Учебная работа № /3452. «Диплом Фаза, фазовая траектория, фазовое пространство

Выдержка из похожей работы

ru/
Магистерская диссертация
Исследование структуры диаграммы фазового равновесия системы бензол-перфторбензол-метилэтилкетон при изменении давления

Введение
На кафедре Химии и технологии основного органического синтеза МИТХТ им, М,В, Ломоносова в течение последнего десятилетия проводятся исследования, направленные на выявление трехкомпонентных систем с двумя тройными азеотропами, На сегодняшний момент найдены 6 таких систем, 5 из которых содержат биазеотропную составляющую бензол — перфторбензол и в качестве третьего компонента метилпропионат, третичный амиловый спирт, этанол, н-пропанол, изобутиловый спирт, а система диэтиламин — хлороформ — метанол включает моноазеотропные составляющие [1-8],
Л,А, Серафимовым и Т,В, Челюскиной создана классификация тройных биазеотропных систем, насчитывающая 74 типа диаграмм [8],
Биазеотропные системы могут быть обнаружены как натурным экспериментом, так и с помощью математического моделирования на основе уравнений локальных составов,
Одной из задач, связанных с биазеотропией, является воспроизведение различных типов диаграмм, содержащих биазеотропные составляющие, с помощью математического моделирования,
На данный момент актуально расширение множества биазеотропных смесей, содержащих реальные вещества, В связи с этим целью данной работы является исследование структуры диаграммы фазового равновесия системы бензол (Б) — перфторбензол (ПФБ) — метилэтилкетон (МЭК), образованной близкокипящими компонентами, при изменении давления, Для этого необходимо решить следующие задачи:
ь выбрать математическую модель, дающую адекватное описание экспериментальных данных по парожидкостному равновесию (ПЖР, и оценить надежность параметров выбранной модели;
ь провести математическое моделирование ПЖР и азеотропии в бинарных и тройной системах;
ь определить класс, тип и подтип структуры диаграммы фазового равновесия системы Б-ПФБ-МЭК при различных давлениях;
ь исследовать эволюцию структуры диаграммы фазового равновесия системы Б-ПФБ-МЭК при варьировании давления,
Сложная топологическая структура бинарных биазеотропных систем требует новых подходов к исследованию и моделированию парожидкостного равновесия, Одна из проблем — это выбор адекватной математической модели для описания ПЖР в таких системах, Основные трудности при изучении фазового равновесия в биазеотропных системах связаны с малой разницей составов равновесных фаз, а также близостью температур кипения практически всех составов тройной смеси,
Моделирование парожидкостного равновесия осуществлялось с использованием уравнения Вильсона с допущением идеального поведения паровой фазы вдали от критических условий, При выборе математической модели руководствовались рекомендациями по применению тех или иных моделей для описания ПЖР систем различной природы [9], По экспериментальным данным, приведенным в литературе, и псевдоэкспериментальным данным (UNIFAC) с включением точек азеотропов нами оценены малые параметры уравнения Вильсона для всех бинарных составляющих системы Б-ПФБ-МЭК, С использованием полученных параметров проведено математическое моделирование фазового равновесия жидкость-пар в бинарных составляющих тройной системы; определены характеристики бинарных азеотропов, В результате выбраны надежные параметры, с помощью которых смоделировано парожидкостное равновесие в системе Б-ПФБ-МЭК при различных давлениях,
Выбор исходных составов выполнялся по методу секущих и сечений, В данной работе было просчитано 500 точек составов жидкой фазы, Результаты математического моделирования ПЖР при атмосферном давлении и давлении 500 мм рт, ст, в системе бензол — перфторбензол — метилэтилкетон представлены ходом изо-линий (Т=const, Кi=const) в концентрационном треугольнике, что позволило выявить наличие тройных азеотропов в исследуемой системе, локализовать и определить их тип, На основании полученных результатов построены структуры диаграмм дистилляционных линий, Установлены классы, типы и подтипы структур диаграмм; исследована эволюция структуры диаграммы фазового равновесия системы Б-ПФБ-МЭК при варьировании давления,
Работа выполнена на кафедре Химии и технологии основного органического синтеза Московского государственного университета тонких химических технологий имени М»