Descriere - echilibru de fază - The Big Encyclopedia of Oil and Gas, articol, pagina 3
Descriere - echilibru de fază
Descrierea matematică a dinamicii coloanei de distilare conține: ecuații ale bilanțurilor materiale și termice; ecuații care descriu mecanismul de interacțiune dintre fazele de vapori și lichide pe tăvi individuale; ecuații pentru descrierea echilibrului de fază. [31]
În aceste lucrări, s-a demonstrat experimental că regula fazei Gibbs poate fi aplicată sistemelor polimer-solvent și că echilibrele de fază din acestea pot fi caracterizate prin aceleași diagrame de stare care sunt de obicei utilizate pentru a descrie echilibrele de fază în sistemele cu greutate moleculară mică. [32]
Ambele deficiențe nu au o importanță serioasă, deoarece ecuațiile oferă totuși o bună aproximare a coeficienților de activitate pentru, în esență, întreaga gamă de compoziții și, după cum a arătat un test pe sistemul acetonă - cloroform - metanol, parametrii obținuți oferă o bună aproximare. adecvarea în descrierea echilibrului de fază al amestecului ternar specificat . [33]
Analiza potențialului celular este efectuată într-o anumită ordine. Descrierea echilibrelor de fază face posibilă exprimarea potențialului celulei în termeni de potențiale electrochimice ale componentelor în soluții din apropierea electrozilor. Pentru a obține rezultate utilizabile, aceste potențiale electrochimice trebuie să fie legate între ele, ceea ce se face de obicei luând în considerare procesele de transport din zona de contact. [34]
MNOP, aliajele constau din faze solide și lichide. Din descrierea echilibrelor de fază la o temperatură dată folosind curbe de energie liberă, rezultă că la orice temperatură dată în intervalul dintre punctele de topire ale componentelor A și B, compozițiile fazelor solide și lichide aflate în echilibru între ele sunt destul de bune. definit; deci, latemperatura T4 ( vezi Fig. Dacă, totuși, nu modificați temperatura și o mențineți egală cu T3, atunci compoziția aliajelor poate fi schimbată din punctul p în punctul q fără a modifica starea sistemului în care solidul și rămân faze lichide; compozițiile sunt reprezentate prin punctele p și q , iar cantitățile relative în greutate depind de compoziția aliajului [35]
Ecuația NRTL, ca și ecuația Wilson, permite să descriem echilibrul de fază în sistemele neideale, dar poate fi folosită și pentru a descrie echilibrul de fază lichid-lichid-vapor al soluțiilor de separare. Ecuația este, de asemenea, potrivită pentru descrierea echilibrului fază lichid-lichid. UNIQUAC, care a folosit teoria rețelei cvasi-chimice a lui Guggenheim. În ecuația propusă, mărimile gE și y includ părțile combinatorii și reziduale. [36]
Este recomandabil în primul rând să se ia în considerare aplicabilitatea la sistemele cu participarea componentelor cu greutate moleculară mare a acelor tipuri principale de diagrame de fază (diagrame de stare) care sunt caracteristice sistemelor cu greutate moleculară mică. Se știe că o descriere analitică (pur matematică) a echilibrului de fază pentru amestecurile cu greutate moleculară mică este posibilă numai pentru cazuri excepționale (limitative) și se limitează de obicei la estimarea compoziției amestecurilor eutectice. În alte cazuri, recurg la metodele de analiză geometrică a sistemelor. [37]
Vidal a formulat în 1979 reguli de amestecare de un nou tip, bazate pe modele locale de compoziție, care transmit cu succes asimetria concentrațiilor. Gibbs ( Y - pentru amestecuri lichide și poate îmbunătăți semnificativ descrierea echilibrelor de fază. Esența abordării este că valorile soluției lichide, obținute de la W. Wilson, sunt echivalate, GKT ( 1Chop - Cap1ot) Tm Nashya eoiaiop), CM AS ( TsMUyeshi O. [38]
Relația dintre comportamentul liniilor de distilare șiNatura echilibrului de fază, care este reflectată, în special, de diagrama varietatilor izotermo-izobarice, face posibilă, conform datelor privind echilibrul lichid - vapori, să se stabilească comportamentul liniilor de distilare în apropierea tuturor punctelor singulare. a sistemului, pentru a construi o diagramă calitativă închisă a liniilor de distilare și, prin urmare, pentru a afla natura fluxului proceselor de distilare. Pe de altă parte, diagrama liniilor de distilare în sine oferă o descriere directă a echilibrelor de fază, deoarece liniile de distilare sunt linii vectoriale ale câmpului nod. Remarcăm în trecere că discuția despre diagramele de fază, de exemplu, sistemele cu 4 componente, și studiul proprietăților lor azeotrope sunt efectuate mai convenabil pe diagramele liniilor de distilare, deoarece sunt mai ușor de descris și citit decât diagramele de izoterm-izobar. suprafete. [39]
Pentru fiecare dintre ecuațiile de stare propuse anterior, există o serie de restricții mai mult sau mai puțin serioase privind tipurile de substanțe, gama de condiții sau faze admise. Unele ecuații sunt mai potrivite pentru descrierea funcției RTH, altele pentru descrierea echilibrului de fază și altele pentru reprezentarea abaterilor de entalpie sau entropie. Probabilitatea de a crea o anumită ecuație universală de stare de complexitate medie este foarte mică. [40]
Grupul de hidrocarburi C5 peste punctul de fierbere este împărțit în fracții, fiecare dintre acestea fiind considerată o componentă a sistemului. Această abordare face posibilă operarea cu un număr rezonabil de componente ale amestecului, practic fără pierderi de precizie în descrierea echilibrului de fază al sistemului și a proprietăților termofizice ale fazelor. Împărțirea grupului C5 în fracții face posibilă rezolvarea acestei probleme și descrierea corectă atât a raportului cantitativ dintre fazele de vapori și fazele lichide, cât și a compozițiilor și proprietăților fizice ale acestora. [41]
Aliajele utilizate în inginerie conțin mai mult de două componente. Compoziția majorității claselor de oțel include, alături de fier și carbon, așa-numitele elemente de aliere - Mn, Cr, Ni, Si, etc. Mai multe elemente sunt de obicei incluse în aliajele pe bază de cupru, staniu, aluminiu și multe alte elemente non- metale feroase. Pentru a descrie echilibrele de fază în aliaje reale, în multe cazuri este suficient să cunoaștem diagramele de stare pentru sistemele formate din trei componente principale, de exemplu, pentru oțelurile inoxidabile din fier, crom și nichel. [43]
Pe lângă faptul că este cel mai comun compus din natură, apa diferă de alți compuși destul de obișnuiți prin gradul ridicat de asociere moleculară și rezistența mare la descompunere. Datorită primei dintre aceste proprietăți, este imposibil să descrii cu acuratețe apa folosind ecuația de stare de mai sus, iar din cauza celei de-a doua, gradul de disociere în ioni a substanțelor anorganice dizolvate în apă poate fi diferit. Prin urmare, pentru a descrie cu precizie echilibrul de fază al sistemelor apoase, trebuie luat în considerare echilibrul chimic al asocierii moleculare și al disocierii ionice. [44]