Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Расчет состояния равновесной жидкой фазы

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3


 

Согласно закону Дальтона – Рауля расчет состава равновесной жидкой фазы производится по формулам:

, (6.8)

. (6.9)

Типовая задача

 

Дан состав газовой фазы ( Nyi, доли), (см. таблицу заданий 6.2, свой вариант). Для заданной температуры ( t, °С) рассчитать состав жидкой фазы ( Nxi ).

Дано:

Компонент Nyi, доли
пропан (C3H8) 0, 09
изобутан (i-C4H10) 0, 07
н-бутан (n-C4H10) 0, 15
изопентан (i-C5H12) 0, 17
н-пентан (n-C5H12) 0, 07
гексан (C6H12) 0, 45

t = 12°C

Найти: Nxi.

 

Решение:

1) Давления насыщеных паров (упругости паров) углеводородов ( Qi ) при различных температурах определяем по таблице 6.1, используя метод линейной интерполяции:

QС3Н8 = 6, 67 атм;

Qi-С4Н10 = 2, 786 атм;

Qn-С4Н10 = 1, 61 атм;

Qi-С5Н12 = 0, 579 атм;

Qn-С5Н12 = 0, 416 атм;

QС6Н14 = 0, 11 атм.

 

2) Находим общее давление в системе по формуле ( 6.11):

, (6.10)

, (6.11)

.

 

3) Находим концентрации компонентов в равновесной жидкой фазе (формула 6.9 ):

,

NС3Н8 = 0, 09 • 0, 2135 / 6, 67= 0, 0029;

Ni-С4Н10 = 0, 07 • 0, 2135 / 2, 786 = 0, 0054;

Nn-С4Н10 = 0, 15 • 0, 2135 / 1, 61 = 0, 0199;

Ni-С5Н12 = 0, 17 • 0, 2135 / 0, 579 = 0, 0627;

Nn-С5Н120 = 0, 07 • 0, 2135 / 0, 416 = 0, 0359;

NС6Н14 = 0, 45 • 0, 2135 / 0, 11 = 0, 8732;

å Nхi = 0, 0029 + 0, 0054 + 0, 0199 + 0, 0627 + 0, 0359 + 0, 8732 = 1, 0000

6.2.2. Задания для самостоятельной работы

Дан состав газовой фазы ( Nyi, доли), (см. таблицу заданий 6.2, свой вариант). Для заданной температуры ( t, °С) (таблица 6.3) рассчитать состав жидкой фазы ( Nхi ), пользуясь данными таблицы 6.1.

Таблица 6.3

 

В
t
В
t
В
t

 

Расчет равновесных смесей c использованием констант

Фазовых равновесий

 

При расчете равновесных смесей используются константы фазовых равновесий и уравнение материального баланса:

при Р, t = const, (6.12)

, (6.13)

где V – доля газовой части смеси;

L – доля жидкой части смеси.

Соответственно

. (6.14)

Типовая задача

Даны составы газонефтяных смесей ( Nzi, доли). Рассчитать равновесные составы газовой ( Nyi ) и жидкой ( Nxi ) фаз.

 

Дано:

Компонент Nzi, доли
пропан (C3H8) 0, 09
изобутан (i-C4H10) 0, 07
н-бутан (n-C4H10) 0, 15
изопентан (i-C5H12) 0, 17
н-пентан (n-C5H12) 0, 07
гексан (C6H12) 0, 45

P = 1 атм = 0, 1 МПа t° С = 28°C

Найти: Nxi, Nyi.

 

Решение:

 

1) Доли газовой составляющей V = 0, 31, жидкой составляющей L = 0, 69.

V = 0, 09 + 0, 07 + 0, 15 = 0, 31;

L = 0, 17 +0, 07 +0, 45 = 0, 69.

 

2) Для данных условий находим константы фазовых равновесий

Крi =f (t, P) из таблиц6.4 – 6.9, используя метод линейной интерполяции:

Кр (C3H8) = 9, 6; Кр (i-C4H10) = 3, 6; Кр (n-C4H10) = 2, 48;

Кр (i-C5H12) = 1, 04; Кр (n-C5H12) = 0, 784; Кр (C6H14) = 0, 236.

