2.2单级平衡过程
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第二章
单级平衡过程
2.2 多组分物系的泡点和露点计算
1
要点
(1)泡点、露点的概念；
(2)泡点温度和压力的计算方法；
(3)露点温度和压力的计算方法。
2
3
名词解释：
①泡点温度(Bubble-point temperature)：
液体混合物在一定压力下开始沸腾时的温度,称为在这压力下的泡点温度。泡点温度随液体组成不同而改变,随压力不同而变化。对于纯液体, 泡点温度即是该压力下的沸点。
=(,)b i T f P x T--X
T--Y X, Y T
P
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名词解释：
①泡点温度(Bubble-point temperature)：
液体混合物在一定压力下开始沸腾时的温度,称为在这压力下的泡点温度。泡点温度随液体组成不同而改变,随压力不同而变化。对于纯液体, 泡点温度即是该压力下的沸点。
=(,)b i T f P x T--X
T--Y X, Y T
P
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名词解释：
①泡点温度(Bubble-point temperature)：
液体混合物在一定压力下开始沸腾时的温度,称为在这压力下的泡点温度。泡点温度随液体组成不同而改变,随压力不同而变化。对于纯液体, 泡点温度即是该压力下的沸点。
=(,)b i T f P x T--X
T--Y X, Y T
P
②泡点压力(Bubble-point pressure)：
液体混合物在一定温度下开始沸腾时的压力,称为在这温度下的泡点压力。泡点压力随液体组成不同而改变, 随温度不同而变化。对于纯液体,泡点压力即是该温度下的饱和蒸汽压。
=(,)
b i
P f T x
P--Y
P
X, Y T
P--X
6
7
③露点温度(Dew-point temperature)：
汽体混合物在一定压力下达到饱和开始结成液滴时的温度,称为在这压力下的露点温度。露点温度随汽体组成不同而改变,随压力不同而变化。
(,)d i T f P y =T--X
T--Y X, Y
T
P
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④露点压力(Dew-point pressure)：
汽体混合物在一定温度下达到饱和开始结成液滴时的压力,称为在这温度下的露点压力。露点压力随汽体组成不同而改变,随压力不同而变化。
(,)d i P f T y =P--Y
P
T X, Y
P--X
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泡、露点计算的目的:
分离过程设计中最基本的汽液平衡计算。
例如：精馏塔板的温度、压力确定；闪蒸判断等。
10计算类型：泡、露点计算一般分为下述四种类型：
塔顶压力P,X i T, Y i 露点压力P d 塔顶温度T, X i P,Y i 露点温度T d
塔釜压力P,Y i T, X i 泡点压力P b
塔釜温度T, Y i P,X i 泡点温度T b
用途举例求解参数规定参数类型
由相律,一个单级VLE 系统,两相共存,自由度为：
F = C –π+ 2 = C –2 + 2 = C
当规定了C 个变量值后,这个两相共存系统就被固定了,可求其它C 个未知数。
112.2.1 泡点温度和泡点压力的计算
计算方程式
①相平衡关系
(i=1, 2, -------c ) (2-44)
②浓度总和式
(2-45)
(2-46)
③汽液平衡常数关联式
(i=1, 2, -------c ) (2-47)
方程式共有2C +2个,变量数有共3C +2个：
P, x1, x2, -----xc T, y1, y2, -----yc K1, K2, -----Kc
因为已经规定了C 个变量, 故变量数与方程式数相等, 方程组有
唯一解。
一、泡点温度T
b
的计算1. 假设K i与组成无关
此时汽液平衡常数K
i
成为：K i= f (P, T)(i=1, 2, -------c) K i值求取方法：
T--X
T--Y
X, Y
T P
(2-36)
①P-T-K图；
②饱和蒸汽压试差法
12
13
因为：
合并得泡点方程：
(2-50) (2-51)
泡点方程解法解法1：查P-T-K图
14
试差过程：
, 表明K i值偏大,所设温度偏高；
,表明K i值偏小,所设温度偏低。
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解法2：饱和蒸汽压试差法
若饱和蒸汽压用Antoine 方程表示,可用Newton-Raphson方法求解。
16
2.假设K
与组成有关
i
必须按下式计算
当系统的非理想较强时,K
i
(2-14)
(2-35)
然后求解泡点方程：
(2-51)
难以求解
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例2-5：求丙酮~丁酮~乙酸乙酯在
2026.5 KPa的泡点温度。
=x2=0.3, x3=0.4。
已知：x
1
Wilson eq.Antoine eq.
Virial eq.
迭代结果：T=468.7K。
18