Расчёт фазового равновесия по программе DISTSIM в тестовых примерах

Ниже приведены результаты расчета тестовых задач (примеры 1-6), которые позволяют в автоматизированном режиме (на ЭВМ) рассчитывать парожидкостное равновесие бинарных и многокомпонентных систем для использования его при расчёте процесса ректификации.

I/piL ep 1. Рассчитать фазовое равновесие бинарной смеси: ацетон (1) - бензол (2) при 0,1013 МПа. Известны состав жидкой фазы х*кс и его давление. Необходимо определить равновесный состав паровой фазы уРасч и температуру кипения уросч ре3уЛ

ьтаты расчёта для 15-и точек приведены в табл. 4.1 и они сравниваются с экспериментальными данны-

ЖС *й'ЗКС г | ал 1

ми yi и / [103].

Следует обратить внимание на то, что состав фаз, относящийся к первому компоненту, выражается в мольных долях. Для определения параметров парожидкостного равновесия использовалась модель Вильсона. На рис. 4.2 показаны результаты расчёта этого примера в виде графиков. Пример 2. Рассчитать парожидкостное равновесие бинарной смеси:

бензол (1) - фенол (2) при 343,15 К. Известны сослав жидкой фазы х?кс и её температура. Необходимо определить равновесный состав паровой фазы у**4 и давление Ррасч. Результаты расчёта для 13-и точек приведены в табл. 4.2 и они сравниваются с экспериментальными данными у?кс и Ржс [103]. В этом примере использовалась модель НРТЛ. На рис. 4.3 показаны результаты расчёта в виде графиков.

Пример 3. Рассчитать парожидкостное равновесие бинарной азеотропной смеси: вода (1) - бутиловый спирт (2) при 0,1013 МПа. Известны сослав жидкой фазы xfKC и его давление. Необходимо определить равновесный состав паровой фазы yf*асч и температуру кипения Трасч. Результаты расчёта для 21-й точки приведены в табл. 4.3 и они сравниваются с экспериментальными данными у?кс и Тэкс [ЮЗ]. Следует обратить внимание на то, что состав фаз, относящийся к первому компоненту, выражается в мольных долях. Для определения параметров парожидкостного равновесия использовалась модель Вильсона. На рис. 4.4 показаны результаты расчёта в виде графиков.

Пример 4. Рассчитать парожидкостное равновесие бинарной азеотропной смеси: вода (1) - пиридин (2) при 353,2 К. Известны состав жидкой фазы х?кс и её температура. Необходимо определить равновесный

состав паровой фазы урасч и давление Ррасч. Результаты расчёта для 15-и точек приведены в табл. 4.4 и они сравниваются с экспериментальными данными у?кс и Рэкс [103]. В этом примере использовалась модель ЮНИФАК. На рис. 4.5 показаны результаты расчёта в виде графиков.

Из табл. 4.1-4.4 и рис. 4.2-4.5 видно, что использование моделей Вильсона, НРТЛ, ЮНИФЛК для расчёта парожидкостного равновесия бинарных пар по программе D1STSIM даёт хорошие результаты. Выражение результатов расчёта в виде графиков позволяет пользователю быстро определить закономерности зависимостей между составами фаз х - у и между составами фаз и температурой (давлением).

Пример 5. Рассчитать парожидкостное равновесие сильно неидеальной трёхкомпонентной смеси: ацетон (1) - изопропиловый спирт (2) -

вода (3) при 0,10133 МПа. Известны состав жидкой фазы xfKC и его давление. Необходимо определить равновесный состав паровой фазы уР°сч и

температуру кипения рР°сч в базе данных THERMOBANK отсутствовали параметры бинарного взаимодействия бинарной пары ацетон - изопропиловый спирт (глава II) для моделей Вильсона (ДА, у, ДАу Д НРТЛ

(ДА,у,ДАуу,Ttj) или ЮНИКВАК (ДА, у,ДАу Д Поэтому авторы издания для определения отсутствующих параметров использовали модели ЮНИФАК и АСОГ, которые не требуют определения параметров бинарного взаимодействия бинарных пар смеси. Результаты расчёта и экспериментальные данные [104] для нескольких точек приведены в

табл. 4.5.

Пример 6. Рассчитать парожидкостное равновесие пятикомпонентной смеси: метан (1) - этан (2) - пропан (3) - пентан (4) - гексан (5) при

310,95 К. Известны состав жидкой фазы х?кс и её температура. Необходимо определить равновесный состав паровой фазы уfacu и давление ррасч резуЛЬХатЬ| расчёта для 5-и точек приведены в табл. 4.6 и они сравниваются с экспериментальными данными уэ*с и Рэк [104]. При этом необходимо использовать уравнение состояния СРК, так как процесс фазового равновесия происходит при высоких давлениях.

Из результатов тестовых примеров 1 - 6 можно сделать выводы:

  • - программу DISTSIM можно использовать для расчёта парожидкостного равновесия (определение температуры при известном давлении или давления при известной температуре) как бинарных, так и многокомпонентных систем. Эта программа даёт хорошие результаты для неидеальных систем при низком или высоком давлении для разнообразных термодинамических моделей;
  • - модели ЮНИФАК и АСОГ используются при отсутствии параметров бинарного взаимодействия, и полученные результаты расчёта показали, что их точность нс уступает точности других моделей. Они могут заменить модели Вильсона, НРТЛ и ЮНИКВАК при расчёте парожидкостного равновесия многокомпонентных систем и являются хорошим выбором при расчёте и моделировании процесса многокомпонентной ректификации в диапазоне низких давлений.
  • - изображения результатов расчёта в виде графиков позволяет быстро и удобно оценить зависимости параметров (х, у -Т,Р; у - х) при расчёте парожидкостного равновесия бинарных пар.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >