气液平衡的测定及理论

气液平衡的测定及理论

工业生产中要分离的对象往往是气体和液体的混合物待分离体系的热力学特性决定了过程进行的可能性与程度决定分离限度及具体操作过程优化和选择气液平衡数据是化工基础数据的重要组成部分对化学化工理论研究及实际应用都具有重要价值如大多数单元操作设计化工工艺优化气液理论研究等都与气液平衡密切相关有赖于平衡数据测定与此同时气液平衡的溶液理论半经验的关联理论和推算方法也得到了相应发展

气液平衡测定方法的选择

直接测定气液平衡的方法

测定气液平衡数据的方法很多其中直接测定法是将待测样品分离成处于完全平衡状态的气液两相然后分别测定气相和液相的组成该法又分为以下几种

蒸馏法这是一种最古老的气液平衡数据的测定方法本方法在测定时需要大量的液体以保证在蒸馏过程中液相组成不变蒸气在较冷的蒸馏器壁上的冷凝和沸腾液体的过热都会带来相当大的误差由于上述缺点该法现在已很少采用露点泡点法

露点泡点法是测定不同组成下的露点及泡点并分别将泡点与露点联接成气相线与液相线不需要从气液两相取样分析组成来获得平衡线而且物料消耗很少缺点是装置要求很高操作复杂且一般不能用于测定多元体系限制了它的应用范围循环釜法

循环釜法有气相单循环和气液双循环 2 种循环这种方法使气液两相能较充分接触缩短了 平衡周期这类釜中能准确地测得平衡温度部分冷凝现象很小浓度梯度也基本消除可认为是比较理想的釜型此法测定的关键是要保证设备内部绝对无部分冷凝过热或雾沫夹带现象在从设备中取出样品到送入分析仪器这一过程中不会有部分蒸发或部分冷凝而造成测定误差拟静态法

拟静态法的关键取决于气液平衡时液相浓度是否充分接近配制溶液的浓度通常情况下由于气相空间的存在和气相回流液的存在总使这 2 个浓度有一定的偏差对此人们在设计沸点计时进行了各种校正蔡志亮等[2]分析了配制浓度与平衡气相组成的函数关系后得出了应最大程度地减少回流比和气相空间的结论并依此制造出了斜式沸点计