Студопедия

КАТЕГОРИИ:

Главная
Случайная страница
Познавательное
Новые статьи
Контакты
Заказать работу

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет состояния равновесной жидкой фазы


12Следующая ⇒


Задания для самостоятельной работы

Типовая задача

Расчет состояния равновесной газовой фазы

Фазовое состояние углеводородных систем

Теория к разделу

 

Фазовое состояние описывается законом Дальтона-Рауля. Согласно закону Дальтона (формула 6.1):

(6.1)

,

где Pi – парциальное давление компонента, входящего в газовую смесь;

Nyi – мольная доля газового i-го компонента в газовой фазе;

Р – общее давление системы.

Согласно закону Рауля (формулы 6.2 – 6.3):

(6.2)

(6.3)

,

где Pi – парциальное давление i-го компонента над жидкостью;

Nxi – мольная доля i-го компонента в жидкой фазе;

Рнас.пар.i – давление насыщенного пара i-го компонента;

Qi – упругость паров i-го компонента;

Q – упругость паров над жидкостью.

Приравняв правые части уравнений 6.1 и 6.2 или 6.1 и 6.3, получим закон Дальтона-Рауля (формулы 6.4 – 6.6):

(6.4)

или

(6.5)

(6.6)

 

Дан состав жидкой фазы (Nxi, доли). Для заданной температуры (t,°С) рассчитать равновесный состав газовой фазы (Nyi).

 


Дано:

Компонент, Vi Nxi, 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 (C6H14) 0,45

t = 25°C

Найти: Nyi.

Решение:

 

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

QС3Н8 = 9,48 атм,

Qi-С4Н10 = 3,925 атм,

Qn-С4Н10 = 2,432 атм,

Qi-С5Н12 = 0, 899 атм,

Qn-С5Н12 = 0,672 атм.

QС6Н14 = 0,197 атм.

2) Рассчитываем общее давление в системе по формуле (6.7):

(6.7)

P = 0,09 • 9,48 + 0,07 • 3,925 + 0,15 • 2,432 + 0,17 • 0, 899 +

+ 0,07 • 0,672 + 0,45 • 0,197= 1,7813 атм.

3) Для расчета состава равновесной газовой фазы необходимо определить концентрацию каждого компонента в газовой фазе (формула 6.6):

NС3Н8 = 0,09 • 9,48 / 1,7813= 0,4790,

Ni-С4Н10 = 0,07 • 3,925 / 1,7813 = 0,1542,

Nn-С4Н10 = 0,15 • 2,432 / 1,7813 = 0,2048,

Ni-С5Н12 = 0,17 • 0,899 / 1,7813 = 0,0858,

Nn-С5Н120 = 0,07 • 0,672 / 1,7813 = 0,0264,

NС6Н14 = 0,45 • 0,197 / 1,7813 = 0,0498.

åNyi = 0,4790 + 0,1542 + 0,2048 + 0,0858 + 0,0264 + 0,0498 = 1,0000


Таблица 6.1

Давление насыщенного пара легких углеводородов (Q), атм

Температура, °С Углеводороды
этан пропан изобутан n-бутан изопентан n-пентан гексан
               
0,0 24,35 4,87 1,756 1,043 0,350 0,215 0,061
1,1 25,05 5,00 1,896 1,085 0,371 0,259 0,064
2,2 25,68 5,14 1,981 1,127 0,392 0,273 0,069
3,3 26,40 5,27 1,072 1,169 0,413 0,287 0,073
4,4 27,08 5,41 2,163 1,218 0,434 0,301 0,077
5,6   5,57 2,253 1,267 0,455 0,315 0,081
6,7   5,71 2,315 1,323 0,476 0,320 0,085
7,8   5,91 2,435 1,379 0,497 0,343 0,090
8,9   6,09 2,527 1,435 0,518 0,357 0,095
10,0   6,20 2,618 1,497 0,539 0,378 0,100
11,1   6,49 2,724 1,562 0,569 0,399 0,105
12,2   6,71 2,800 1,621 0,581 0,420 0,111
13,3   6,93 2,810 1,686 0,602 0,441 0,116
14,4   7,15 2,980 1,756 0,623 0,462 0,122
15,6   7,39 3,072 1,826 0,644 0,483 0,128
16,7   7,62 3,166 1,897 0,672 0,504 0,135
17,8   7,97 3,254 1,966 0,700 0,525 0,142
18,9   8,11 3,316 2,035 0,728 0,546 0,150
20,0   8,35 3,443 2,105 0,756 0,567 0,158
21,1   8,60 3,549 2,176 0,784 0,588 0,166
22,2   8,85 3,614 2,246 0,812 0,609 0,174
23,3   9,10 3,758 2,317 0,847 0,630 0,183
24,4   9,35 3,868 2,394 0,882 0,658 0,193
25,6   9,61 3,982 2,470 0,917 0,686 0,202
26,7   9,88 4,10 2,547 0,959 0,714 0,213
27,8   10,15 4,22 2,621 1,001 0,742 0,225
28,9   10,43 4,34 2,708 1,036 0,770 0,236
30,0   10,72 4,47 2,792 1,085 0,805 0,247
31,1   11,01 4,61 2,883 1,134 0,840 0,259
32,2 Критическая температура 11,39 4,74 2,974 1,183 0,875 0,271
33,3 11,69 4,88 3,066 1,232 0,910 0,284
34,4   11,91 5,02 3,163 1,281 0,945 0,296
35,6   12,23 5,16 3,268 1,330 1,987 0,309
36,7   12,54 5,31 3,380 1,378 1,029 0,323
37,8   12,86 5,45 3,492 1,427 1,071 0,338
38,9   13,18 5,61 3,604 1,477 1,113 0,353
40,0   13,51 5,76 3,727 1,526 1,154 0,370
41,1   13,84 5,92 3,849 1,582 1,204 0,386
42,2   14,20 6,08 3,984 1,638 1,252 0,404
43,3   14,53 6,25 4,12 1,702 1,302 0,422
44,4   14,89 6,42 4,27 1,761 1,351 0,410
45,6   15,24 6,59 4,42 1,826 1,400 0,459
46,7   15,61 6,77 4,58 1,896 1,456 0,479
47,8   15,97 6,95 4,74 1,966 1,512 0,499
48,9   16,35 7,13 4,91 2,043 1,568 0,520

Дан состав жидкой фазы (Nxi, доли). Для заданной температуры (t,°С) рассчитать равновесный состав газовой фазы (Nyi), пользуясь данными из таблицы 6.1.

Исходные данные представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

 

В                    
C3H8 0,01 0,03 0,09 0,05 0,07 0,06 0,01 0,09 0,02 0,03
i-C4H10 0,07 0,11 0,05 0,09 0,14 0,07 0,08 0,09 0,11 0,09
n-C4H10 0,21 0,15 0,15 0,16 0,17 0,11 0,18 0,16 0,17 0,13
i-C5H12 0,04 0,03 0,03 0,03 0,05 0,1 0,09 0,1 0,12 0,13
n-C5H12 0,26 0,16 0,29 0,25 0,17 0,23 0,2 0,2 0,21 0,26
C6H14 0,41 0,52 0,39 0,42 0,4 0,43 0,44 0,36 0,37 0,36
t 8,5 6,5 7,5              
В                    
C3H8 0,01 0,09 0,1 0,02 0,04 0,05 0,01 0,03 0,04 0,02
i-C4H10 0,04 0,08 0,07 0,09 0,04 0,04 0,03 0,05 0,04 0,09
n-C4H10 0,16 0,11 0,14 0,18 0,19 0,16 0,17 0,19 0,14 0,11
i-C5H12 0,09 0,03 0,11 0,2 0,14 0,22 0,17 0,16 0,14 0,15
n-C5H12 0,26 0,21 0,28 0,2 0,2 0,22 0,28 0,19 0,22 0,24
C6H14 0,44 0,48 0,3 0,31 0,39 0,31 0,34 0,38 0,42 0,39
t         8,5          
В                    
C3H8 0,06 0,09 0,09 0,03 0,06 0,07 0,05 0,04 0,02 0,03
i-C4H10 0,04 0,04 0,04 0,05 0,06 0,05 0,06 0,07 0,08 0,06
n-C4H10 0,16 0,11 0,14 0,17 0,11 0,17 0,16 0,18 0,14 0,15
i-C5H12 0,18 0,17 0,18 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,17 0,17
n-C5H12 0,2 0,22 0,22 0,22 0,22 0,17 0,2 0,26 0,26 0,21
C6H14 0,36 0,37 0,33 0,34 0,38 0,39 0,39 0,32 0,33 0,38
t                    