3) Рассчитываем состав газовой фазы ( Nyi ) в газонефтяной смеси по формуле (6.15):

, (6.15)

Ny (C3H8) = 0, 09 / ( 0, 69 / 9, 6 + 0, 31 ) = 0, 2357;

Ny (i-C4H10) = 0, 07 / ( 0, 69 / 3, 6 + 0, 31 ) = 0, 1395;

Ny (n-C4H10) = 0, 15 / (0, 69 / 2, 48 + 0, 31) = 0, 2550;

Ny (i-C5H12) = 0, 17 / ( 0, 69 / 1, 04 + 0, 31 ) = 0, 1746;

Ny (n-C5H12) = 0, 07 / ( 0, 69 / 0, 784 + 0, 31 ) = 0, 0588;

Ny (C6H14) = 0, 45 / ( 0, 69 / 0, 236 + 0, 31 ) = 0, 1392;

S Nyi = 1, 0028 » 1.

 

4) Рассчитываем состав жидкой фазы ( Nxi ) в газонефтяной смеси по формуле (6.16):

, (6.16)

Nx (C3H8 ) = 0, 09 / ( 0, 69 + 0, 31 • 9, 6 ) = 0, 0245;

Nx (i-C4H10) = 0, 07 / ( 0, 69 + 0, 31 • 3, 6 ) = 0, 0388;

Nx (n-C4H10) = 0, 15 / ( 0, 69 + 0, 31 • 2, 48 ) = 0, 1028;

Nx (i-C5H12) = 0, 17 / ( 0, 69 + 0, 31 • 1, 04 ) = 0, 1679;

Nx (n-C5H12) = 0, 07 / ( 0, 69 + 0, 31 • 0, 784 ) = 0, 0750;

Nx (C6H14) = 0, 45 / ( 0, 69 + 0, 31 • 0, 236 ) = 0, 5897;

S Nxi = 0, 9987 » 1.

 


Таблица 6.4

Значения констант фазового равновесия пропана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
37, 8 25, 8 19, 8 16, 3 8, 8 6, 2 4, 8 3, 57 2, 50 1, 60 1, 30 1, 15 1, 02 0, 99
29, 3 21, 0 15, 4 12, 5 6, 5 4, 8 3, 8 2, 76 1, 93 1, 28 1, 08 0, 98 0, 90 0, 94
22, 3 15, 5 11, 7 9, 4 5, 0 3, 6 2, 9 2, 09 1, 44 1, 01 0, 87 0, 82 0, 82 0, 90
28, 5 14, 5 10, 1 7, 7 6, 3 3, 3 2, 3 1, 85 1, 37 0, 95 0, 70 0, 64 0, 66 0, 72 0, 853
22, 3 11, 3 7, 8 5, 9 4, 7 2, 5 1, 8 1, 45 1, 05 0, 76 0, 58 0, 58 0, 61 0, 68 0, 847
16, 8 8, 4 5, 8 4, 3 3, 5 1, 9 1, 34 1, 07 0, 79 0, 57 0, 48 0, 50 0, 55 0, 63 0, 820
12, 5 6, 0 4, 1 3, 0 2, 5 1, 3 0, 95 0, 75 0, 66 0, 42 0, 39 0, 44 0, 49 0, 60 0, 800
10, 0 4, 9 3, 4 2, 5 2, 0 1, 1 0, 75 0, 62 0, 48 0, 35 0, 35 0, 40 0, 47 0, 58 0, 79
8, 0 3, 9 2, 8 2, 0 1, 7 0, 9 0, 63 0, 50 0, 39 0, 30 0, 31 0, 37 0, 44 0, 55 0, 77
6, 3 3, 1 2, 1 1, 6 1, 3 0, 7 0, 50 0, 40 0, 31 0, 25 0, 26 0, 34 0, 41 0, 53 0, 76
5, 0 2, 4 1, 6 1, 3 1, 0 0, 55 0, 38 0, 30 0, 25 0, 20 0, 23 0, 30 0, 38 0, 50 0, 75
-10 3, 6 1, 8 1, 2 0, 9 0, 75 0, 40 0, 28 0, 23 0, 19 0, 15 0, 19 0, 26 0, 34 0, 47 0, 74

 

