Типовая задача. Дан состав жидкой фазы (Nxi, доли)

Дан состав жидкой фазы (N_xi, доли). Для заданной температуры (t,°С) рассчитать равновесный состав газовой фазы (N_yi).

Дано:

Компонент, V_i	N_xi, доли
пропан (C₃H₈)	0,09
изобутан (i-C₄H₁₀)	0,07
н-бутан (n-C₄H₁₀)	0,15
изопентан (i-C₅H₁₂)	0,17
н-пентан (n-C₅H₁₂)	0,07
гексан (C₆H₁₄)	0,45

t = 25°C

Найти: N_yi.

Решение:

1) Давления насыщеных паров (упругости паров) углеводородов (Q_i) при различных температурах определяем по таблице 6.1, используя метод линейной интерполяции:

Q_С3Н8 = 9,480 атм;

Q_i-С4Н10 = 3,925 атм;

Q_n-С4Н10 = 2,432 атм;

Q_i-С₅_Н1₂ = 0, 899 атм;

Q_n-С₅_Н1₂ = 0,672 атм;

Q_С₆_Н₁₄ = 0,197 атм.

2) Рассчитываем общее давление в системе по формуле (6.7):

, (6.7)

P = 0,09 • 9,48 + 0,07 • 3,925 + 0,15 • 2,432 + 0,17 • 0, 899 +

+ 0,07 • 0,672 + 0,45 • 0,197= 1,7813 атм.

3) Для расчета состава равновесной газовой фазы необходимо определить концентрацию каждого компонента в газовой фазе (формула 6.6):

,

N_С3Н8 = 0,09 • 9,48 / 1,7813= 0,4790;

N_i-С4Н10 = 0,07 • 3,925 / 1,7813 = 0,1542;

N_n-С4Н10 = 0,15 • 2,432 / 1,7813 = 0,2048;

N_i-С₅_Н1₂ = 0,17 • 0,899 / 1,7813 = 0,0858;

N_n-С₅_Н1₂₀ = 0,07 • 0,672 / 1,7813 = 0,0264;

N_С₆_Н₁₄ = 0,45 • 0,197 / 1,7813 = 0,0498;

åN_yi = 0,4790 + 0,1542 + 0,2048 + 0,0858 + 0,0264 + 0,0498 = 1,0000.

Таблица 6.1

Давление насыщенного пара легких углеводородов (Q), атм

Температура, °С	Углеводороды
этан	пропан	изобутан	n-бутан	изопентан	n-пентан	гексан

0,0	24,35	4,87	1,756	1,043	0,350	0,215	0,061
1,1	25,05	5,00	1,896	1,085	0,371	0,259	0,064
2,2	25,68	5,14	1,981	1,127	0,392	0,273	0,069
3,3	26,40	5,27	1,072	1,169	0,413	0,287	0,073
4,4	27,08	5,41	2,163	1,218	0,434	0,301	0,077
5,6		5,57	2,253	1,267	0,455	0,315	0,081
6,7		5,71	2,315	1,323	0,476	0,320	0,085
7,8		5,91	2,435	1,379	0,497	0,343	0,090
8,9		6,09	2,527	1,435	0,518	0,357	0,095
10,0		6,20	2,618	1,497	0,539	0,378	0,100
11,1		6,49	2,724	1,562	0,569	0,399	0,105
12,2		6,71	2,800	1,621	0,581	0,420	0,111
13,3		6,93	2,810	1,686	0,602	0,441	0,116
14,4		7,15	2,980	1,756	0,623	0,462	0,122
15,6		7,39	3,072	1,826	0,644	0,483	0,128
16,7		7,62	3,166	1,897	0,672	0,504	0,135
17,8		7,97	3,254	1,966	0,700	0,525	0,142
18,9		8,11	3,316	2,035	0,728	0,546	0,150
20,0		8,35	3,443	2,105	0,756	0,567	0,158
21,1		8,60	3,549	2,176	0,784	0,588	0,166
22,2		8,85	3,614	2,246	0,812	0,609	0,174
23,3		9,10	3,758	2,317	0,847	0,630	0,183
24,4		9,35	3,868	2,394	0,882	0,658	0,193
25,6		9,61	3,982	2,470	0,917	0,686	0,202
26,7		9,88	4,10	2,547	0,959	0,714	0,213
27,8		10,15	4,22	2,621	1,001	0,742	0,225
28,9		10,43	4,34	2,708	1,036	0,770	0,236
30,0		10,72	4,47	2,792	1,085	0,805	0,247
31,1		11,01	4,61	2,883	1,134	0,840	0,259
32,2	Критическая температура	11,39	4,74	2,974	1,183	0,875	0,271
33,3	11,69	4,88	3,066	1,232	0,910	0,284
34,4		11,91	5,02	3,163	1,281	0,945	0,296
35,6		12,23	5,16	3,268	1,330	1,987	0,309
36,7		12,54	5,31	3,380	1,378	1,029	0,323
37,8		12,86	5,45	3,492	1,427	1,071	0,338
38,9		13,18	5,61	3,604	1,477	1,113	0,353
40,0		13,51	5,76	3,727	1,526	1,154	0,370
41,1		13,84	5,92	3,849	1,582	1,204	0,386
42,2		14,20	6,08	3,984	1,638	1,252	0,404
43,3		14,53	6,25	4,12	1,702	1,302	0,422
44,4		14,89	6,42	4,27	1,761	1,351	0,410
45,6		15,24	6,59	4,42	1,826	1,400	0,459
46,7		15,61	6,77	4,58	1,896	1,456	0,479
47,8		15,97	6,95	4,74	1,966	1,512	0,499
48,9		16,35	7,13	4,91	2,043	1,568	0,520