1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tiểu luận hóa học: Phương tình trạng thái

30 1,2K 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 30
Dung lượng 1,24 MB

Nội dung

CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI ĐỐI VỚI CHẤT TINH KHIẾT... PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰCNHÓM CÁC PHƯƠNG TRÌNH BẬC BA Van der Waals Clausius Berthelot Redlich-Kwong Soave

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Phương trình trạng thái

P V T

nH

NHÓM 4 SVTH:

Phạm Nguyễn Khánh Duy - 09400137 Nguyễn Tiến Đạt - 09400138

Trang 2

KHÁI QUÁT 1

CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI 2

VÍ DỤ ÁP DỤNG PTTT 3

LỰA CHỌN PTTT TRONG TÍNH TOÁN

4

Trang 3

KHÁ I QUÁ T

P V U T

THERMAL EQUATION OF STATE U = U(T,V)

VOLUMETRIC EQUATION OF STATE P = P(T,V)

Trang 4

KHÁ I QUÁ T

o Thể hiện mối quan hệ giữa các thông số trạng thái

o Từ đó, làm cơ sở để xác định tính chất nhiệt động khác của hệ (entanpy, entropy, năng lượng tự do …) ở một trạng thái cân bằng

o Được sử dụng để tính toán cân bằng pha

o Các phương trình trạng thái được xây dựng dựa trên các số liệu thực nghiệm

o Các phương trình trạng thái chỉ có độ chính xác nhất định tùy thuộc chất và điều kiện (nhiệt độ, áp suất) của hệ

Trang 5

KHÁ I QUÁ T

P = P(T,V)

Trang 6

CÁC PHƯƠNG TRÌNH

TRẠNG THÁI

(ĐỐI VỚI CHẤT TINH KHIẾT)

Trang 7

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG

Điều kiện lý tưởng: khí phải có khối lượng riêng nhỏ Điều này có thể đạt được bằng cách giảm áp suất và tăng nhiệt độ của hệ

Một số khí có thể xem như khí lí tưởng ở điều kiện bình thường như là: không khí, nito, oxy, hydro, heli, argon, neon, krypton

Trang 8

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

NHÓM CÁC PHƯƠNG TRÌNH BẬC BA

Van der Waals

Clausius Berthelot Redlich-Kwong

Soave Lee-Erbar-Edmister Peng-Robinson

Patel-Teja

Trang 9

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH VAN DER WAALS

• Được đưa ra vào năm 1873

• Phương trình này có tính đến lực tương tác giữa các phân tử (a/v2) và thể tích chiếm chỗ của các phân tử đó (b)

• Hai hệ số của phương trình (a và b) có thể được rút

ra từ nhiều dữ liệu thực nghiệm hoặc được xác định thông qua nhiệt độ và áp suất tới hạn

Trang 10

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

Các phương trình có nguồn gốc từ pt van der Waals

Redlich-Kwong

Peng – Robinson

Trang 11

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

Dạng tổng quát

Trang 12

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

Dạng bậc ba theo hệ số nén

Hệ số Van der Waals

Trang 13

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

Có hai phương pháp để xác định các hệ số:

1 Rút ra từ các số liệu thực nghiệm được tiến hành trong nhiều điều kiện khác nhau

2 Xác định dựa theo giá trị của nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn

Trong tính toán mô phỏng, các phương trình trạng thái thường được sử dụng ở dạng đã được tổng quát

khi mà các hệ số của phương trình được xác định bằng các mối liên hệ toán học thay vì được rút ra từ

thực nghiệm.

Trang 14

Dạng tổng quát của phương trình

PENG-ROBINSON

Trang 15

Dạng tổng quát của phương trình

SRK

Trang 16

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH Beattie-Bridgeman

Được đưa ra vào năm 1928.

Phương trình có 5 hệ số thực nghiệm

Phương trình có độ chính xác cao trong giới hạn khối lượng riêng của vật chất nhỏ hơn 0.8 ρ cr ( ρ cr : khối lượng riêng của chất ở điều kiện tới hạn)

Trang 17

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH Beattie-Bridgeman

Trang 18

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH Benedict-Webb-Rubin

Phương trình này được mở rộng từ phương trình Beattie-Bridgeman.

