化工熱力學(xué)大作業(yè)1、計(jì)算101.3kPa下，乙醇（1）-水（2）體系汽液平衡數(shù)據(jù)泡點(diǎn)溫度和組成的計(jì)算計(jì)算氣液平衡數(shù)據(jù)方法（步驟：1C2H5OHωantonioC2H5OHH2OA1,B1,C1,A2,B2,C222P總=101.325kpaantonio方程lnpsA

B i 進(jìn)入3

i i TCi3、假設(shè)x1，x2 數(shù)據(jù)，從小到大假設(shè)，并取 0.01 為間隔，逐次遞增，由2，并另各Vi

初值均為1，進(jìn)入4Bi4Tantonio方程i

Ai

iPs1Ps25TT5NRTLγi66T、Pi7xPSsy7

iii Vi

計(jì)算y1、y2，進(jìn)入88、計(jì)算y1+y2的值，并判斷是否進(jìn)行迭代9、將yi歸一化，利用混合物維里方程（計(jì)算混合物逸度系數(shù)的維里方程）結(jié)合混合規(guī)則計(jì)算各i

，返回7028612112Ty1+y21Ty1+y21T值變大，并返回413、得出T、所有yi值，并列出表格，進(jìn)入1414、將所有按從小到大順序假設(shè)的Xi值所對(duì)應(yīng)的Yi值求出，并作出T-X-Y圖，進(jìn)入1515、結(jié)束露點(diǎn)溫度和組成的計(jì)算Py

ii xx/ xi PSs i i iii i i露點(diǎn)溫度T，液相組成x1，x2 xn采用以下流程計(jì)算：可得到露點(diǎn)溫度和組成計(jì)算過(guò)程運(yùn)用Aspen軟件計(jì)算選擇模板為lhc；ne為物性分析y，組分52為乙醇（CH52

OH）和水（H

O）物性方法為NRTL-RK250kmol/h25。設(shè)定可調(diào)變量為乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)，變化范圍0—1，增量為0.05，則可取20個(gè)點(diǎn)。選擇物性參數(shù)露點(diǎn)溫度）及泡點(diǎn)溫度，溫度均為℃。最后以乙醇摩爾分?jǐn)?shù)為X坐標(biāo)，露點(diǎn)溫度及泡點(diǎn)溫度Y坐標(biāo)，得到下表及下圖。乙醇取不同摩爾分率時(shí)對(duì)應(yīng)的不同泡點(diǎn)溫度及露點(diǎn)溫度表PropertiesAnalysisPT -1(GENERIC)Results101

TOTALTTOTALTBUB9CERU9AR9EPMET880 0.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.95 1MOLEFRACETHAN-01判斷是否有共沸組成并計(jì)算該點(diǎn)組成及溫度；并與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比487487387CC2ER2U

PropertiesAnalysisPT-1(GENERIC)ResultsResultsTOTALTDEWTOTALTBUB7T7AE57RPE57E1T71870870.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92MOLEFRACETHAN-01

