92

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московская государственная академия

тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова

Серафимов Л.А., Фролкова А.К.

Термодинамико-топологический анализ фазовых диаграмм как основа синтеза схем разделения Учебное пособие для самостоятельной работы студентов

Москва

2004 г.

УДК 661.7 (0.75.8)

Серафимов Л.А., Фролкова А.К.

Термодинамико-топологический анализ фазовых диаграмм как основа синтеза схем разделения.

Учебное пособие для самостоятельной работы студентов.

-М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2004. - 90 с.

Данное учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов, обучающихся в магистратуре по направлению 550800 «Химическая технология и биотехнология» (магистерские программы 550801 «Химическая технология продуктов основного органического и нефтехимического синтеза», 550809 «Химическая технология топлива и газа», 550819 «Теоретические основы химической технологии).

Пособие включает изложение основного лекционного материала, содержащего основные понятия термодинамики парожидкостного равновесия многокомпонентных систем и алгоритм термодинамико-топологического анализа структур фазовых диаграмм, а также основные подходы к синтезу принципиальных технологических схем разделения многокомпонентных неидеальных смесей на основе термодинамико-топологического анализа структур фазовых диаграмм. Рассмотрены различные разделительные комплексы, вопросы их стационарной работы и выбора энергосберегающих схем.

© МИТХТ им. М.В. Ломоносова

Содержание

1. Подсистемы химико-технологической системы. Классификация свойств. Диаграммы состав - свойство 4

2. Термодинамические закономерности и моделирование фазовых равновесий 16

2.1. Термодинамические основы фазовых равновесий в многокомпонентных неидеальных системах 18

2.2. Математическое моделирование фазовых равновесий 24

3. Локальные закономерности структур фазовых диаграмм 26

3.1. Процессы, протекающие в поле градиента скалярного свойства 26

3.2. Процесс равновесного открытого испарения 29

4. Нелокальные закономерности диаграмм фазового равновесия (на примере систем "жидкость-пар") 34

5. Классификация диаграмм и их преобразования при варьировании давления (температуры) 38

5.1. Классификация диаграмм трех- и четырехкомпонентных систем 38

5.2. Тангенциальная азеотропия и биазеотропия 41

6. Уравнение процесса ректификации, его анализ. Синтез принципиальных схем ректификации 48

6.1. Уравнение ректификации. Векторные поля рабочих нод и движущей силы процесса 48

6.2. Общие подходы к синтезу технологических схем разделения. 53

6.3. Методы разделения и принципы их выбора 55

7. Принцип перераспределения полей концентраций между областями разделения и приемы его реализации 58

7.1. Реализация принципа перераспределения полей концентраций в процессах ректификационного разделения жидких смесей за счет варьирования внешних параметров 59

7.2. Реализация принципа перераспределения полей концентраций при разделении смесей с различными особенностями фазового поведения 66

7.3. Реализация принципа перераспределения полей концентраций при сочетании различных процессов 68

7.4. Реализация принципа перераспределения полей концентраций в процессах с разделяющими агентами 72