Báo cáo tiểu luận môn nhiệt đông học HYDROCACBON CÂN BẰNG LỎNG HƠI

Nội dung chính 6.4 Các dạng bài toán trong cân bằng lỏng hơi Xác định các đại lượng mô tả đặc tính của hỗn hợp sau khi đã tách thành 2 pha: lỏng và hơi Xác định mối quan hệ giữa các đại lượng để từ đó xác định số bậc tự do của hệ. Xét một hỗn hợp gồm n cấu tử, số mol mỗi cấu tử là Ni  Thành phần mol của mỗi cấu tử trong hỗn hợp zi 6.5 Giải thuật tính toánĐể xác định các tính chất của hỗn hợp, ta cần biết các giá trị: Áp suất Nhiệt độ Số mol của mỗi pha (NL, NV) Thành phần của các cấu tử (xi, yi) Tổng cộng 2N + 4 đại lượng Dựa vào điều kiện cân bằng để tính toán các tính chất nhiệt động 6.6 Độ hoà tan của thành phần hơi trong pha lỏng

Chương 6

CÂN BẰNG LỎNG HƠI

GV: TS Huỳnh Quyền HV: Phan Thị Dạ Thảo

Nội dung chính:

6.4- Các dạng bài toán trong cân

bằng lỏng hơi

6.5- Giải thuật tính toán

6.6- Độ hoà tan của thành phần hơi

trong pha lỏng

6.4- Các dạng

bài toán trong

cân bằng lỏng hơi

6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi

1 Xác định các đại lượng mô tả đặc tính của hỗn

hợp sau khi đã tách thành 2 pha: lỏng và hơi

2 Xác định mối quan hệ giữa các đại lượng để từ

6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi

6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi

N i = N L x i + N V y i(6.1)

μ i V = μ i L hay f i V = f i L (6.2)

hay theo hệ số cân bằng:

 Tổng cộng ta có 2n+2 phương trình.

6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi

Áp dụng quy tắc pha Gibbs:

Số thông số độc lập = Số cấu tử + 2 – số phase

Ví dụ: đối với hệ 2 cấu tử, và dung dịch nằm cân

bằng với pha hơi, số thông số độc lập của hệ:

2 + 2 – 2 = 2

 Trong 4 thông số nhiệt động: nhiệt độ, áp suất,

thành phần pha lỏng và thành phần pha hơi thì chỉ

có 2 thông số là độc lập

7

6.4.1- Cho biết T/P và phần bay hơi

(do đã biết tổng số mol)

pha (x i , y i)

6.4.3- Cho biết tính chất nhiệt động

toán có thể được bổ sung bằng các tính chất nhiệt động của hệ

trong bình đã biết thể tích, chứa khí hoá lỏng đã biết thành phần, trong điều kiện nhiệt độ cho

trước

6.5- Một số

phương pháp

tính toán

• Hệ số cân bằng được viết dưới dạng hàm số của

nhiệt độ, áp suất, tính chất của các cấu tử, thành phần pha lỏng và pha hơi:

tính toán chủ yếu là tính lặp

6.5.1- Xác định điểm sôi (bubble point)

bằng với thành phần tương ứng trong hỗn hợp:

x i = z i

∑ K i x i = 1

13

• Với T đã có, giả sử P = 1 bar hoặc tính theo

phương trình:

K i x i

6.5.1.1- Xác định áp suất điểm sôi

(đã biết nhiệt độ)

• Vì hệ số hoạt độ phụ thuộc vào nhiệt độ nên

trong trường hợp này, ta sẽ giả thiết 2 giá trị nhiệt độ:

o Nhiệt độ sôi của chất dễ bay hơi hơn

6.5.2- Xác định điểm sương (dew point)

bằng với thành phần tương ứng trong hỗn hợp:

y i = z i

∑ y i /K i = 1

• Giả thiết áp suất ban đầu để tính được hệ số cân

• Giả thiết 2 giá trị áp suất ban đầu là áp suất hơi

của mỗi cấu tử trong hỗn hợp

6.5.2.2- Xác định nhiệt độ điểm sương

• Tính tỷ số yi/Ki

• Tiếp tục tính lặp đến khi ∑yi/Ki = 1

• Kết hợp phương trình cân bằng vật chất và điều

kiện cân bằng, ta có thể biểu diễn phần mol mỗi cấu tử theo hệ số cân bằng và số mol trong pha lỏng và pha hơi:

6.5.3- Partial Vaporization

19

• Mặt khác, ta có:

• Nếu chia cả tử và mẫu của phương trình trên

hơi FV:

6.5.3- Partial Vaporization

Đây chính là điều kiện để dừng vòng lặp

• Trong trường hợp khí lý tưởng, hệ số cân bằng

của bất kỳ cấu tử nào trong hỗn hợp đều chỉ phụ thuộc vào tính chất của bản thân cấu tử đó, nhiệt

độ và áp suất; không phụ thuộc vào cấu tử khác cũng như thành phần của mỗi pha lúc cân bằng

6.5.4- Áp dụng cho khí lý tưởng

21

• Trong trường hợp áp suất hơi của các cấu tử đều

thấp thì ta có thể viết lại:

• Xét hỗn hợp cân bằng mol gồm propane và

n-pentane (bảng 6.1)

• Tính áp suất điểm sôi và điểm sương của hỗn

hợp ở 300K

Các bước giải ví dụ 6.2 (p197)

• Tính hệ số cân bằng:

Các bước giải ví dụ 6.2 (p197)

23

• Trong đó:

Áp suất bắt đầu cho vòng lặp đầu tiên được lấy là

Thanks all

for listening!