05化工分离工程-泡露点计算

2.平衡常数与组成有关的情况
Vi ( P Pi ) exp[ ] 与T、P、x i、yi 有关 RT yi K i xi — 泡点方程 y 1 i 已知条件：P、x i， 求：T、yi 计算分析： V S S L ˆ 与T有关的参数：f i 、 i、Pi 、f i 、Vi V ˆ 与yi 有关的参数：f i
已知：P（或T） T（或P） 1.平衡常数与组成无关的情况 露点方程： C
C
yi f (T ) 1.0 0 (1 11) i 1 K i yi f ( P) 1.0 0 (1 12) i 1 K i
计算方法同于泡点计算： 1.试差；2.用 iK 计算；3.电算；4.查K图
例1—1：计算烃类混合物的泡点
已知：1. xi
2. 压力
解：用P—T—K图计算方法：
K图查 计算
设T（已知P）
重新设T
K
No
K x
Yes
i i
K i xi 1
T T设
例1—2：计算塔釜温度（完全理想系）
已知：1. x i, w
2. ln Pi Ai 3. 常压操作
S
Bi ( t C i )
∴采用试差法
s s i Pi f i Ki V ˆi P f
L
S
计算框图： 开始
输入P、x及有关参数
V ˆ 设T并令f i
N Y
yi有无变化
1作第一次迭代
S
ln yi
Y 输出T、y 结束
N
N
计算 Pi
,Vi L ,f iS , i
圆整 y i ˆiV 计算 f Y
计算 K i 和y i 调整T
Ki 1 K x 1有： （ ）x i iK x i i i KK KK
iK 随T变化不大，取某温度范围内的均值
计算方法：
iK
设T=98 ℃ （离泡点不远） S
Pi S PK T泡
KK
1
Pi
S
iK x i ∴T=99.7 ℃
S PK
KK P
S 1 . K i Pi P (汽相为理想气体，液相为理想溶液） 2 . K i T 数据回归
3
Ki
2 3 T b1 i b 2 i T b 3i T b4 i T
V fi
L 3 . Ki fi
f iL f iV （气液相均为理想溶液）
采用泡点方程：
f (T ) K i x i 1 0 (1-10) ( 2 51)
计算 y i 是否第一次迭代
判别收敛条件：
用于低压时近似看成：
Ki
i Pi S
Bi ; ln Pi Ai P Ci t
S S
Bi 1 ln K i ln Pi ln A f( ) P Ci t t 1 ln K i x i G ( ) T i 1
2.平衡常数与组成有关的情况
计算框图： 开始
输入P、y及有关参数 设T并令 1 作第一次迭代
S L S ˆV 计算Pi ,Vi ,f i ,f i
Y
N xi有无变化
xi 1
Y 输出T、y
结束
N
N
计算 K i 和xi 调整T 计算 xi 是否第一次迭代
圆整 x i 计算 i Y
例1—2：计算50℃时蒸汽混合物露点压力
S T , P i ; 12 , 21 , 13 , 31 , 23 , 32 已知：1.
2. 汽相组成 解：汽相假定为理想气体，液相为非理想溶液 计算式：
ViL ( P PiS ) Ki exp[ ] P RT L S Vi ( P Pi ) S p i Pi x i exp[ ] RT P K i xi
1.2.2.1 泡点温度的计算 1.2.2.2泡点压力的计算
1.2.2 多组分物系的露点计算
1.2.2.1 露点温度的计算 1.2.2.2露点压力的计算
汽液平衡时：
F C 2 C 2 2 C — 与组分数相当
计算类型 泡点温度 规定量（C个） 求解量
P , x1 x2 xc1 T , x1 x2 xc1
与T有关的变量： ˆiV ， i，Pi s，f is，Vi L f
ˆiV 与yi 有关的变量：f
与P有关的变量： ˆiL，P f
相同
框图
泡点方程比较：
求泡点温度
C
求泡点压力
C
i 1 常用的简化形式： C PS i
f (T ) K i x i 1 0 ( 2 15) f ( p) K i xi 1 0 ( 2 56) f（T） xi 1 0
化工分离工程-多组分物系的 气液平衡
多组分物系的泡露点计算
化工与药学院 祝 阳 2015.03
内容：
多组分物系单级平衡过程 的计算1
第一章 多组分精馏过程
1.2 多组分物系的气液平衡
1.3 闪蒸过程的计算
1.4 塔顶、塔底产品数量与组成 1.5 多元精馏的简捷计算
1.7 多元精馏的计算机模型
1.2.2 多组分物系的泡点计算
i PiS
结果：P=85.101kPa
计算过程：
开始
输入T、y及有关参数 估计P，X值 计算 i 计算 K i 调整P 圆整 x i Y
( yi K i ) 1
Y 输出P、x 结束 例题图
N
xi有无变化
N
作 业
• 见word
i 1
C
计算方法： 设T 由P T K图查K i yi K i x i YES T T设 f（T） 结束 yi K i xi NO
给定P
计算中：若 K i x i 1, 说明T偏高； 若 K i x i 1, 说明T偏低。
解法1：用试差法计算
Pi Ki P
T（设）
S
K i xi 1
110 ℃ 98 ℃ 100℃
1.00
70 ℃
0.379
K i xi
1.344 0.951 3 ∴ T=100℃
解法2：用 iK计算（不试差，实用于完全理想系） iK x i K i Pi S yi x 而： iK K S PK iK i K
P
xi C
yi C
1 1
2C 2
数目： C
1 xi 1 1 yi 1 C2 （2C 2） （C 2） C 指定：T（或P）、x （ ， 2， c 1） i i 1 — C个变量
一、泡点温度的计算 1.平衡常数与组成无关的情况 K i f ( P ,T ) * P T K 查图得 K i * 计算
0
计算框图：
开始 输入T、x及有关参数
N
Y
yi有无变化
ˆi 估计P并令f
V
1作第一次迭代
ln yi
Y 输出P、y 结束
N
N
计算 Pi
S
,Vi L ,f iS , i
圆整 y i ˆiV 计算f Y
计算 K i 和y i
调整P 计算 y i 是否第一次迭代
1.2.2.2 露点温度和压力的计算
C
i
Βιβλιοθήκη Baidu
某一函数式
及：可用ln yi 判别
二、泡点压力的计算 与泡点温度相同，比较与分析如下：
项目 求泡点温度
（已知P，x） 计算 变量 与函 数关 系
s s i Pi f i Ki V ˆi P f
求泡点压力
（已知T，x）
S
Ki
Vi ( P Pi ) exp[ ] RT
L
相同
i 1 常用的简化形式： C S P泡 Pi xi 0 （2 57） i 1 — 完全理想系，不用试差 C P泡 Pi S i xi 0 ( 2 58) i 1 — 理汽、非理液，不试差
i 1 P — 完全理想系，试差计算 C P S i i f（T） xi 1 i 1 P — 理汽、非理液，试差
解法3：电算（Newtow迭代法）
t
( k 1)
t
(k )
f (t k ) ; K F (t )
t
( k 1)
t
(k )
0.001
Pi S f (t ) K i xi 1 xi 1 P ( k 1) K i xi 1 (k ) t — 迭代式 t Bi K i xi [ ] 2 (t Ci ) Bi 1 K i exp[ Ai ( k ) ] — 子程序 P t Ci 设T=70℃（初值）， 5次完成。T=99.812
P , y1 y2 yc1 T , y1 y2 yc1
T , y1 y2 yc P , y1 y2 yc
泡点压力
露点温度 露点压力
T , x1 x2 xc P , x1 x2 xc
1.2.2.1 泡点温度和压力的计算
• 变量分析：
变量数：T
方程： yi K i xi