 


Продолжение табл. 6.2

 

В                    
C3H8 0,04 0,05 0,07 0,04 0,08 0,03 0,04 0,05 0,09 0,02
i-C4H10 0,04 0,05 0,06 0,06 0,09 0,06 0,04 0,07 0,06 0,09
n-C4H10 0,16 0,17 0,17 0,19 0,11 0,15 0,15 0,16 0,16 0,18
i-C5H12 0,14 0,17 0,16 0,17 0,14 0,18 0,13 0,12 0,14 0,15
n-C5H12 0,18 0,24 0,19 0,2 0,21 0,25 0,25 0,19 0,18 0,17
C6H14 0,44 0,32 0,35 0,34 0,37 0,33 0,39 0,41 0,37 0,39
t                    
В                    
C3H8 0,03 0,04 0,04 0,03 0,03 0,08 0,07 0,05 0,08 0,06
i-C4H10 0,04 0,04 0,08 0,07 0,05 0,05 0,07 0,06 0,07 0,06
n-C4H10 0,19 0,1 0,16 0,15 0,16 0,19 0,17 0,13 0,11 0,11
i-C5H12 0,19 0,18 0,17 0,15 0,17 0,17 0,13 0,17 0,16 0,18
n-C5H12 0,23 0,26 0,22 0,2 0,19 0,24 0,22 0,21 0,21 0,21
C6H14 0,32 0,38 0,33 0,4 0,4 0,27 0,34 0,38 0,37 0,38
t                    
В                    
C3H8 0,03 0,05 0,09 0,02 0,03 0,07 0,05 0,03 0,06 0,08
i-C4H10 0,07 0,07 0,08 0,05 0,04 0,04 0,06 0,06 0,05 0,08
n-C4H10 0,15 0,16 0,16 0,18 0,16 0,11 0,16 0,15 0,13 0,18
i-C5H12 0,15 0,12 0,11 0,13 0,15 0,18 0,13 0,14 0,17 0,17
n-C5H12 0,25 0,19 0,18 0,25 0,23 0,21 0,22 0,2 0,24 0,23
C6H14 0,35 0,41 0,38 0,37 0,39 0,39 0,38 0,42 0,35 0,26
t             8,5 6,5 7,5  
В                    
C3H8 0,07 0,04 0,09 0,06 0,06 0,05 0,09 0,02 0,03 0,05
i-C4H10 0,06 0,06 0,05 0,07 0,08 0,06 0,07 0,05 0,06 0,04
n-C4H10 0,17 0,16 0,11 0,19 0,15 0,16 0,18 0,15 0,16 0,11
i-C5H12 0,15 0,17 0,16 0,18 0,15 0,14 0,11 0,13 0,17 0,14
n-C5H12 0,22 0,21 0,21 0,21 0,25 0,19 0,18 0,22 0,23 0,26
C6H14 0,33 0,36 0,38 0,29 0,31 0,4 0,37 0,43 0,35 0,4
t                    

