气液相平衡计算

第5章车间和设备布置

5.1 概述

车间布置设计的目的,是对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排。车间布置设计的主要任务，是对厂房的平立面结构、内部组成、生产设备、仪表电气装置等一切有关设施进行妥善安排，设计出既符合生产工艺要求，又经济适用，整齐美观的合理布局。车间布置合理与否事关重大，它将直接影响建设项目的投资，投资后的操作，检修和安全，以及安装管路的用用材等，这将增加建设投资；相反，布置的过于紧凑，会影响日后安装、操作、检验等工作，严重的甚至会导致生产事故的发生。因此，务必切实做好车间布置设计。

总之，要统一考虑，全面衡量、合理安装、设计出既符合生产工艺要求，又能节省投资，经济适用和整齐美观的合理布局。

5.2 厂房布置设计的条件和依据

5.2.1 设计的基本条件

1.要有厂区总平面图，已明确规定了本车间在总平面图中所处的位置。

2.已掌握本车间与其它各生产车间，辅助车间和生活设施的相互关系。

3.本厂房与厂外道路、铁路、码头、输电运输和消防等关系。

4.熟悉生产工艺流程有关物料的物化数据，原料和产品的贮存、运输方式和要求，合理划分工段，生产和生活等辅助设施，以便通盘考虑。

5.要了解厂房内各种设备和设施的特点和要求，要顾及日后安装、拆卸、维修、操作位置、巡回路线和地段。

6.熟悉有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等标准，以便确定车间厂房的有关等级。

7.要了解土建、设备、仪表、电气、给排水、通风采暖等专业和机修、安装、操作和管理等方面的需要。

5.2.2 设计的基本依据

1.厂区的总图布置。

2.生产工艺流程图及其设计资料。

3.车间设备一览表。

4.物料贮存运输等要求。

5.有关化验、配电、仪表控制等其它专业和办公等生活行政方面的要求。

6.有关布置方面的一些规范资料。

7.车间定员一览表。

5.2 车间厂房的布置设计

化工厂房布置比较复杂细致，其涉及内容较多，如土建、工艺、设备安装检修、电气、仪表、安全卫生以及有关生活设施等等，因此，要求工艺设计人员掌握全局，统筹兼顾、与其它专业人员密切配合，力求使车间厂房布置做到：经济合理、节约投资、设备紧凑、操作维修方面，安全卫生、整齐美观。

5．2．1 车间设备布置

当厂房的布置告一段落后，即可进行设备的排列及布置，在布置时必须认真注意下述问题：

1.设备落天化问题

设备落天化后，无论在经济上和技术上都具有不少优点，但必须认识到，此项工作很复杂，必须根据生产工艺的可能性和具体的地区条件慎重考虑。

2.要遵照生产工艺流程自然顺序的原则，做到前后，上下和左右协调,确保工艺流程无论从水平方向和垂直方向的连续性来看,使原料变成产品的路线都最短,投资最低.

3.对于重型设备或易震动的设备,如压缩机,大型通风机和离心机等重要尽量布置在厂房的地面层,设备基础的重量应等于机组毛重的三倍,以减少厂房的荷重和震动.

4.设备布置时,要考虑到建筑物的柱、主梁及次梁的位置。设备穿过楼面须避开柱子和主梁。至于次梁在必要时可以移动。

5.有剧烈震动的机械，其操作台和基础等切勿和建筑物的柱、墙连在一起，以免影响建筑物的安全。

6.操作台尽量统一安排，避免平台支柱零乱太多，以减少厂房内构筑物占用面积。

7.厂房进出口，通行过道，楼梯位置要排恰当，主运设备的大门宽度要比通过设备的宽度宽0.2米以上。要比满载的运输设备宽度宽0.6~1.0米。

8.在布置设备时要尽量创造良好的工作环境，给操作人员留有必须的操作空间和安全距离，要安排必须的生活用房，给操作人员创造良好的工作环境，提高操作人员的工作效率。

9.在厂房中应有一定的面积和空间供设备检修及拆卸用，设备的起吊运输高度，应大于在运输线路上最高设备的高度。

10.在布置设备时，尽量利用工艺特点让物料自动压送，避免中间产品和成品发生交叉往返现象，所以，一般将计量设备布置在最高层，主要设备如反应器等布置在中间层，而贮槽设备布置在最低层。

11.每一个设备都要考虑一定地位，包括设备本身所占地位，设备附属装置所占地位、操作地位、设备检修拆卸地位，设备与设备，设备与建筑物间的安全距离等。

12.在操作条件中要经常联系的设备应尽量靠近布置，便于操作联系。

13.在设备周围要留有堆放一定数量原料，中间产品、成品的空地、必要时作为检修场地。如有经常需要更换的设备，应考虑设备搬运要具有的最小的宽度，同时还应留有车间近期发展的位置。

14.设备通过楼层或安装在二层楼上或更高时，可在楼板上设置安装孔。安装孔有无盖板和有盖板两种。若无盖板，应在孔周围设置可拆的栏杆。一般比较固定的设备，也可在楼层外墙上设置安装洞，设备可在室外吊上由安装洞口运入。另外，化工厂中设备通过楼层安装者为数不少。

15.布置设备要保证管理方便和安全。设备与墙壁间的距离，设备间的距离，运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范，设计时要遵照执行。