Таблица 6.5

Значения констант фазового равновесия i-бутана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
25, 5 18, 0 13, 8 11, 0 6, 2 4, 5 3, 6 2, 75 1, 90 1, 30 1, 10 1, 00 0, 93 0, 96
35, 5 18, 4 12, 7 9, 8 8, 2 4, 37 3, 2 2, 5 1, 89 1, 36 0, 97 0, 87 0, 815 0, 810 0, 905
25, 0 13, 1 9, 1 7, 0 5, 8 3, 15 2, 3 1, 76 1, 32 0, 96 0, 71 0, 67 0, 66 0, 705 0, 86
15, 0 7, 8 5, 4 4, 1 3, 4 1, 85 1, 35 1, 03 0, 75 0, 55 0, 45 0, 465 0, 50 0, 61 0, 810
11, 2 5, 7 4, 0 3, 0 2, 4 1, 32 0, 95 0, 75 0, 54 0, 40 0, 37 0, 395 0, 45 0, 57 0, 80
7, 9 4, 0 2, 7 2, 1 1, 7 0, 92 0, 68 0, 52 0, 39 0, 30 0, 30 0, 340 0, 40 0, 52 0, 77
5, 0 2, 5 1, 7 1, 3 1, 1 0, 60 0, 44 0, 35 0, 27 0, 20 0, 23 0, 280 0, 346 0, 485 0, 74
3, 8 2, 0 1, 3 1, 0 0, 8 0, 46 0, 34 0, 28 0, 22 0, 17 0, 20 0, 255 0, 32 0, 46 0, 725
2, 8 1, 5 0, 95 0, 75 0, 6 0, 34 0, 27 0, 20 0, 16 0, 14 0, 17 0, 22 0, 29 0, 425 0, 705
2, 3 1, 1 0, 65 0, 50 0, 45 0, 26 0, 20 0, 15 0, 13 0, 11 0, 145 0, 190 0, 265 0, 39 0, 69
1, 5 0, 8 0, 50 0, 39 0, 30 0, 19 0, 15 0, 12 0, 10 0, 09 0, 12 0, 165 0, 235 0, 355 0, 665
-10 1, 1 0, 5 0, 40 0, 30 0, 20 0, 15 0, 10 0, 08 0, 07 0, 06 0, 09 0, 138 0, 200 0, 315 0, 635

Таблица 6.6

Значения констант фазового равновесия n-бутана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
5, 5 4, 0 3, 30 2, 4 1, 75 1, 21 1, 03 0, 94 0, 90 0, 93
31, 3 15, 7 10, 7 8, 2 6, 75 3, 72 2, 76 2, 25 1, 68 1, 23 0, 895 0, 79 0, 745 0, 74 0, 84
21, 8 11, 0 7, 5 5, 77 4, 80 2, 60 1, 91 1, 56 1, 15 0, 85 0, 635 0, 59 0, 585 0, 643 0, 81
12, 1 6, 3 4, 2 3, 20 2, 65 1, 50 1, 04 0, 85 0, 61 0, 47 0, 380 0, 39 0, 443 0, 555 0, 77
8, 7 4, 5 3, 1 2, 25 1, 90 1, 05 0, 73 0, 58 0, 42 0, 33 0, 297 0, 33 0, 400 0, 518 0, 75
6, 0 3, 1 2, 1 1, 60 1, 32 0, 70 0, 50 0, 40 0, 295 0, 23 0, 230 0, 29 0, 360 0, 480 0, 72
3, 3 1, 8 1, 25 0, 95 0, 80 0, 44 0, 31 0, 26 0, 20 0, 16 0, 187 0, 244 0, 315 0, 442 0, 703
2, 6 1, 4 0, 95 0, 72 0, 60 0, 33 0, 24 0, 20 0, 155 0, 135 0, 165 0, 220 0, 290 0, 413 0, 687
2, 0 1, 0 0, 72 0, 52 0, 45 0, 25 0, 18 0, 15 0, 123 0, 110 0, 135 0, 193 0, 258 0, 383 0, 670
1, 5 0, 8 0, 53 0, 40 0, 35 0, 19 0, 14 0, 10 0, 090 0, 08 0, 112 0, 162 0, 220 0, 342 0, 648
1, 0 0, 5 0, 39 0, 29 0, 24 0, 13 0, 10 0, 08 0, 065 0, 06 0, 085 0, 131 0, 185 0, 304 0, 622
-10 0, 7 0, 35 0, 26 0, 20 0, 15 0, 09 0, 07 0, 05 0, 045 0, 04 0, 060 0, 100 0, 153 0, 265 0, 593

