Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 31

вместо равенства химических потенциалов компонентов. На основе этого равенства получим, что константы фазового равновесия могут быть найдены как отноше­ние коэффициентов фугитивности   компонентов смеси:

где

= fu/xtv

Таким образом, составы равновесных фаз двухфаз­ных многокомпонентных смесей определяют по уравне­ниям фазового равновесия (IV.3), в котором константы фазового равновесия К% идеального газа и идеального раствора (систем, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона) определяются уравнением (IV.4), а реаль­ных растворов — уравнением (IV.6).

Для определения коэффициентов <рг- используют обычно уточненные уравнениями состояния смесей и строгие термодинамические соотношения, определяющие зависимость фугитивностей компонентов ■ от параметров состояния р, V, Т и состава смеси х, у. Наибольшее практическое применение в инженерных расчетах паро-жидкостного равновесия в многокомпонентных углево­дородных системах в настоящее время получили урав­нения состояния БВР (Бенедикта—Вебба—Рубина) и Редлиха—Квонга. Первое уравнение в модификации Старлинга может быть использовано для расчета паро-жидкостного равновесия в процессах сжижения природ­ного газа, а второе в модификации Барсука — для рас­чета низкотемпературных процессов разделения природ­ных газов.

Приведем без выводов основные термодинамиче­ские соотношения последнего метода расчета парожид-костного равновесия. Коэффициенты фугитивности ком­понентов в обеих фазах по этому методу определяются следующим уравнением:

b{z — m)

 bidm

69



I

I


а

г-О Г

\-ог

хЬ-05

-0J

-08 -ОЯ

—/о

-3,0


15

100-3D-80-

во-

50-_ 40-

30-

20-

ID­S' 8-7-

'

В

I


-w

-40

--го

—sir

¥0

—50

--во


Рис. IV. 1. Номограмма для определения констант фазового равнове-соких (б) температурах



is


-гэо

-13П -ISO

-no чво

150

-130

/го \~/to

Г

 90

IV"

I

\-ffO

\-50

f-30

XTZD


сия углеводородов в идеальных растворах при низких (а) и вы-


где z — коэффициент сжимаемости в уравнении pV= = zRT

т = pb/RT; b = |j btNit

где N{ — мольный состав соответствующей фазы;

^ = 0,0867 ^"Р* .

Ркр i

Уравнение состояния   Редлиха—Квонга, записанное относительно коэффициента сжимаемости, имеет вид

-m2rf = 0,       (IV.8)


d =


(IV.9)


Значения коэффициентов Аи В{, Сг для каждого компонента смеси приведены в табл. IV. 1.

Как видно из приведенных уравнений, константы равновесия компонентов в идеальных растворах явля­ются функциями общего давления и температуры систе­мы, в то время как в реальных растворах они еще зави­сят от состава обеих фаз. В связи с этим расчеты пароТаблица IV. 1

Компоненты

А

в

С

Компоненты

А

в

С

Метан

4,934

8,0*

1,5

«-Гексан

4,934

10,0

0

Метан

4,934

7,39**

0,3

«-Гептан

4,934

10,5

0

Этан

4,934

8,3

0

я-Октан

4,934

11,0

0

Пропан

4,934

8,82

0

«-Нонан

4,934

11,2

0

Изобутан

4,934

9,3

0

я-Декан

4,934

11,6

0

«-Бутан

4,934

9,35

0

Двуокись угле-

3,5

6,8

0

Изопентан

4,934

9,4

0

рода

я-Пентан

4,934

9,5

0

Сероводород

4,26

6,5

0