ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесные соотношения между фазами из "Переработка и использование газа" Составление материальных балансов процессов физической переработки природных газов, в которых принимают участие двухфазные системы, связано с определением составов сосуществующих жидкой и паровой фаз. Определение составов этих фаз основано на законах термодинамического равновесия многокомпонентных двухфазных систем. [c.16] Условием термодинамического равновесия системы жидкость — нар является равенство давления Р, температуры Т и парциального изобарного потенциала (так называемого химического потенциала) каждого компонента системы в жидкой и паровой фазах. [c.16] В термодинамике введено понятие идеального газа и идеального раствора, подчиняющихся наиболее простым закономерностям. [c.16] Наличие межмолекулярных сил и объема молекул приводит к отклонению свойств реальных газов от свойств идеальных газов. Вследствие различия молекулярных объемов и сил взаимодействия между разными молекулами свойства реальных растворов отличаются от свойств идеальных растворов. Поэтому с возрастанием плотности и давления газа и с понижением температуры увеличивается различие между свойствами реальных и идеальных газов с ростом давления и с увеличением различия в химическом составе и физических свойствах компонентов раствора отклонение свойств реальных растворов от свойств идеальных растворов также увеличивается. [c.16] Х — содержание компонента / в жидкой фазе. [c.16] На рис. 3 приведены номограммы для определения равновесного отношения ЙГ = / (/, Т). [c.17] Т и составов соответствующих фаз отсюда и является сложной функцией Р, Т и состава фаз. [c.17] Наиболее удобно можно рассмотреть критические явления в растворе на / — Г диаграмме (рис.. 5), на которой нанесены кривая точек кипения (кривая киняще жидкости) и кривая точек росы (кривая насыщенного нара) для смеси данного состава. Для смеси существуют три разные точки критическая точка К, при которой наблюдается тождественность обеих фаз точка М, отвечающая максимальному давлению Р , нри котором могут сосуществовать две фазы точка М, отвечающая максимальной температуре Т , при которой могут сосуществовать две фазы. Максимальное давление Р и максимальная температура Тм, при которых могут сосуществовать жидкая и паровая фазы, называются критическим давлением конденсации и критической температурой конденсации. [c.20] И N (рис. 5, а), так и за точкой М (рис. 5, б). В области температур между Гм и Тс существует определенная область давлений и температур (на диаграмме область ВМК), в которой при изотермическом сжатии пара вначале происходит частичная конденсация газа, а затем обратное превращение жидкости в пар. Это частичное превращение жидкости в пар при изотермическом повышении давления получило название обратной (ретроградной) конденсации. [c.21] Рассмотрим два наиболее распространенных способа определепия значений К1. [c.22] Американская газолиновая Ассоциация (NGAA) выпустила атлас номограмм [8] для определения значений Ki углеводородов (от j до Сю), азота, сероводорода, углекислоты и водорода в смеси с углеводородами в зависимости от Р п Т для различных значений давления сходимости смеси. [c.22] Графики Де-Пристера охватывают область давлений до 70 ат. [c.23] Для области более высоких давлений можно пользоваться графиками функций летучести, опубликованными фирмой Келлог [7]. [c.23] Для определения значений Кг чаш,е пользуются номограммами КОАА, так как они носят более универсальный характер и приводят к менее трудоемким расчетам фазовых равновесных соотношений. Оценка давления сходимости систем, необходимая при применении этих номограмм, проводится методами, изложенными в атласе номограмм [8]. После выхода атласа опубликован более точный метод оценки давления сходимости систем [9]. [c.23] Для исследования таких процессов, как процессы конденсации, испарения и ректификации бинарных смесей, весьма полезно применять тепловую диаграмму равновесия или диаграмму в координатах энтальпия — состав. Подобные диаграммы строятся для данной смеси при заданном давлении (рис. 8). [c.23] Пользуясь тепловой диаграммой, также легко определять скрытую теплоту парообразования раствора, количество тепла, необходимое для проведения процессов конденсации и исиарепия смесей, например количество тепла, которое должно быть подведено к кипятильнику и отнято в конденсаторе ректификационной колонны при проведении процесса ректификации смеси. [c.24] Применительно к растворам различают интегральную и дифференциальную теплоту парообразования. Под интегральной теплотой парообразования понимают количество тепла, необходимое для образования нри постоянном составе сухого насыщенного нара из единицы количества кипящего жидкого раствора. При этом различают теплоту парообразования раствора при постоянном давлении и теплоту парообразования ири постоянной температуре. [c.24] Дифференциальной теплотой парообразования называется количество тепла, необходимое для образования единицы количества (1 кг или 1 моля) сухого пара из бесконечно большого количества кипящего раствора при постоянном давлении. Этой величиной приходится пользоваться, когда рассматривается процесс кипения при постоянном составе жидкой и равновесной с ней паровой фаз. [c.24] Интегральную г) и дифференциальную (дтф) теплоту парообразования раствора можно определить по тепловой диаграмме (см. рис. 8). [c.24] Вернуться к основной статье