Được công bố vào năm 1940

Phương trình có độ chính xác cao trong giới hạn khối lượng riêng của vật chất nhỏ hơn 2.5 ρ cr ( ρ cr : khối lượng riêng của chất ở điều kiện tới hạn)

Vào năm 1962, Strobridge đã mở rộng phương trình này và số hệ số thực nghiệm của phương trình đã tăng lên 16 hệ số.

Trang 19

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH Benedict-Webb-Rubin

Trang 20

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC

PHƯƠNG TRÌNH VIRIAL

B,C gọi là hệ số virial Giá trị của chúng phụ thuộc vào nhiệt độ

Độ chính xác của phương trình tùy thuộc vào số số hạng trong phương trình Thực tế, dữ liệu cho các hệ số này chỉ dừng lại ở số hạng thứ hai

Phương trình này chỉ được áp dụng cho pha khí Không nên áp dụng phương trình này cho pha lỏng hoặc hỗn hợp lỏng – hơi

Đối với hầu hết các chất, không nên áp dụng phương trình này khí áp suất quá 10 bar

Trang 21

So sánh độ chính xác giữa

các phương trình

- Van der Waal

- Beattie-Bridgeman

- Benedict-Webb-Rubin

Trang 22

Giản đồ thể hiện độ chính xác giữa các phương trình

Trang 23

ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI ĐỂ TÍNH CÂN BẰNG PHA

Nhiệt độ tới hạn Áp suất tới hạn Hệ số acentric

Nhập nhiệt độ

Nhập giá trị áp suất ban

Trang 24

ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI ĐỂ TÍNH CÂN BẰNG PHA

Ví dụ: áp dụng phương trình Peng-Robinson để tính áp suất hơi

của lưu chất ở trạng thái cân bằng

A=aP/(RT)2B=bP/RT

AB+B2+B3)=0

Z3+(-1+B)Z2+(A-3B2-2B)Z+(-1

2

3

Trang 25

ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI ĐỂ TÍNH CÂN BẰNG PHA

Ví dụ: áp dụng phương trình Peng-Robinson để tính áp suất hơi

của lưu chất ở trạng thái cân bằng

Trang 26

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG

THÁI CHO HỖN HỢP

Trang 28

LỰA CHỌN PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI TRONG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG

Trang 29

LỰA CHỌN PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI TRONG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG

ĐỐI VỚI CÁC QUÁ TRÌNH LỌC DẦU VÀ CHẾ BIẾN KHÍ

Hệ thống áp suất thấp (khí quyển hoặc chân

không):

• ≥ 3% thể tích phần nhẹ.

• Hàm lượng phần nhẹ lớn (nhất là C1 BK 10, GS và các biến thể của nó.PR, SRK

Hệ thống áp suất cao (chưng cất phân đoạn

phân xưởng cracking, cốc hóa…) phần nhẹ

Không có cấu tử phân cực khác PR, SRK (cần kết hợp thêm các thông số thực nghiệm)

TB làm việc ở áp suất cao và có lẫn nước SRKM, PRM, SRKS, SRKKD

Có các cấu tử phân cực (ví dụ: methanol) SRKM, PRM, SRKS

Trang 30

LỰA CHỌN PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI TRONG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG

ĐỐI VỚI CÁC QUÁ TRÌNH HÓA DẦU

- Quá trình xử lý hydrocacbon nhẹ

+ ở áp suất thấp : SRK, PR + Ở áp suất cao : SRKKD

- Quá trình xử lý hydrocacbon thơm:

+ áp suất nhỏ hơn 2 bars: hệ được xem như khí lí tưởng

+ áp suất lớn hơn 2 bar: GS, SRK, PR

- Quá trình xử lý hỗn hợp hydrocacbon thơm và

hydrocacbon khác: NRTL, UNIQUAC, UNIFAC

Ngày đăng: 27/05/2014, 15:56

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w