 

Таблица 6.7

Значения констант фазового равновесия i-пентана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
8, 60 7, 00 4, 00 2, 90 2, 30 1, 80 1, 30 0, 94 0, 84 0, 80 0, 8 0, 89
20, 8 10, 2 7, 12 5, 52 4, 55 2, 52 1, 93 1, 55 1, 17 0, 88 0, 675 0, 62 0, 61 0, 65 0, 81
12, 3 6, 3 4, 40 3, 48 2, 85 1, 57 1, 17 0, 97 0, 75 0, 575 0, 44 0, 43 0, 45 0, 55 0, 76
5, 8 3, 0 2, 15 1, 75 1, 40 0, 77 0, 55 0, 43 0, 35 0, 27 0, 235 0, 265 0, 33 0, 45 0, 73
4, 0 2, 0 1, 45 1, 08 0, 90 0, 51 0, 37 0, 29 0, 235 0, 18 0, 18 0, 22 0, 29 0, 42 0, 71
2, 5 1, 27 0, 87 0, 67 0, 56 0, 31 0, 23 0, 185 0, 143 0, 12 0, 14 0, 19 0, 25 0, 38 0, 68
1, 4 0, 7 0, 52 0, 40 0, 32 0, 18 0, 137 0, 120 0, 090 0, 08 0, 105 0, 155 0, 22 0, 35 0, 65
1, 1 0, 5 0, 38 0, 30 0, 23 0, 14 0, 105 0, 090 0, 070 0, 68 0, 090 0, 13 0, 20 0, 32 0, 64
0, 8 0, 4 0, 27 0, 20 0, 17 0, 10 0, 075 0, 065 0, 050 0, 050 0, 075 0, 113 0, 17 0, 295 0, 63
0, 6 0, 25 0, 20 0, 13 0, 11 0, 07 0, 055 0, 50 0, 040 0, 040 0, 060 0, 092 0, 14 0, 26 0, 60
0, 4 0, 21 0, 13 0, 10 0, 08 0, 05 0, 040 0, 032 0, 026 0, 26 0, 050 0, 075 0, 115 0, 23 0, 57
-10 0, 2 0, 11 0, 08 0, 06 0, 05 0, 03 0, 025 0, 020 0, 015 0, 018 0, 035 0, 058 0, 090 0, 20 0, 525

Таблица 6.8

Значения констант фазового равновесия n-пентана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
14, 5 10, 0 7, 7 6, 4 3, 6 2, 6 2, 1 1, 6 1, 2 0, 91 0, 82 0, 79 0, 78 0, 88
17, 5 9, 2 6, 35 4, 93 4, 05 2, 32 1, 75 1, 4 1, 07 0, 82 0, 63 0, 583 0, 585 0, 654 0, 795
11, 2 5, 7 3, 97 3, 05 2, 54 1, 42 1, 08 0, 9 0, 69 0, 51 0, 395 0, 390 0, 422 0, 562 0, 760
5, 1 2, 7 1, 85 1, 42 1, 15 0, 65 0, 48 0, 40 0, 30 0, 22 0, 196 0, 250 0, 290 0, 473 0, 718
3, 3 1, 7 1, 20 0, 93 0, 77 0, 43 0, 30 0, 25 0, 19 0, 155 0, 150 0, 200 0, 253 0, 438 0, 695
2, 0 1, 05 0, 74 0, 57 0, 47 0, 26 0, 19 0, 15 0, 12 0, 100 0, 116 0, 160 0, 215 0, 39 0, 67
1, 15 0, 60 0, 43 0, 31 0, 28 0, 15 0, 12 0, 10 0, 075 0, 065 0, 085 0, 133 0, 185 0, 354 0, 636
0, 83 0, 43 0, 32 0, 23 0, 20 0, 11 0, 09 0, 075 0, 060 0, 050 0, 073 0, 115 0, 165 0, 330 0, 618
0, 60 0, 28 0, 22 0, 14 0, 13 0, 07 0, 06 0, 05 0, 045 0, 040 0, 060 0, 100 0, 143 0, 303 0, 600
0, 40 0, 20 0, 15 0, 10 0, 09 0, 05 0, 04 0, 035 0, 030 0, 030 0, 046 0, 82 0, 123 0, 275 0, 575
0, 28 0, 13 0, 09 0, 07 0, 055 0, 03 0, 025 0, 023 0, 020 0, 020 0, 034 0, 063 0, 100 0, 250 0, 540
-10 0, 19 0, 06 0, 04 0, 03 0, 03 0, 02 0, 015 0, 013 0, 011 0, 011 0, 023 0, 045 0, 080 0, 218 0, 505