16.设备布置要尽量对称，相同或相似设备应集中布置，并有相互调换使用的方便性和可能性。

17.设备要排列整齐，避免过挤过松。设备间的距离要充分考虑工厂操作的要求和交通的便利。

18.要尽量安排良好的采出条件。

19.根据生产中毒物、易燃易爆气体的逸出量及其在空气中允许浓度和爆炸极限确定厂房每小时通风量，必须的自然对流和机械通风的措施。

20.有毒气逸出的设备，即使有排风设备，也要布置在下风向的位置。

21.风属火灾危险性的甲类厂房，我们通常称为防爆车间，对于防爆车间，尽量采用单层厂房，避免车间内有死角，防止爆炸气体和粉尘积累。

22.对于处理腐蚀性介质的设备，除设备本身的基础须加强防护外，对附近的墙，柱等建筑物也要采取防护措施或加大设备与墙、柱的距离。

23.电气控制等设备要尽量布置在用电设备附近，使寻找用量最短，线损最低。

24.设备管口方位的布置要结合配管，力求设备间的管路走向合理，距离最短，无管路相互交叉。

第6章管路布置设置

管路是化工生产中不可缺少的组成部分，管路对于化工厂的重要性，犹如我们人体内的血管对于人的生命那样重要。管道的作用主要是输送各种流体，如气体、液体等。

化工管道的设计和敷设是化工中经常遇到的一个十分重要和普遍的问题。正确而合理地设计管路，维修，确保安全生产以及车间布置整齐美观都起着十分重要的作用。管道设计是化工工程施工图设计的主要任务。

6.1 管路设计

管路设计又称配管设计，全面叫管道布置设计，它的主要工作就是确定各个设备的管口方位图和各个管段（包括阀件、管件、仪表）在空间的具体位置，安装，连接和支承方式等。管路设计是化工工程的施工图设计，布置时要根据工艺流程的要求，操作条件，输送的物料性质，管径大小等，并结合设备布置和厂房建筑的情况综合考虑，使管道能充分满足生产要求。

6.1.1 管路设计的依据

1.管道及仪表流程图；

2.设备平、剖面布置图和管口方位图；

3.设备施工图；

4.物料衡算和热量衡算资料；

5.厂房建筑平、剖面图和有关配管规范；

6.厂区地质情况；

7.当地气象资料等；

6.1.2 管路设计的内容

1.管路布置图，其中包括管路平面布置图、剖面布置图和管段图；

2.管架、特殊管件等制造图；

3.管路安装材料明细表，其中包括油漆、保温材料等；

4.管路施工说明书。

6.1.3 管路设计的步骤

1.选择管材；

2.确定管径和管壁厚度；

3.选用阀件和管件；

4.进行管路设计；

5.完成管路设计的其它工作，如管路支架、补偿器和保温防腐等设计；

6.绘制管路布置图；

7.编制管路安装材料明细表；

8.编写管路施工说明书。

6.2 管路的布置

在完成管路管子、阀件和管件等选择后，则可着手进行管路布置。管路布置要全面考虑，综合分析，要根据操作条件，输送物料性质，管径大小，安装要求，检修方便，与设备、建筑物和构筑物的相对位置，先主管后辅管的原则进行布置，尽可能使管路布置满足适用、合理、经济、安全、省料和整齐美观的要求。6.3 管路阀件和附件的选择

1.要根据工艺条件，即输送介质的温度和压力确定阀门等等管件的温度和压力等级。根据实际应用经验，阀门的压力等级要偏一个等级选用，以却确保安全和减少检修任务。

2.要根据输送介质的特性来选择，如要考虑介质的腐蚀，是否含有固体，结晶析出情况，粘度大小，以及是否产生相固态变化等。

3.在选择阀门时，由于虽然是同一结构的阀门，但其各部件的材料却有不同，因此，要注意阀门的整体适用性，即要求阀体、阀盖、阀芯、阀座甚至采用的填料等都要符合工艺要求。

4.选用的阀件和其它管件要尽量采用标准件。

5.工艺上要求调节流量为主时，一般应选用截止阀。

6.蒸汽管路选用减压阀时，减压阀的直径要根据介质的温度、减压前后的压力、流量、由计算求得。

7.在选择疏水器时也要注意适用和合理。

结论

本设计是对小型甲醇生产方法及生产工艺进行的设计和分析。本设计选用以煤、空气为原料，利用合成氨原料气中的CO、CO2、H2进行甲醇合成，按照甲醇合成原理及工艺条件，将原料压缩、净化后与循环混合气一同送入合成塔进行甲醇的合成，合成的甲醇因其含有二甲醚、异丁醇、烷烃类等杂质，导致甲醇的纯度低，无法达到纯度，所以本设计采用双塔精馏得到纯度为99.5%的精甲醇。

在设计过程中进行了甲醇合成工段、精馏工段的物料、热量衡算、以计算的结果来确定甲醇生产部分设备的型号，以达到节能节耗的标准，设计绘制了设备一览表，物料流程图、工艺管道及仪表流程图、设备平面布置图及平面管道布置图，以确定设备的选择、工艺的流程以及设备的摆放和管道的排列、使设计更加简单，易于控制操作。

本设计由于时间的仓促，计算内容不是很足，设计说明书及图纸中也难免出现错误与遗漏，希望各位老师指出错误，我将虚心接受并加以改进。

参考文献

[1] 梅安华.小合成氨厂工艺设计手册.化学工业出版社 99-130

[2] 张颖,郝东升.化工工艺设计.内蒙古大学出版社.1996年:58-96

[3] 催恩选.化学工艺学.高等教育出版社.201-256

[4] 冯元琦.甲醇生产操作问答.化学工业出版社.2005年290-355

[5] 赵国方. 化工工艺设计概论.原子能出版社.98-120

[6] 姚玉英. 化工原理.天津大学出版社.210-230

[7] 郑焱. 甲醇生产工艺. 内蒙古化工职业学院. 2005年

[8] 梁凤凯.有机化工生产技术. 化学工业出版社.2003年50-70

谢辞

本设计是在指导教师郑焱老师的悉心指导下完成的。郑老师严谨的治学态度，广博的实践经验给我留下了深刻的印象。老师不仅在学术上有独特的见解，善解人意，更是那种爱岗敬业的精神必将对我一生的发展产程深刻的影响。