0.94 0.96 0.98又圖可得，在X=0.9時(shí)泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線相交，表明有共沸點(diǎn)。共沸點(diǎn)的組成為乙醇摩爾分率0.9，水的摩爾分率0.15，共沸溫度為78.15℃。查表101.325KPa0.894378.15℃。兩者數(shù)據(jù)接近。20wt%稀酒精得到無(wú)水乙醇以作為汽車(chē)燃料？1、生物質(zhì)吸附法1、生物質(zhì)吸附法淀粉質(zhì)、纖維素質(zhì)等生物質(zhì)對(duì)水都有一定的選擇吸附性，研究表明，生物質(zhì)選擇性吸附水，起主要作用的是淀粉，纖維素、半纖維素等生物成分也有一定的吸附性能，但吸附容量較?。坏矸圪|(zhì)吸附效果好，吸附容量能滿(mǎn)足工業(yè)需要，美國(guó)用玉米粉作為燃料乙醇脫水的吸附劑。淀粉質(zhì)、纖維素質(zhì)等生物質(zhì)對(duì)水都有一定的選擇吸附性，研究表明，生物質(zhì)選擇性吸附水，起主要作用的是淀粉，纖維素、半纖維素等生物成分也有一定的吸附性能，但吸附容量較小；淀粉質(zhì)吸附效果好，吸附容量能滿(mǎn)足工業(yè)需要，美國(guó)用玉米粉作為燃料乙醇脫水的吸附劑。2、共沸精餾法2、共沸精餾法共沸精餾(恒沸精餾)工藝是在常壓無(wú)法制取無(wú)水乙醇的情況下,通過(guò)向乙醇-水溶液添加夾帶劑(如苯、環(huán)己烷、戊烷等)進(jìn)行精餾的,夾帶劑與乙醇溶液中的乙醇和水形成三元共共沸精餾(恒沸精餾)工藝是在常壓無(wú)法制取無(wú)水乙醇的情況下,通過(guò)向乙醇-水溶液添加夾帶劑(如苯、環(huán)己烷、戊烷等)進(jìn)行精餾的,夾帶劑與乙醇溶液中的乙醇和水形成三元共沸物,可獲得純度很高的乙醇。78.378.15W﹪)沸物,生產(chǎn)操作不當(dāng)時(shí)會(huì)引起環(huán)境污染。水0.046要大得多。故只要有足量的環(huán)己烷作為夾帶劑，在精餾時(shí)水將全部集中于三元生產(chǎn)操作不當(dāng)時(shí)會(huì)引起環(huán)境污染。3、萃取精餾法3、萃取精餾法萃取精餾法是通過(guò)加入某種添加劑來(lái)改變?cè)芤褐幸掖己退南鄬?duì)揮發(fā)度,從而使原料系、分離成本降低。鹽的種類(lèi)、溶劑比、原料進(jìn)料位置等的不同對(duì)精餾有很大的影響。溶鹽萃取劑在溶劑比為1.2時(shí)可得99.7%的無(wú)水乙醇產(chǎn)品,而加堿萃取劑在溶劑比為1時(shí)即可得到同樣的產(chǎn)品。加堿萃取精餾過(guò)程可以在溶劑比下降20%的情況下，得到相同質(zhì)量的產(chǎn)品。萃取精餾塔內(nèi)液體負(fù)荷降低、塔板效率提高,溶劑回收過(guò)程處理量減少。萃取精餾法因具有低能耗、無(wú)污染、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。萃取精餾法是通過(guò)加入某種添加劑來(lái)改變?cè)芤褐幸掖己退南鄬?duì)揮發(fā)度,從而使原料系、分離成本降低。鹽的種類(lèi)、溶劑比、原料進(jìn)料位置等的不同對(duì)精餾有很大的影響。溶鹽萃取劑在溶劑比為1.2時(shí)可得99.7%的無(wú)水乙醇產(chǎn)品,而加堿萃取劑在溶劑比為1時(shí)即可得到同樣的產(chǎn)品。加堿萃取精餾過(guò)程可以在溶劑比下降20%的情況下，得到相同質(zhì)量的產(chǎn)品。萃取精餾塔內(nèi)液體負(fù)荷降低、塔板效率提高,溶劑回收過(guò)程處理量減少。萃取精餾法因具有低能耗、無(wú)污染、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。4、膜分離法4、膜分離法膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能、無(wú)污染的特點(diǎn),是一種很有前景的新技術(shù),分為滲透汽化和蒸氣滲透。滲透汽化(Pervaporation。簡(jiǎn)稱(chēng)PV)是在液體混合物中組分蒸汽壓差推動(dòng)下，利用組分通過(guò)膜的溶解與擴(kuò)散速率的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程。