 

Таблица 6.9

Значения констант фазового равновесия гексана

Температура, °С Давление (абсолютное), МПа
0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 3, 0 5, 0 10, 0 15, 0 20, 0 30, 0 50, 0 68, 0
  9, 4 6, 8 5, 2 4, 4 2, 5 1, 9 1, 5 1, 2 0, 9 0, 7 0, 63 0, 62 0, 63 0, 77
  5, 8 4, 1 3, 17 2, 68 1, 47 1, 1 0, 87 0, 695 0, 522 0, 42 0, 408 0, 425 0, 49 0, 695
6, 0 3, 1 2, 15 1, 64 1, 38 0, 80 0, 57 0, 46 0, 365 0, 280 0, 24 0, 252 0, 283 0, 385 0, 640
2, 3 1, 2 0, 81 0, 63 0, 53 0, 31 0, 22 0, 17 0, 135 0, 110 0, 105 0, 137 0, 180 0, 290 0, 605
1, 3 0, 7 0, 47 0, 38 0, 31 0, 17 0, 12 0, 10 0, 083 0, 067 0, 075 0, 105 0, 150 0, 258 0, 59
0, 72 0, 37 0, 26 0, 20 0, 17 0, 094 0, 070 0, 058 0, 047 0, 042 0, 054 0, 082 0, 125 0, 230 0, 56
0, 38 0, 20 0, 14 0, 10 0, 09 0, 051 0, 038 0, 032 0, 027 0, 0268 0, 039 0, 064 0, 103 0, 210 0, 53
0, 25 0, 13 0, 09 0, 08 0, 062 0, 035 0, 027 0, 023 0, 020 0, 020 0, 032 0, 055 0, 092 0, 200 0, 51
0, 18 0, 10 0, 07 0, 05 0, 039 0, 023 0, 018 0, 016 0, 0145 0, 0145 0, 025 0, 046 0, 080 0, 180 0, 49
0, 10 0, 05 0, 03 0, 028 0, 024 0, 015 0, 012 0, 011 0, 0105 0, 0105 0, 019 0, 038 0, 068 0, 160 0, 47
0, 07 0, 035 0, 023 0, 017 0, 014 0, 0095 0, 0085 0, 007 0, 0065 0, 0070 0, 014 0, 029 0, 056 0, 138 0, 45
-10 0, 04 0, 02 0, 015 0, 010 0, 009 0, 006 0, 005 0, 0048 0, 0045 0, 0050 0, 0095 0, 021 0, 044 0, 114 0, 42

6.3.2. Задания для самостоятельной работы

Даны составы газонефтяных смесей ( Nzi, доли), (см. составы таблицы 6.2, свой вариант). Рассчитать равновесные составы газовой ( Nyi ) и жидкой ( Nxi ) фаз для условий таблицы 6.10, Р = 1 атм. Константы фазовых равновесий ( Кpi = f (t, P ), где t = °С, Р = атм) определить по таблицам 6.4 – 6.9.

Таблица 6.10

 

В
t
В
t
В
t

 


⇐ Предыдущая123
Поделиться:



Популярное:

  1. Агрегатные состояния вещества
  2. Агрегатные состояния и превращения веществ
  3. Агрегатные состояния и фазовые переходы
  4. Альтернативные состояния сознания. Гипноз и внушение
  5. Анализ движения и технического состояния основных средств.
  6. Анализ состава, динамики и состояния основных средств
  7. Анализ состояния дебиторской задолженности
  8. Анализ состояния и использования трудового потенциала.
  9. Анализ состояния и перспективы развития средств воздушного нападения вероятного противника
  10. Анализ состояния основных производственных фондов ООО «Новострой»
  11. Анализ состояния охраны труда в колхозе (СПК) «Имени Ленина» Гомельского района.
  12. Анализ финансового состояния заемщика.

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-09; Просмотров: 849; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.033 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь