Фазовые равновесия в химической технологии - Уэйлес С.
ISBN 5—03—001106—4
Скачать (прямая ссылка):
Аналогичным образом к многокомпонентным системам можно применить уравнение NRTL; оно было проверено на семнадцати трехкомпонентных системах пар — жидкость и нескольких трехкомпонентных системах жидкость — жидкость [109].
Андерсон и Праузниц [159] проверили применимость уравнения UNIQUAC на девяти трехкомпонентных системах пар — жидкость, а также десяти трех- и одной четы-рехкомпонентной системе жидкость — жидкость. Как выяснилось, корреляции, описывающие равновесие в трехкомпонентных системах жидкость — жидкость, можно значительно улучшить, если при оценке пара-
14-824
210 Глава 4
метров использовать хотя бы одну кривую из диаграммы равновесия трехкомпонентной системы. Этот вывод несомненно справедлив как для уравнения NRTL, так и для уравнения Цубоки — Катаямы — Вильсона.
Предложенная Цубокой и Катаямой [699] модификация уравнения Вильсона, названная нами уравнением Цубоки — Катаямы — Вильсона, была подвергнута проверке с использованием семи систем пар — жидкость и четырех равновесных систем жидкость — жидкость; для четырех последних систем степень точности прогнозирования оказалась более высокой, чем при использовании уравнения NRTL.
Степень точности данных о равновесии жидкость — жидкость, полученных авторами работы [40] для пятидесяти тройных систем, оказалась различной. Результаты использования уравнения UNIQUAC для представления данных о равновесии жидкость — жидкость в трех- и четырехкомпонентных системах обсуждаются в работе [289]. Наиболее обширная подборка данных о равновесии жидкость — жидкость, найденных экспериментально и определенных по уравнениям NRTL и UNIQUAC, опубликована Соренсеном и Арлтом [125] (DECHEMA LLE Data Collection). В сборнике данных о равновесии пар — жидкость (DECHEMA VLE Data Collection) приведены параметры уравнений Вильсона, NRTL и UNIQUAC для равновесия пар — жидкость в трехкомпонентных системах.
Несмотря на то что теоретически для представления данных о многокомпонентных системах достаточно применить параметры бинарного взаимодействия, в ряде случаев, используя параметры, основанные на данных о многокомпонентном равновесии, можно повысить точность расчетов. В сборнике DECHEMA неоднократно сравниваются результаты представления равновесия в тройных системах с помощью параметров бинарного взаимодействия и шести параметров, подо-
Таблица 4.10. Некоторые величины параметров
бранных к данным о трехкомпонентном взаимодействии. Однако в этом сборнике не показано, что в четырехкомпонентных смесях и смесях с большим числом компонентов равновесие лучше представлять при помощи параметров бинарного взаимодействия, найденных по данным о тройном взаимодействии, нежели при помощи параметров, определяемых по измерениям бинарного взаимодействия.
4.13. Сравнение уравнений
Итак, мы рассмотрели достоинства отдельных методов корреляций коэффициентов активности и сравнили их (табл. 4.9). Сделаем теперь ряд выводов:
1. Уравнения Маргулеса, ван Лаара и связанные с ними алгебраические выражения характеризуются относительной простотой математического аппарата, легкостью оценки параметров по данным о коэффициентах активности и во многих случаях возможностью адекватного представления двухкомпонентных смесей, довольно значительно отклоняющихся от идеальных, включая частично растворимые жидкие системы. Эти уравнения неприменимы к многокомпонентным системам, если отсутствуют параметры взаимодействия между тремя и более компонентами.
2. Уравнение Вильсона позволяет точно представить равновесие пар — жидкость в двух- и многокомпонентных смесях с использованием только параметров бинарного взаимодействия. В силу большей простоты этого уравнения его использование может быть предпочтительным для решения указанной задачи, чем применение уравнений NRTL и иЫ^иАС. Уравнение Вильсона нельзя непосредственно применить для представления равновесия жидкость — жидкость; использование в этих целях его столь же простой модификации, уравнения Цубоки — Катаямы — Вильсона, дает удовлетво-
Уравнение Вильсона
Вещества Т, °С Р, мм рт.ст. у Г У2 \12 Х2і
1-Гексан + толуол 30 1,27 1,34 -78,07 236,02
Ацетонитрил + вода 300 8,22 14,39 142,91 1961,72
Ацетонитрил + вода 760 32,50 6,06 1391,96 1356,93
Вода + диацетоновый спирт 100 3,14 11,23 1684,67 -3,88
Вода + пиридин 760 2,20 29,19 1020,97 1486,51
1-Октен + этилбензол 760 1,28 1,09 532,50 -211,19
Октан + бутиронитрил 90 2,78 4,10 -157,95 1299,67
Гептан + пиридин 67,8 7,94 3,58 747,06 717,91
Гептан + диметилформамид 5,0 28,71 37,36 1188,98 2426,56
Изопрен + ацетонитрил 760 4,86 8,14 163,51 1226,52
Гексан + октан 149,2 0,68 0,82 -464,70 301,61
Перфторгексан + гексан 35 15,71 8,18 1133,06 1051,54
Гексан + гептан 92,3 0,93 1,43 -514,84 1244,18
Этанол + вода 10 3,36 2,89 -189,77 959,16
Этанол + вода 70 7,24 2,62 471,04 883,75
Примечания.
7™и 7?Даны Для уравнения, которое наилучшим образом соответствует экспериментальным данным.
Коэффициенты активности 211
рительные результаты, хотя последнее не было подвергнуто такой тщательной экспериментальной проверке, как другие уравнения. Уравнение Вильсона положено в основу метода групповых вкладов ASOG, используемого для получения коэффициентов активности.