特别感谢的是在我就读化工专业时老师对我学习生活的关心。

感谢在本次毕业设计中为我提供资料的内蒙古化工职业学院图书馆以及图

书馆的各位老师。

感谢内蒙古化工学院为我提供这么好的学习环境。

感谢在编写论文期间给予我帮助的各位同学。

感谢所有为毕业设计付出的老师。

气液平衡的计算Word版

《化工热力学》过程论文 题目：气液平衡的计算方法系别：化学材料与工程系班级：13级化工卓越班 姓名： 学号：1303022014 教师： 日期：2016-1-12

气液平衡的计算方法 摘要本文综合分析了多组分相平衡理论特点，主要介绍了利用Peng Robinson ( PR) 立方型状态方程进行氧、氮、氩系统气液平衡计算的方法(泡点、露点和闪蒸计算)，对该计算方法的准确性进行分析和验证。 关键词立方型状态方程；气液平衡计算；泡点；露点；闪蒸

目录 1 前言 .................................................................................................................... - 3 - 2 状态方程的选择 ................................................................................................ - 4 - 3 混合规则 ............................................................................................................ - 5 - 4 气液平衡的计算 ................................................................................................ - 6 - 4.1 泡点计算[3] ............................................................................................. - 6 - 4.2 露点计算[3] ............................................................................................. - 7 - 4.3 等温闪蒸的计算 ..................................................................................... - 8 - 5 结论 .................................................................................................................... - 8 - 6 参考文献 ............................................................................................................ - 9 -

气液相平衡分析(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 气液相平衡分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-6622-58 气液相平衡分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化吸收过程的计算。 物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。 吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩尔比)可以表示为 XA＝nA／ns (11—1) 物质的量比与摩尔分数的换算关系为 XA＝工A／(1一XA) (11—2) 式中XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比； nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol；

XA——吸收液中组分A的摩尔分数。 混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为 式中YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比； nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol yA——混合气中组分A的摩尔分数。 在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相返回气相的溶质量相等时，气相和液相的量及组成均不再改变，达到动态平衡。它是吸收过程的极限，它们之间的关系称为相平衡关系。 在一定温度下，当气相总压力不高时，稀溶液中溶质的平衡浓度和该气体的平衡分压的平衡关系可用

气液平衡

汽液平衡数据的测定 汽液平衡数据是最常用的化工基础数据。许多化工过程如精馏的设计、操作及过程控制等都离不开汽液平衡数据。有热力学研究方面，新的热力学模型的开发，各种热力学模型的比较筛选等也离不开大量精确的汽液平衡实测数据。现在，各类化工杂志每年都有大量的汽液平衡数据及汽液平衡测定研究的文章发表。所以汽液平衡数据的测定及研究深受化工界人士的重视 一、实验目的： 通过测定常压下乙醇—水二元系统汽液平衡数据的实验，使同学们了解、掌握汽液平衡数据测定的方法和技能，熟悉有关仪器的使用方法，将课本上学到的热力学理论知识与实际运用有机地联系在一起。从而既加深对理论知识的理解和掌握，又提高了动手的能力。 二、汽液平衡测定和种类： 由于汽液平衡体系的复杂性及汽液平衡测定技术的不断发展，汽液平衡测定也形成了特点各异的不同种类。 按压力分，有常减压汽液平衡和高压所液平衡测定。高压汽液平衡测定的技术相对比较复杂，难度较大。常减压汽液平衡测定则相对较易。 按形态分，有静态法和动态法。静态法技术相对要简单一些，而动态法测定的技术要复杂一些但测定较快较准。 在动态法里又有单循环法和双循环法。双循环法就是让汽相和液相都循环，而单循环只让其中一相（一般是汽相）循环。在一般情况下，常减压汽液平衡都采用双循环，而在高压所液平衡中，只让汽相强制循环。循环的好处是易于平衡、易于取样分析。 根据对温度及压力的控制情况，有等温法与等压法之分。一般，静态法采用等温测定，动态法的高压汽液平等多采用等温法。 总之汽液平衡系统特点各异，而测定的方法亦丰富多彩。 本实验采用的是常压下（等压）双循环法测定乙醇—水的汽液平衡数据。 三、实验原理： 以循环法测定汽液平衡数据的平衡釜有多种形式，但基本原理是一样的。如图书馆所示，当体系达到平衡时，A 和B 两容器中组成不随时间布景为化，这时从A 和B 两容器中取样分析可以得到一组汽液平衡实验数据。 根据下平衡原理，当所液两相达到相平衡时，汽液两相温度压力相等，同时任一组分在各相中的逸度相等，即： v L i i f f =)) 这里 v v i i i f y P =Φ)) 0 L i i i i f r x f =)) 对低压汽液平衡，其汽相可以视为理想气体混合物，即1v i Φ=) ，忽略压力对液体 逸度的影响，即0 i i f P =)，从而得出低压下汽液平衡关系式： i i i i Py r x P = 式中 P ——体系压力（总压） i P ——纯组分i 在平衡温度下的饱合蒸汽压。

气液平衡的计算x (1)

合肥学院Hefei University 《化工热力学》过程论文 题目：汽液平衡的计算方法 系别：化学与材料工程系 专业：化学工程与工艺 学号： 1303021011 姓名：徐磊

教师： 高大明 2016 年1月 汽液平衡的计算方法 摘要： 在恒定的温度和压力下，汽液两相发生接触后，吸收质由汽相向液相转移，随液体中吸收质浓度的逐渐增高，吸收速率逐渐减小，解吸速率逐渐增大。经过相当长的时间接触后，吸收速率与解吸速率相等，即吸收质在气相中的分压及在液相中的浓度不再发生变化，此时汽，液两相达到平衡状态，简称相平衡。国内外学者已建立了多种T 、p 、x 推算y 的方法，它们都是在Gibbs-Duhem(G-D)方程的基础上建立起来的。 关键词：汽液平衡、G-D 方程 正文： 在计算时根据应用G-D 方程方式上的不同，可以归结为两大类：其一是直接法，它是将式(1-6.11)表示的逸度的G-D 方程同时应用于气液两相而得到联系T 、p 、x 和y 的共存方程，解此共存方程即可实现由T 、p 、x 推算y 的目的；另一种是间接法，它首先计算过量吉氏函数Q ，根据Q 与活度因子的关系(隐含了G-D 方程)计算液相活度因子，从而实现间接计算气相组成的目的。 1.Q 函数法(间接法) Q 函数法原理 汽液平衡时，按判据式)()(L V k k f f (k =1, …, K )，如气相采用逸度因子、液相采用第I 种活度因子分别计算气液相的非理想性，得

] /)(exp[* *,,**RT p p V x p py k L k m k k k k k k -=I γ?? 整理上式可得系统总压p ， ∑∑==-==K k k k L k m k k k k K k k RT p p V x p py p 1 **,,**1 /]/)(ex p[?γ?I 得 ?? ??????????????? ????-???? ????-???????????? ????-???? ????+????????? ????-???? ????+-=∑∑∑∑-=-==-=11],[],[11],[],[2111],[],[* *,**exp ] /)(exp[K j K j x j j K k x k E m K j K j x j j K k x k E m K k K j K j x j j K k x k k k L k m k k k x p x x p RT V x T x x T RT H x Q x x Q Q RT p p V x p p ??. 如果暂时不考虑*k p 、*k ?、L k m V *,、k ?、E m H 和E m V ，则式中除了Q 以外，其它的 变量就是已输入的T 、p 、x 。而Q 函数正是T 、p 、x 的函数，式(2-2.3)实质上是一个Q 函数的偏微分方程，只要有足够数量的一系列T 、p 、x 的实验数据，原则上可以解得Q =Q (T , p , x )。但实践上却有很大困难，因为导数出现在exp 中，是一个超越型的偏微分方程，没有解析解，只能通过数值方法求解。 2.直接法 直接法原理 直接法是从逸度的Gibbs-Duhem 方程出发建立起来的T 、p 、x 推算y 的方法。对于一个含有K 个组分的系统，其液相逸度的Gibbs-Duhem 方程为， p RT V T RT H H x p f x m m K k k m k K k k k d d ln d )(2 )(1 o ,1 o )(L L L +-= ∑∑== 当处理一系列T 、p 、x 实验数据时， T 、p 和)(L k f 均可形式上表达为液相组成x 1、 x 2、…、x K -1的函数，上式变为

二组分气液平衡实验数据处理~

7．实验数据记录和处理 1、乙醇和水的实验基础数据 （1）、物性 表1-1 乙醇和水的物性 名称摩尔质量沸点（℃）折光指数乙醇（1）46.0778.30 1.3595 水（2）18.02100.0 1.3325（注：1-乙醇，2-水，下同） （2）、Antoine常数 表1-2 Antoine常数 Antoine常数适用范围 A B C（℃） 乙醇8.11221593.864226.18420~93 水8.071311730.630233.4261~100 （3）、常压下饱和液体的摩尔体积 表1-3 常压下饱和液体的摩尔体积 温度乙醇水 8061.9718.52 9063.0118.65 10064.1218.78 （4）、乙醇—水二元交互能量参数 2、的计算

（1）、内插法平衡温度下乙醇和水的摩尔体积 根据表1-3数据，利用内插法求得平衡温度下的摩尔体积，列表如下。 表1-4平衡温度下乙醇和水的摩尔体积（常压下） 温度（℃）乙醇的摩尔体 () 水的摩尔体积 () 90.263.0318.65 85.662.5518.59 83.262.3018.56 82.362.2118.55 以1#数据为计算示例。（下同） （2）、Willson配偶参数的确定 根据表1-4计算Willson配偶参数，计算结果如列表所示。 表1-5 平衡温度下的Willson配偶参数 温度（℃） 90.20.21770.8506 85.60.21740.8259 83.20.21750.8161 82.30.21750.8125 （3）、Willson方程计算。 由表1-5和原始数据根据Willson方程计算，计算结果如下表所示。 表1-6 平衡温度下乙醇—水的 温度（℃）乙醇水 90.2 4.0882 1.0053

气液相平衡分析详细版

文件编号：GD/FS-2042 （解决方案范本系列） 气液相平衡分析详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

气液相平衡分析详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化吸收过程的计算。 物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。 吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩尔比)可以表示为 XA＝nA／ns (11—1) 物质的量比与摩尔分数的换算关系为 XA＝工A／(1一XA) (11—2) 式中XA——吸收液中组分A对组分S的物质

