闪蒸计算(p,T)的优化方法

温度T、压力p给定条件下的混合物相平衡计算称为(p,T)闪蒸计算,用于确定各相的摩尔分数、摩尔流量。从而为焓和熵的计算提供已知参数。

1.计算方法

相平衡计算的已知条件:①闪蒸压力p;②闪蒸温度T;③进料摩尔流量q_n;④各组分在总流量中的摩尔分数z_i。

得到的结果为:①各组分在气相中的摩尔分数y_i;②气相摩尔流量q_n,V;③各组分在液相中的摩尔分数x_i;④液相摩尔流量q_nL。

多组分的气液平衡条件:

总物料平衡q_n=q_nL+q_nV (1-7)

各组分物料平衡q_nz_i=q_n,Lx_i+q_n,Vy_i (1-8)

相平衡方程y_i=K_ix_i (1-9)

摩尔分数之和

式中,K_i为气液平衡比。

以上方程组迭代的收敛条件为(www.xing528.com)

式中,e为气化率q_n,V/q_n;ε为收敛条件判别值。

2.计算结果与试验数据的比较

为了验证计算结果的正确性,计算结果与国外实验结果^[11]作了比较,见表1-3和表1-4。

表1-3 利用SRK方程计算气液相平衡的结果与实验值的比较

表1-4 利用PR方程计算气液相平衡的结果与实验值的比较

(续)

表中列出了液相摩尔分数x_i,气相摩尔分数y_i,气液平衡比K_i的计算值和实验值。若用绝对平均偏差AAD来表示SRK方程和PR方程的计算气相组分总体误差,则用SRK方程计算气液相平衡的气相摩尔分数的AAD为9.86%,液相摩尔分数的AAD为4.76%,用PR方程计算气液相平衡的气相摩尔分数的AAD为6.97%,液相摩尔分数的AAD为4.57%。

AAD的表达式为

式中,n为试验值与计算值进行比较的次数。