Σχεδιασμός Διεργασιών: Θερμοδυναμικές ιδιότητες - Ισορροπία φάσεων - Ισορροπία Χημικών Αντιδράσεων. Επαμεινώνδας Βουτσάς Νοέμβριος 2016

Σχετικά έγγραφα
Πρόρρηση Ισορροπίας Φάσεων. Υψηλές Πιέσεις

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΜΑΔ, 2013

Ακρίβεια αποτελεσμάτων σχεδιασμού διεργασιών ΜΑΔ, 2013

Ισορροπία Υγρού-Υγρού ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Πρόρρηση. Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων Μιγμάτων

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

Έκφραση της Ισορροπίας φάσεων ατμών υγρού με τη βοήθεια του Aspen plus

Πρόρρηση. Φυσικών Ιδιοτήτων Μιγμάτων

Είδη ΙΦΥΥ δυαδικών μιγμάτων

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 4: Θερμοχημεία Χημική Ενέργεια Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

Υδατική Χηµεία-Κεφάλαιο 3 1

3 Η ΣΕΙΡΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ - PC-LAB ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ: ΑΣΚΗΣΗ 1 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΝΑΔΑΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ

Φυσικοί μετασχηματισμοί καθαρών ουσιών

ΒΑΣΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΙΦ - ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΣΤΑΚΤΙΚΩΝ ΣΤΗΛΩΝ ΜΑΔ, 2013

Οδηγίες χρήσης Aspen Plus 7.1

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 6 η : Θερμοχημεία Χημική ενέργεια. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

panagiotisathanasopoulos.gr

ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Equilibrium or Flash Distillation

Ιωάννης Πούλιος, Καθηγητής Εργ. Φυσικοχημείας Α.Π.Θ. Τηλ

ΚΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΙΙ. Μ. Κροκίδα

Ιδιότητες Μιγμάτων. Μερικές Μολαρικές Ιδιότητες

Σύνοψη ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Χημική αντίδραση : a 1. + α 2 Α (-a 1 ) A 1. +(-a 2

ΤΕΧΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΠΟΣΤΑΚΤΙΚΗ ΣΤΗΛΗ : Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής. Σκεφθείτε και δικαιολογήσετε τη σωστή απάντηση κάθε φορά)

2ο Σύνολο Ασκήσεων. Λύσεις 6C + 7H 2 C 6 H H διαφορά στο θερμικό περιεχόμενο των προϊόντων και των αντιδρώντων καλείται

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 24 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΦΑΣΕΩΝ ΑΠΟ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

Βασικοί Υπολογισµοί Ισορροπίας Φάσεων Ατµών Υγρού

Υπολογισμός & Πρόρρηση. Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων

5.3 Υπολογισμοί ισορροπίας φάσεων υγρού-υγρού

14. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 9 η : Μεταφορά Μάζας

Σταθερά χημικής ισορροπίας K c

ΚΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΙΙ. Μ. Κροκίδα

Χηµεία Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 2001

Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο

Ογκομετρική (PVT) συμπεριφορά καθαρών ρευστών

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις , να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο

ΠΟΛΥΦΑΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

Θερμόχήμεία Κεφάλαιό 2 ό

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

ΧΗΜΕΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ε. Παυλάτου, 2017 ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C.

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) 1 η Άσκηση 1000 mol ιδανικού αερίου με cv J mol -1 K -1 και c

Παράδειγμα 2-1. Διαχωρισμός νερού- αιθανόλης

Η ψύξη ενός αερίου ρεύματος είναι δυνατή με αδιαβατική εκτόνωση του. Μπορεί να συμβεί:

ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕΡΟΣ Β Η ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΑΠΛΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΧΗΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ (ΘΧΜ) 1. ΣΚΟΠΟΣ και ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ 2. ΘΕΜΕΛΙΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εντροπία Ελεύθερη Ενέργεια

ΧΗΜΕΙΑ Β ΤΑΞΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

Θεωρητική Εξέταση. Τρίτη, 15 Ιουλίου /3

Τμήμα Χημείας Μάθημα: Φυσικοχημεία Ι Εξέταση: Περίοδος Ιουνίου (21/6/2017)

ΘΕΜΑ 1 0 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση σε κάθε μία από τις επόμενες ερωτήσεις:

6.2. ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ, ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΕΣ

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΜΗΔΕΝΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ. Μονάδες - Τάξεις μεγέθους

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ÖñïíôéóôÞñéï Ì.Å ÅÐÉËÏÃÇ ÊÁËÁÌÁÔÁ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 4: Θερμοδυναμική και Κινητική της Δομής. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. O αριθμό οξείδωσης του Mn στις ενώσεις MnO2, K2MnO4, KMnO4 είναι αντίστοιχα: α. 4, 5, 7 β. 7, 4, -3 γ. 6, 0, 7 δ.