的量比； nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol； XA——吸收液中组分A的摩尔分数。 混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为 式中YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比； nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol yA——混合气中组分A的摩尔分数。 在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相返回气相的溶质量相

气液两相流 整理

第一章概论 相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开 两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法 目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器 气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中 2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中 3、混合流动型：两相均非连续相 4、分层流动：两相均为连续相 气液两相流的基本特征： 1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失 2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型 3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失 4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变 气液两相流研究方法： 1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。 优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果 缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系 2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。 优点：有一定的理论基础，应用广泛 缺点：存在简化和假设，具有不准确性 3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。 优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式 缺点：建立关系式困难，求解复杂 研究气液两相流应考虑的几个问题： 1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流 2、水平或倾斜流动是轴不对称的 3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性 4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题 5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质 6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点 流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构 流型图：描述流型变化及其界限的图。把流型变换的实验数据加以总结归纳后，按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线，便可以得到流型图。 影响流型的因素：1、各相介质的体积比例2、介质的流速3、各相的物理及化学性质(密度、粘度界面张力等)4、流道的几何形状5、壁面特性6、管道的安装方式 流型分类：1、根据两相介质分布的外形划分；垂直气液两相流：泡状流、弹状流、段塞流、环状流、雾状流。水平气液两相流：泡状流、团状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流。 2、按流动的数学模型或流体的分散程度划分为：分散流、间歇流、分离流。 两种分类方法的比较：第一类划分方法较为直观；第二类划分方法便于进行数学处理 气液两相流的特性参数： 质量流量:单位时间内流过过流断面的流体质量，kg/s， 气相质量流量:单位时间内流过过流断面的气体质量，kg/s， l g G G G+ =

气液相平衡关系

4．2气液相平衡关系 本节教学要求 1、重点掌握的内容：相平衡的影响因素及相平衡关系在吸收过程中的应用； 2、熟悉的内容：溶解度、平衡状态、平衡分压、亨利定律。 4.2.1 相组成表示方法 1．质量分率与摩尔分率 质量分率：质量分率是指在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。对于混合物中的A 组分有 m m w A A = （4-1） 式中 A w ——组分A 的质量分率； A m ——混合物中组分A 的质量，kg ； m ——混合物总质量，kg 。 1N B A =???++w w w （4-2） 摩尔分率：摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数n A 占混合物总摩尔数n 的分率。对于混合物中的A 组分有 气相：n n y A A = （4-3） 液相：n n x A A = （4-4） 式中 A y 、A x ——分别为组分A 在气相和液相中的摩尔分率； A n ——液相或气相中组分A 的摩尔数， n ——液相或气相的总摩尔数。 1N B A =???++y y y （4-5） 1N B A =???++x x x （4-6） 质量分率与摩尔分率的关系为：

N N B B A A A A x /M w /M w /M w /M w A ???++= （4-7） 式中 B A M M 、——分别为组分A 、B 的分子量。 2．摩尔比 摩尔比是指混合物中某组分A 的摩尔数与惰性组分B （不参加传质的组分）的摩尔数之比，其定义式为 B A A n n Y = （4-8） B A A n n X = （4-9） 式中 A Y 、A X ——分别为组分A 在气相和液相中的摩尔比； 摩尔分率与摩尔比的关系为 X X x += 1 （4-10） Y Y y +=1 （4-11） -x x X 1= （4-12） -y y Y 1= （4-13） 【例5-1】 在一常压、298K 的吸收塔内，用水吸收混合气中的SO 2。已知混合气体中含SO 2的体积百分比为20%，其余组分可看作惰性气体，出塔气体中含SO 2体积百分比为2%，试分别用摩尔分率、摩尔比和摩尔浓度表示出塔气体中SO 2的组成。 解： 混合气可视为理想气体，以下标2表示出塔气体的状态。 02.02=y 02.002 .0102.01222≈-==-y y Y kPa 026.202.03.10122A =?==py p 34A2A2A2kmol/m 10018.8298 314.8026.2?=?=== RT p V n c

气液平衡

第二节气液相平衡 上节中图8-2(b)所示的湿壁塔吸收是吸收过程最基本的操作方式，它与套管换热器中的传热颇相类似。若将吸收与传热两个过程作一比较，不难看出其间的异同：传热过程是冷、热两流体间的热量传递，传递的是热量，传递的推动力是两流体间的温度差，过程的极限是温度相等；吸收过程是气液两相间的物质传递，传递的是物质，但传递的推动力不是两相的浓度差，过程的极限也不是两相浓度相等。这是由于气液之间的相平衡不同于冷热流体之间的热平衡。 8-2-1 平衡溶解度 在一定温度下气液两相长期或充分接触后，两相趋于平衡。此时溶质组分在两相中的浓度服从某种确定的关系，即相平衡关系。此相平衡关系可以用不同的方式表示。 溶解度曲线气液两相处于平衡状态时，溶质在液相中的浓度称为溶解度，它与温度、溶质在气相中的分压有关。若在一定温度下，将平衡时溶质在气相中的分压p e与液相中的摩尔分率x相关联，即得溶解度曲线。图8-3为不同温度下氨在水中的溶解度曲线。从此图可以看出，温度升高，气体的溶解度降低。 液相中氨的摩尔分率x 图8-3 氨在水中的平衡溶解度图8-4 101.3kPa下SO2在水中的溶解度 溶解度及溶质在气相中的组成也可用其它单位表示。例如，气相以摩尔分率y表示，液相用摩尔浓度C表示(其单位为kmol溶质/m3溶液)。图8-4 为SO2在101.3kPa下的溶解度曲线，图中气、液两相中的溶质浓度分别以y、x(摩尔分率)表示。 在一定温度下，分压是直接决定溶解度的参数。当总压不太高时(一般约小于0.5MPa，视物系而异)，总压的变化并不改变分压与溶解度之间的对应关系。但是，当保持气相中溶质的摩尔分率y为定值，总压不同意味着溶质的分压不同。因此，不同总压下y～x溶解度曲线的位置不同。 以分压表示的溶解度曲线直接反映了相平衡的本质，用以思考和分析问题直截了当；而以摩尔分率x与y表示的相平衡关系，则可方便地与物料衡算等其他关系式一起对整个吸收过程进行数学描述。 亨利定律吸收操作最常用于分离低浓度的气体混合物，因此时吸收操作较为经济。低浓度气体混合物吸收时液相的浓度通常也较低，即常在稀溶液范围内。稀溶液的溶解度曲线

