯组分 i 呈液态时的
实沸点蒸馏的速度较慢,即分馏的时间较长。 近十几年出现用气相色谱分析来取得石油馏分的模 拟实沸点数据的方法。这种方法可以节约大量试验 时间,所用的试样量也很少,但是此法不能同时得 到一定数量的各窄馏分以供测定各窄馏分的性质之 用。因此,在作原油评价时,气体色谱模拟法还不 能完全代替实验室的实沸点蒸馏。
C、用图7-13查得实沸点蒸馏曲线 各段温差:
曲线线段 恩氏蒸馏温差
0%-10% 22.2 10%-30% 9.6 30%-50% 7.6 50%-70% 9.9 70%-90% 14.5 90%-100% 11.4
实沸点蒸馏温差 38 18.9 13 13.4 18.6 13
D、由实沸点蒸馏50%()推算其它实沸点温度
ΔVE是判断溶液是否理想的一个标志。 ΔGE可以衡量实际溶液的非理想程度,当 ΔGE >0时,溶液是正偏差溶液,而ΔGE < 0 时则为负偏差溶液。
当非理想溶液的主要成因是由于各组分 分子的类型不同,但分子大小相近,也没有 缔合或解缔合、形成或打开氢键等倾向,则 此时的 ΔSE=0。这种溶液称为正规溶液。通 常遇到的烃类混合物大体上符合这种情况。
换算时,凡是恩氏蒸馏温度低于246 ℃者,考虑到裂化的影响, 须用下式进行温度校正:
lgD=0.00852t-1.691 式中 D-温度校正值, ℃
t -超过246 ℃的恩氏蒸馏温度, ℃
例7-1
某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下:
馏出体积分数,% 温度,℃
0
10 30 50 70 90 100
239 258 267 274 283 296 306
(2)各组分混合时,没有热效应;
(3)液体溶液的蒸汽压符合拉乌尔定律,即 Pi = Pi0 xi 式中 Pi — 溶液中i 组分的蒸汽压;
Pi0— 纯组分i 的饱和蒸汽压; xi — 溶液中组分 i 的分子分率。
根据理想气体的定义,凡是由几种理想气体组 成的混合物必然是理想溶液。
真正的理想溶液实际上是不存在的,但是在许 多情况下,我们可以把某些溶液近似地看作理想溶 液来对待。
二、汽-液相平衡及相平衡常数
热力学第二定律指出:处在相同的温度和压力下 的多相体系,其平衡条件是各相中每一个组分的化学 位 μi 相等。
对于一个汽液l 是气相和液相组分 i 的化学位 。
由于恒温下逸度 f i 与化学位μi 存在着如下的关系 d μi =R Td l n f i
逸度,
当体系达到平衡时,其气-液关系可以写成
f
0 iV
yi
=
f
0 il
xi
当气相是理想气体(液相是理想溶液)时,理 想气态的逸度系数等于1,即组分的逸度可以用其分 压来代替。因此用道尔顿-拉乌尔定律可由上式导 出:
Π yi = Pi0 xi
式中 Π —体系总压;
Pi0 —纯组分 i 在体系温度下的饱和蒸汽压; yi ,xi — 组分 i 在汽相和液相中的分子分率。
(3)平衡汽化曲线
在实验室的设备中,将油品加热到汽化,使汽 液两相在恒定的压力和温度下密切接触一段足够长 的时间后迅速分离,即可测得油品在该温度下的平 衡汽化分率。以汽化温度对汽化率作图,即可得油 品的平衡汽化曲线(见图Ⅱ-1-7)。
根据平衡汽化曲线,可以确定油品在不同汽化 率时的温度(如精馏塔进料段温度),泡点温度 (如精馏塔侧线温度和塔底温度),露点温度(如 精馏塔顶温度)等。
图Ⅱ-1-8 和图Ⅱ-1-9 是同一种油品的三种蒸馏 曲线。其中Ⅱ-1-8 用的是汽相温度, Ⅱ-1-9 用的液 相温度。从以上的图我们可以看出:
