CALCULUL ECHILIBRULUI LICHID- VAPORI IN SISTEME MULTICOMPONENTE

CALCULUL ECHILIBRULUI LICHID- VAPORI IN SISTEME

MULTICOMPONENTE

In cel mai simplu caz , comportare real in faza lichida si comportare ideala in faza de vapori , din legea lui Raoult extinsa (ecuatia 121) se obtine pentru constanta de echilibru:

K_i= (149)

Coeficientii de activitate pot fi exprimati printr-un model adecvat , de exemplu ecuatiile van Laar:

lnγ₁= lnγ₂=

Calculul flash T,P se poate face cu ecuatia stabilita in capitolul 10 , denumita Rachford - Rice (1952):

i=1.N (151)

Aceasta ecuatie este de forma:

α)=0 (152)

rezolvarea ei conducand la valoarea fractiei de vaporizare, α . Daca o asemenea solutie se gaseste , compozitia fazei lichide , la echilibru , rezulta din ecuatia:

X_i=

Compozitia fazei din vapori se obtine din ecuatia:

Y_i=K_iX_i (154)

Dificultatea fata de calcululin system ideal este ca, prin ecuatia (149) , constantele de echilibru (K_i) sunt dependente de compozitia fazei lichide , X_i, prin coeficientii de activitate . In cazul general , cand si faza de vapori aer comportare reala, constantele de echilibru (K_i) sunt dependente de compozitia ambelor faze , X_i si Y_i.

Calculul flash T,P se face iterativ , conform algoritmului din figura 10. Ca de exemplu , se considera sistemul toluen (1) + 1- butanol (2). Presiunile de vapori se calculeaza din ecuatii de tip Antoine:

ln = A_i + (155)

cu presiuni exprimate in mm Hg si in K. Valorile constantelor Antoine sunt date in tabelul 2 . Parametrii ecuatiilor van Laar sunt A₁₂=0.89729 si A₂₁=1.28839. Calculul flash se face la T=382,15 K si P=760. Compozitia globala este data in tabelul in care se afla si valorile presiunilor de vapori ale componentilor , la temperature data.

Tabelul 2

Constante Antoine, presiuni de vapori si compozitia globala pentru calculul flash T,P

| X^k-1-X^k|<ε

|Y^k-1-Y^k|<ε

Fig. 10 Algoritm pentru calculul flash T,P (echilibru lichid vapori)

Rezultatele la fiecare iteratie de calcul , k, sunt redate in tabelul 3 . Initial s-a admis o fractie molara in lichid X₁= La iteratia a 9-a procedura atinge convergenta in fractiile molare , pentru ε=10^-5. Fractia de splintare (vaporizare ) se obtine α=0.292908.

Tabelul 3

Interatiile pentru calculul flash T,P conform algoritmului din figura 10