气液平衡-实验报告解读

化工专业实验报告 实验名称：二元气液平衡数据的测定 实验人员： 同组人 实验地点：天大化工技术实验中心606 室 实验时间：2015年4月20日下午14：00 年级：2014硕；专业：工业催化；组号：10（装置2）；学号：指导教师：______赵老师________ 实验成绩：_____________________

一．实验目的 （1）测定苯－正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据； （2）通过实验了解平衡釜的结构，掌握气液平衡数据的测定方法和技能； （3）应用Wilson 方程关联实验数据。 二．实验原理 气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择，都需要精确可靠的气液平衡数据。这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递，故这种数据的重要性是显而易见的。 平衡数据实验测定方法有两类，即间接法和直接法。直接法中又有静态法、流动法和循环法等。其中循环法应用最为广泛。若要测得准确的气液平衡数据，平衡釜是关键。现已采用的平衡釜形式有多种，而且各有特点，应根据待测物系的特征，选择适当的釜型。用常规的平衡釜测定平衡数据，需样品量多，测定时间长。所以，本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温，釜内液体和气体分别形成循环系统，可观察釜内的实验现象，且样品用量少，达到平衡速度快，因而实验时间短。 以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同，如图 1 所示。当体系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从 A 和 B 两容器中取样分析，即可得到一组平衡数据。 图1 平衡法测定气液平衡原理图 当达到平衡时，除了两相的压力和温度分别相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：

相平衡计算

2 相平衡计算 迄今已有很多专著介绍相平衡的计算方法，见文献[2-1~2~5] 。一些大型过程模拟软件，如Pro II 和Aspen 等，可以提供很完善的计算方法。本章简单介绍相平衡计算的基本原理， 至于具体的编程技巧等方面的细节可以参看上述专著。本章花比较多的篇幅介绍相平衡计算的无模型法及其在气液平衡数据测定中的应用，以及气液平衡实验数据的热力学一致性检验[2-6,7]，这部分内容在其他专著中介绍得相对较少。 2.1 相平衡计算——有模型法为解决一个具体的相平衡问题，在有了切题的普遍热力学关系式，并确定了独立变量后，还应输入那些为表征系统所必需的性质。本节讨论的相平衡计算，主要采用模型来输入那些性质。 相平衡问题往往表现为：已知一个相的组成x( )，求另一相的组成x( )；或已经总组成z，求分相后各相组成x( )和x( )。定义组分k 在和相中分配的相平衡常数K k(αβ)为： K k(αβ)x k(α)/ x k(β)(2-1.1) 相平衡问题的中心，就是要计算每一组分的相平衡常数。 对于计算相平衡的问题，最切题的普遍热力学关系式即相平衡判据。按式(1-5.15)和(1-6.13)， k ( ) k ( )，f k( )f k( )，k 1,2, ,K (2-1.2) 在第一章中，已介绍了两种计算逸度的方法，即状态方程法和活 度因子法，具体应用于式(2-1.2) 时有三种选择： (1) 和相采用统一的状态方程。以式(1-6.21)代入式(2-1.2)， px k( ) k( )px k( ) k( )(2-1.3) 这种选择可用于气液和液液平衡的计算，特别是高压气液平衡的计算 (2) 相(例如气相) 采用状态方程，相(例如液、固相)采用活度因子关联式。以式(1-6.21)和(1-7.18)代入式(2-1.2)，对于不同类型的活度或活度因子，可分别写出： (2-1.5) K H( k)x(k ) k(,II) (2-1.6) K H(k)(m)(m k( )/m o) k(,III)(2-1.7) (αβ) k (β)/( α) kk (2-1.4)

气液相平衡方面的基础知识汇总

气 液 相 平 衡 相是指系统的某一部分具有相的物理和化学性质，具有相同的组成，并且与 另外的相以一定的边界隔开。出现在世有产品里的大多数的相相是液态烃和气相。水也是普遍存在的另一个液态相。在给定的系统里，当描述变化的变量随着时间和位置的改变而保持恒定时，液态烃、气相和水这些相将会平衡共存。而决定平衡状态的主要变量是系统的温度，压力和组分。 对于设计表面分离装置和改进组分模型，不同相能够共存的条件是非常值得考虑并且具有实践价值的重要问题。这些计算的类型是以平衡常数的原理为基础的。 一、 平衡常数 一给定组分的平衡常数i K 是指组分的气相的摩尔分数yi 与液相摩尔分数xi 之比。在数学上，它们的关系是i i i x y K /= (5----1) 在41003.7?2/m kg (100磅/2英寸)的压力下，Raoult 和Dalton 的定律为对于理想溶液方法提供了一个预测平衡常数的简化的方法。Raoult 定律是指多组分系统中单一组分所产生的局部压力i P 等于它的液相摩尔分数i x 与该祖父的气相压力Pvi 的乘积即i P =i x Pvi (5----2) i P ------组分i 的局部压力，磅/2英寸) P v i ------组分i 的气相压力，磅/2英寸) i x ------组分i 的液相摩尔分数 Dalton 定律是指某一组分的局部压力等于它的气相摩尔分数与系统的

总压力的乘积，即i P =i y P (5----3) P------系统总压力，磅/2英寸 在平衡状态下，根据上面的定律可知，被某一组分气相作用产生的局部压力必须与该液相作用产生的局部压力平衡。因此，将描述两大定律的方程结合得 i x Pvi =i y P ,整理以上关系式并代入平衡常数定义式得 i y /i x =Pvi /P=i K (5----4) 这个方程表明对理想溶液，不管烃类混合物的组分如何，平衡常数仅仅有体现系统压力和温度的作用。（第一章表明，组分的气相压力有体现温度的作用。） 现阶段，介绍并给以下的术语下定义是很有必要的。 i Z ------给定的烃类混合物中组分i 的摩尔分数， n ------烃类混合物的总摩尔数， l n ------液相的摩尔总数， v n ------气相的摩尔总数。 由定义可知， v l n n n += (5----5) 这个方程表明系统总的摩尔数与气相的摩尔数和液相的摩尔数之和是相等的。 已知组分的物质平衡的结果： i Z n =i x l n + i y v n (5----6) 在这里 i Z n ------组分i 在系统里的总摩尔数， i x l n ------组分i 在液相里的总摩尔数， i y v n ------组分i 在气相里的总摩尔数。

气液相平衡方面的基础知识

气 液 相 平 衡 相是指系统的某一部分具有相的物理和化学性质，具有相同的组成，并且与 另外的相以一定的边界隔开。出现在世有产品里的大多数的相相是液态烃和气相。水也是普遍存在的另一个液态相。在给定的系统里，当描述变化的变量随着时间和位置的改变而保持恒定时，液态烃、气相和水这些相将会平衡共存。而决定平衡状态的主要变量是系统的温度，压力和组分。 对于设计表面分离装置和改进组分模型，不同相能够共存的条件是非常值得考虑并且具有实践价值的重要问题。这些计算的类型是以平衡常数的原理为基础的。 一、 平衡常数 一给定组分的平衡常数i K 是指组分的气相的摩尔分数yi 与液相摩尔分数xi 之比。在数学上，它们的关系是i i i x y K /= (5----1) 在41003.7?2/m kg (100磅/2英寸)的压力下，Raoult 和Dalton 的定律为对于理想溶液方法提供了一个预测平衡常数的简化的方法。Raoult 定律是指多组分系统中单一组分所产生的局部压力i P 等于它的液相摩尔分数i x 与该祖父的气相压力Pvi 的乘积即i P =i x Pvi (5----2) i P ------组分i 的局部压力，磅/2英寸) Pvi ------组分i 的气相压力，磅/2英寸) i x ------组分i 的液相摩尔分数 Dalton 定律是指某一组分的局部压力等于它的气相摩尔分数与系统的

总压力的乘积，即i P =i y P (5----3) P------系统总压力，磅/2英寸 在平衡状态下，根据上面的定律可知，被某一组分气相作用产生的局部压力必须与该液相作用产生的局部压力平衡。因此，将描述两大定律的方程结合得 i x Pvi =i y P ,整理以上关系式并代入平衡常数定义式得 i y /i x =Pvi /P=i K (5----4) 这个方程表明对理想溶液，不管烃类混合物的组分如何，平衡常数仅仅有体现系统压力和温度的作用。（第一章表明，组分的气相压力有体现温度的作用。） 现阶段，介绍并给以下的术语下定义是很有必要的。 i Z ------给定的烃类混合物中组分i 的摩尔分数， n ------烃类混合物的总摩尔数， l n ------液相的摩尔总数， v n ------气相的摩尔总数。 由定义可知， v l n n n += (5----5) 这个方程表明系统总的摩尔数与气相的摩尔数和液相的摩尔数之和是相等的。 已知组分的物质平衡的结果： i Z n =i x l n + i y v n (5----6) 在这里 i Z n ------组分i 在系统里的总摩尔数， i x l n ------组分i 在液相里的总摩尔数， i y v n ------组分i 在气相里的总摩尔数。

气液相平衡方面的基础知识汇总

气液相平衡 相是指系统的某一部分具有相的物理和化学性质，具有相同的组成，并且与另外的相以一定的边界隔开。出现在世有产品里的大多数的相相是液态烃和气相。水也是普遍存在的另一个液态相。在给定的系统里，当描述变化的变量随着时间和位置的改变而保持恒定时，液态烃、气相和水这些相将会平衡共存。而决定平衡状态的主要变量是系统的温度，压力和组分。 对于设计表面分离装置和改进组分模型，不同相能够共存的条件是非常值得考虑并且具有实践价值的重要问题。这些计算的类型是以平衡常数的原理为基础的。 一、平衡常数 一给定组分的平衡常数是指组分的气相的摩尔分数yi与液相摩尔分数xi之比。在数学上，它们的关系是(5----1) 在(100磅/)的压力下，Raoult和Dalton的定律为对于理想溶液方法提供了一个预测平衡常数的简化的方法。Raoult定律是指多组分系统中单一组分所产生的局部压力等于它的液相摩尔分数与该祖父的气相压力的乘积即=(5----2) ------组分i的局部压力，磅/) ------组分i的气相压力，磅/) ------组分i的液相摩尔分数 Dalton定律是指某一组分的局部压力等于它的气相摩尔分数与系统的