(1)就曲线的斜率而言,平衡汽化的最平缓,恩氏 蒸馏的比较陡一些,而实沸点的曲线斜率最大。这 说明,实沸点的分离精度最高,恩氏蒸馏次之,而 平衡汽化最差。
用图的方法:
先用图7-12将一种蒸馏曲线的50%点的温度换算成另一 种蒸馏曲线的50%点温度。再将该蒸馏曲线分为若干线段(如0- 10%,10%-30%,50%-70%,70%-90%和90%-100%), 用图7-13将这些曲线段的温差换算为另一种曲线的个段温差,最 后以已经换算得到的50%为基点,向两头推算出曲线的其他各点。
B
330
320
°C
汽
310
化
300
温
度
290
,
280
270
260
250 0
20
40
60
80
100
汽化率,%(体)
图 Ⅱ-1-7 石油馏分的平衡汽化曲线
2.三种曲线的比较
图 Ⅱ-1-8 三种蒸馏曲线的比较 1-实沸点 2-恩氏蒸馏 3-平衡汽化
图 Ⅱ-1-8 用汽相温度表示为座标的三种蒸馏曲线的比较 1-实沸点 2-恩氏蒸馏 3-平衡汽化
将其换算为实沸点蒸馏曲线。
解:按式7-10作裂化校正,校正后的恩氏蒸馏数据为:
馏出(体积分数),% 0 10 30 50 70 90 100
温度
239 261 270 278 288 302 314
B、用图7-12确定实沸点50%点,由图7-12查得它与恩氏蒸馏50 %点之差值为4.0℃故,
实沸点蒸馏50%点-+=( ℃)
这些情况可归纳成三种类型,即:过热水蒸汽 存在下油的汽化;饱和水蒸汽存在下油的汽化;油 汽-水蒸汽混合物的冷凝。
思考题:什么是过热水蒸汽?什么是饱和水 蒸汽?
1.过热水蒸汽存在下油的汽化
在这种情况下,水蒸汽始终处于过热状态,即
没有液相水的存在。过热水蒸汽的作用在于降低油 汽分压以降低它的沸点。
以纯物质A代替石油馏分进行分析。
Ki =y i / x I K与物质的属性有关,还取决于温度压力,有 时还是混合物组成的函数。
关于平衡常数的求取,有三种方法:
1.P-T-K 列线图法 2.会聚压法 值的内插和外延
当我们对一种纯物质的液体加热到沸腾温度时, 就会有其蒸汽不断地蒸出。但是液体的温度不会改 变,直至全部液体被蒸干。例如:水的蒸馏。
思考题一:对于一个液体混合物进行蒸馏,会出 现什么情况?
思考题二:液体混合物中的组分术的种类多少、 量的多少对蒸馏有什么样的影响?
在炼油工作中我们分离的石油产品仍是一个烃类 的混合物,不需要分出单体烃,因此没有必要做烦杂 的工作。
石油及其馏分的汽液相平衡关系按惯例不是以其 详细的化学组成表示,而是通过宏观的方法以实验蒸 馏来测定的。
就石油加工过程来说,分子量相差不很大的烃 类同系物,如苯、甲苯、二甲苯的混合物,低分子 烷烃组成的液态烃等都可以近似地当作理想溶液来 处理。
2. 非理想溶液和正规溶液 3. 不符合理想溶液定义的溶液就是非理想溶液。
ΔVE=Vm– Vm´ ΔGE=Gm– Gm´ ΔHE=Hm– Hm´ ΔSE =Sm – Sm´ 式中 VE 、 Gm、 Hm、 Sm—真实溶液的热力学性质; Vm´、 Gm´、 Hm´、 Sm´—按理想溶液计算的热力学 性质。
在工业装置中并非是常温常压,还要涉及压力 的换算问题。
下面介绍蒸馏曲线的换算:
(1)常压蒸馏曲线的相互换算 ①常压恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的互换
这种互换可以利用图7-12和图7-13。这张图适用于特性因 数K=,沸点低于427℃的 油品。计算的馏出温度与试验值相差 5.5 ℃,偏离将产生重大的误差。