Введение в информатику процессов первичной переработки нефти. Новиков А.А - 131 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

130
4.2. Равновесие между паровой (газовой) и жидкой фазами
Для расчета процессов подготовки, транспортировки и переработки нефти необ-
ходимы сведения о состоянии равновесия между сосуществующими паровой и жид-
кой фазами.
Равновесным состоянием паровой и жидкой фаз называется такое их сосущест-
вование, при котором не происходит никаких видимых качественных или количест-
венных изменений этих фаз.
Равновесие фаз может иметь место только в том случае, если одновременно
удовлетворяются два условия.
Во-первых, для равновесия сосуществующих паровой и жидкой фаз необходимо
равенство температур этих фаз
Т
ж
= Т
п
. (4.10)
Несоблюдение этого условия приведет к теплообмену между фазами и наруше-
нию равновесия.
Во-вторых, необходимо равенство парциальных давлений каждого компонента в
паровой и жидкой фазах
Р
ж,i
= Р
п,i
. (4.11)
При давлении P и температуре Т в системе жидкость–пар комбинированное
уравнение Дальтона–Рауля применительно к равновесным условиям имеет следую-
щий вид
Y
мл,i
/Х
мл,i
= P
н,i
/P = k
i
, (4.12)
где k
i
– константа фазового равновесия.
Таким образом, при умеренных давлениях k
i
можно вычислить по величине дав-
ления насыщенного пара компонента Р
i
по уравнению
k
i
≈ P
н,i
/P. (4.13)
В общем случае величина k
i
изменяется в зависимости от концентрации, темпе-
ратуры и общего давления в системе и потому термин «константа равновесия» явля-
ется условным.
Величина k
i
позволяет, зная концентрацию компонента в одной фазе, опреде-
лить его равновесную концентрацию в другой фазе.
Уравнение (4.12) дает точные результаты только для идеальных систем, однако
оно с достаточной степенью точности может описывать реальные системы близко
кипящих гомологов при давлении не выше 0,3 МПа, когда свойства паров индиви-
дуальных компонентов практически не отличаются от свойств идеального газа. При
высоких давлениях и температурах вблизи их критического значения уравнение
(4.12) не применяют.
Более точные результаты дает зависимость, предложенная Льюисом и Рендел-
лом. Они заменили в уравнении (4.12) отношение давлений отношением фугитивно-
стей:
k
i
= f
ж,i
/f
п,i
. (4.14)
Область применения этого уравнения ограничена давлением до 2 МПа, при этом
отклонения величин k
i
от экспериментальных значений достигают 10 %.
Уравнения (2.12) и (4.14) не учитывают влияния состава фаз на константу рав-
новесия, т. е. константа k
i
представляется как функция только температуры и давле-

Страницы