总压力的乘积，即=P (5----3) P------系统总压力，磅/ 在平衡状态下，根据上面的定律可知，被某一组分气相作用产生的局部压力必须与该液相作用产生的局部压力平衡。因此，将描述两大定律的方程结合得=P ,整理以上关系式并代入平衡常数定义式得 /=/P=(5----4) 这个方程表明对理想溶液，不管烃类混合物的组分如何，平衡常数仅仅有体现系统压力和温度的作用。（第一章表明，组分的气相压力有体现温度的作用。）现阶段，介绍并给以下的术语下定义是很有必要的。 ------给定的烃类混合物中组分i的摩尔分数， n ------烃类混合物的总摩尔数， ------液相的摩尔总数， ------气相的摩尔总数。 由定义可知，(5----5) 这个方程表明系统总的摩尔数与气相的摩尔数和液相的摩尔数之和是相等的。 已知组分的物质平衡的结果： =+ (5----6) 在这里------组分i在系统里的总摩尔数， ------组分i在液相里的总摩尔数， ------组分i在气相里的总摩尔数。

气液相平衡分析

编号：SM-ZD-77807 气液相平衡分析 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

气液相平衡分析 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化吸收过程的计算。 物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。 吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩尔比)可以表示为 XA＝nA／ns (11—1) 物质的量比与摩尔分数的换算关系为 XA＝工A／(1一XA) (11—2) 式中XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比； nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol； XA——吸收液中组分A的摩尔分数。 混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以

表示为 式中YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比； nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol yA——混合气中组分A的摩尔分数。 在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相返回气相的溶质量相等时，气相和液相的量及组成均不再改变，达到动态平衡。它是吸收过程的极限，它们之间的关系称为相平衡关系。 在一定温度下，当气相总压力不高时，稀溶液中溶质的平衡浓度和该气体的平衡分压的平衡关系可用亨利定律表示为 对于给定物系，亨利系数正随温度升高而增大。在同一溶剂中，易溶气体的正值很小，而难溶气体的正值很大。常

气液相平衡分析实用版

YF-ED-J6138 可按资料类型定义编号 气液相平衡分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

气液相平衡分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随 吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量 则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表 示相的组成，以简化吸收过程的计算。 物质的量比是指混合物中一组分物质的量 与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。 吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量 比(摩尔比)可以表示为 XA＝nA／ns (11—1) 物质的量比与摩尔分数的换算关系为 XA＝工A／(1一XA) (11—2)

式中 XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比； nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol； XA——吸收液中组分A的摩尔分数。 混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为 式中 YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比； nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol yA——混合气中组分A的摩尔分数。 在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶

气液相平衡分析正式样本

文件编号：TP-AR-L4388 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 气液相平衡分析正式样 本

气液相平衡分析正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的 进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不 变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化 吸收过程的计算。 物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一 组分物质的量的比值，用X或y表示。 吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩 尔比)可以表示为 XA＝nA／ns (11—1) 物质的量比与摩尔分数的换算关系为 XA＝工A／(1一XA) (11—2)

式中 XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比； nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol； XA——吸收液中组分A的摩尔分数。 混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为 式中 YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比； nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol yA——混合气中组分A的摩尔分数。 在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间

气液平衡 实验报告

化工专业实验报告实验名称：二元气液平衡数据的测定 实验成绩：_____________________

一．实验目的 （1）测定苯－正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据； （2）通过实验了解平衡釜的结构，掌握气液平衡数据的测定方法和技能； （3）应用Wilson 方程关联实验数据。 二．实验原理 气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择，都需要精确可靠的气液平衡数据。这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递，故这种数据的重要性是显而易见的。 平衡数据实验测定方法有两类，即间接法和直接法。直接法中又有静态法、流动法和循环法等。其中循环法应用最为广泛。若要测得准确的气液平衡数据，平衡釜是关键。现已采用的平衡釜形式有多种，而且各有特点，应根据待测物系的特征，选择适当的釜型。用常规的平衡釜测定平衡数据，需样品量多，测定时间长。所以，本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温，釜内液体和气体分别形成循环系统，可观察釜内的实验现象，且样品用量少，达到平衡速度快，因而实验时间短。 以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同，如图 1 所示。当体系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从 A 和 B 两容器中取样分析，即可得到一组平衡数据。 图1 平衡法测定气液平衡原理图 当达到平衡时，除了两相的压力和温度分别相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：

常压下，气相可视为理想气体，Φ =1；再忽略压力对液体逸度的影响，f i=p i0， i 从而得出低压下气液平衡关系式为： 式中，p----------------体系压力（总压）； p i0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压； x i、y i-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率； r i-------------组分i的活度系数； 由实验测得等压下气液平衡数据，则可用下式计算不同组成下的活度系数： 计算出不同组成下的活度系数： 本实验中活度系数和组成关系采用 Wilson 方程关联。 Wilson 方程为： 目标函数选为气相组成误差的平方和，即： 三、实验装置和试剂 （1）平衡釜一台。平衡釜的选择原则：易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相不返混及不易爆沸等。本实验用气液双循环的小平衡釜，其结构如图2 所示。 （2）阿贝折射仪一台。 （3）超级恒温槽一台 （4）50-100十分之一的标准温度计一支、0-50十分之一的标准温度计一支。（5）所用试剂（苯、正庚烷）为优级品。 （6）注射器（1ml、5ml）若干。