滲透汽化作為一種新興膜分離技術(shù)，由于具有相變質(zhì)量小、效率高、能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝放大效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在化學(xué)工業(yè)、石油化工、食品工業(yè)、制藥工業(yè)和環(huán)境保護(hù)中得到應(yīng)用，尤其在酒類(lèi)生產(chǎn)、醇類(lèi)脫水和化學(xué)藥劑、食品中成分分析、酯水體系分離等領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用。滲透汽化利用膜對(duì)液體混合物中各組分溶解擴(kuò)散性能的不同而實(shí)現(xiàn)其分離的,是膜分離技術(shù)的熱點(diǎn)研究,適宜于用蒸餾法分離分離難以分離或不能分離的近沸物、共沸物。滲透汽化過(guò)程中存在濃差極化和膜污染等問(wèn)題，特別在發(fā)酵生產(chǎn)中發(fā)酵副產(chǎn)物(如無(wú)機(jī)鹽離子)、死細(xì)胞、非揮發(fā)性代謝產(chǎn)物的累積不利于生物反應(yīng)器的連續(xù)運(yùn)行，并且受到膜的強(qiáng)度、耐久性以及膜組件性能的制約，其生產(chǎn)規(guī)模比較小。滲透通量和分離因子是衡量膜性能的2個(gè)重要指標(biāo)。膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能、無(wú)污染的特點(diǎn),是一種很有前景的新技術(shù),分為滲透汽化和蒸氣滲透。滲透汽化(Pervaporation。簡(jiǎn)稱(chēng)PV)是在液體混合物中組分蒸汽壓差推動(dòng)下，利用組分通過(guò)膜的溶解與擴(kuò)散速率的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程。滲透汽化作為一種新興膜分離技術(shù)，由于具有相變質(zhì)量小、效率高、能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝放大效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在化學(xué)工業(yè)、石油化工、食品工業(yè)、制藥工業(yè)和環(huán)境保護(hù)中得到應(yīng)用，尤其在酒類(lèi)生產(chǎn)、醇類(lèi)脫水和化學(xué)藥劑、食品中成分分析、酯水體系分離等領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用。滲透汽化利用膜對(duì)液體混合物中各組分溶解擴(kuò)散性能的不同而實(shí)現(xiàn)其分離的,是膜分離技術(shù)的熱點(diǎn)研究,適宜于用蒸餾法分離分離難以分離或不能分離的近沸物、共沸物。滲透汽化過(guò)程中存在濃差極化和膜污染等問(wèn)題，特別在發(fā)酵生產(chǎn)中發(fā)酵副產(chǎn)物(如無(wú)機(jī)鹽離子)、死細(xì)胞、非揮發(fā)性代謝產(chǎn)物的累積不利于生物反應(yīng)器的連續(xù)運(yùn)行，并且受到膜的強(qiáng)度、耐久性以及膜組件性能的制約，其生產(chǎn)規(guī)模比較小。滲透通量和分離因子是衡量膜性能的2個(gè)重要指標(biāo)。5、分子篩吸附法分子篩對(duì)H2O、NH3、H2S、CO2等高極性分子具有很強(qiáng)的親和力,特別是對(duì)水,在低分壓分子篩對(duì)H2O、NH3、H2S、CO2等高極性分子具有很強(qiáng)的親和力,特別是對(duì)水,在低分壓或低濃度、高溫等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。分子篩可用于高溫吸附,用于乙或低濃度、高溫等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。分子篩可用于高溫吸附,用于乙醇脫水的典型分子篩為間隙通道的平均?為0.3nm,水分子的?為0.28nm,能進(jìn)入分子篩的內(nèi)部?醇脫水的典型分子篩為間隙通道的平均?為0.3nm,水分子的?為0.28nm,能進(jìn)入分子篩的內(nèi)部?0.44nm度高,勞動(dòng)強(qiáng)度小,產(chǎn)品質(zhì)量好,無(wú)環(huán)境污染,適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn),但再生時(shí)能耗較高。[1].劉鐵男.[1].劉鐵男.中國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].中國(guó)