 

Продолжение табл. 6.2

 

В                    
C3H8 0,04 0,05 0,03 0,06 0,07 0,05 0,09 0,09 0,02 0,05
i-C4H10 0,06 0,07 0,05 0,06 0,05 0,06 0,07 0,09 0,06 0,06
n-C4H10 0,16 0,18 0,16 0,19 0,17 0,14 0,16 0,17 0,15 0,15
i-C5H12 0,14 0,15 0,16 0,17 0,16 0,17 0,16 0,1 0,12 0,17
n-C5H12 0,22 0,21 0,2 0,24 0,22 0,22 0,23 0,17 0,22 0,23
C6H14 0,38 0,34 0,4 0,28 0,33 0,36 0,29 0,38 0,43 0,34
t 8,5                  
В                    
C3H8 0,03 0,04 0,02 0,05 0,08 0,08 0,03 0,05 0,05 0,06
i-C4H10 0,04 0,05 0,11 0,05 0,06 0,09 0,05 0,09 0,14 0,09
n-C4H10 0,12 0,16 0,18 0,14 0,2 0,2 0,15 0,17 0,17 0,18
i-C5H12 0,15 0,13 0,15 0,16 0,17 0,03 0,1 0,13 0,09 0,1
n-C5H12 0,26 0,25 0,22 0,19 0,21 0,17 0,23 0,2 0,2 0,21
C6H14 0,4 0,37 0,32 0,41 0,28 0,43 0,44 0,36 0,35 0,36
t                    
В                    
C3H8 0,06 0,04 0,09 0,02 0,05 0,01 0,03 0,04 0,02 0,06
i-C4H10 0,08 0,09 0,09 0,09 0,05 0,05 0,04 0,07 0,09 0,04
n-C4H10 0,16 0,17 0,13 0,16 0,16 0,22 0,14 0,16 0,11 0,14
i-C5H12 0,12 0,13 0,09 0,13 0,14 0,15 0,18 0,17 0,18 0,19
n-C5H12 0,26 0,26 0,21 0,21 0,24 0,2 0,22 0,22 0,22 0,22
C6H14 0,32 0,31 0,39 0,39 0,36 0,37 0,39 0,34 0,38 0,35
t       5,8            
В                    
C3H8 0,09 0,03 0,03 0,04 0,05 0,07 0,04 0,08 0,03 0,04
i-C4H10 0,04 0,05 0,08 0,05 0,06 0,06 0,09 0,09 0,04 0,07
n-C4H10 0,11 0,19 0,16 0,17 0,11 0,11 0,15 0,15 0,16 0,16
i-C5H12 0,19 0,15 0,14 0,19 0,14 0,18 0,13 0,12 0,14 0,15
n-C5H12 0,22 0,2 0,26 0,2 0,25 0,25 0,19 0,18 0,21 0,23
C6H14 0,35 0,38 0,33 0,35 0,39 0,33 0,4 0,38 0,42 0,35
t                    

 

Продолжение табл. 6.2

 

В                    
C3H8 0,03 0,02 0,04 0,07 0,03 0,09 0,09 0,05 0,04 0,06
i-C4H10 0,08 0,07 0,06 0,06 0,04 0,04 0,07 0,04 0,06 0,04
n-C4H10 0,18 0,16 0,17 0,15 0,11 0,11 0,15 0,15 0,19 0,18
i-C5H12 0,16 0,15 0,18 0,16 0,18 0,14 0,18 0,14 0,17 0,11
n-C5H12 0,17 0,26 0,22 0,2 0,24 0,25 0,21 0,2 0,24 0,23
C6H14 0,38 0,34 0,33 0,36 0,4 0,37 0,3 0,42 0,3 0,38
t                    

 

 

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

(6.8)

(6.9)

12Следующая ⇒


Поделиться с друзьями:

Дата добавления: 2014-12-08; Просмотров: 1447; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.03 сек.