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 6-ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ (Μεταβατικές) ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΡΓΟ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Στις εξισώσεις σχεδιασμού υπεισέρχεται ο ρυθμός της αντίδρασης. Επομένως, είναι βασικό να γνωρίζουμε την έκφραση που περιγράφει το ρυθμό.

ΦΥΣΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Παππάς Χρήστος. Επίκουρος καθηγητής

Energy resources: Technologies & Management

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Για αραιά διαλύματα : x 1 0 : μ i = μ i 0 RTlnx i χ. όπου μ i φ =μ i 0 χ

4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier

ΚΛΑΣΙΚΗ (ΧΗΜΙΚΗ) ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας,

ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΑ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Energy resources: Technologies & Management

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) H 298

Τ, Κ Η 2 Ο(g) CΟ(g) CO 2 (g) Λύση Για τη συγκεκριμένη αντίδραση στους 1300 Κ έχουμε:

Διατύπωση μαθηματικών εκφράσεων για τη περιγραφή του εγγενούς ρυθμού των χημικών αντιδράσεων.

2.1 Μεταβολή ενέργειας κατά τις χημικές μεταβολές Ενδόθερμες - εξώθερμες αντιδράσεις Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ. 3. Σε κλειστό δοχείο εισάγεται μείγμα των αερίων σωμάτων Α και Β, τα οποία αντιδρούν στους θ 0 C

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙ

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΧΗΜΕΙΑ Β ΤΑΞΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

Ισορροπία φάσεων σε υδατικά διαλύματα που περιέχουν ελαφρείς υδρογονάνθρακες και παρεμποδιστές υδριτών. Πετροπούλου Ειρήνη

* Επειδή μόνο η μεταφορά θερμότητας έχει νόημα, είτε συμβολίζεται με dq, είτε με Q, είναι το ίδιο.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 11 η : Χημική ισορροπία. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Πείραμα 2 Αν αντίθετα, στο δοχείο εισαχθούν 20 mol ΗΙ στους 440 ºC, τότε το ΗΙ διασπάται σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: 2ΗΙ(g) H 2 (g) + I 2 (g)

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις , να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Σφαιρικές συντεταγμένες (r, θ, φ).

Μηχανική και Ανάπτυξη Διεργασιών 7ο Εξάμηνο, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΥΓΡΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗ

Transcript:

Σχεδιασμός Διεργασιών: Θερμοδυναμικές ιδιότητες - Ισορροπία φάσεων - Ισορροπία Χημικών Αντιδράσεων Επαμεινώνδας Βουτσάς Νοέμβριος 06

Μίγμα μεθανόλης (40% mle) και νερού εξέρχεται από εναλλάκτη θερμότητας σε πίεση 8 bar και θερμοκρασία 50 C. Ποια είναι η κατάσταση του ρεύματος;

4 t 50 C 0 (bar) 8 6 4 0 0. 0. 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 x,y methanl

Δεδομένα θερμοδυναμικών/θερμοφυσικών ιδιοτήτων Τα δεδομένα θερμοφυσικών/θερμοδυναμικών ιδιοτήτων καθώς και μεθόδων υπολογισμού τους είναι η πρώτη ύλη της διαδικασίας του σχεδιασμού μια χημικής διεργασίας Η διαδικασία λήψης αυτών των στοιχείων κοστίζει χρήματα (ανάκτηση δεδομένων από μια τράπεζα δεδομένων, υπολογισμός τους με ένα μοντέλο, πειραματικές μετρήσεις). Μόνο αν η χρήση αυτών των δεδομένων οδηγεί σε μια καλύτερη διαδικασία ή καλύτερο σχεδιασμό του προϊόντος, θα αποσβεσθούν ή και θα υπερκαλυθφούν αυτές οι δαπάνες. ΕΡΩΤΗΣΗ: Χρειαζόμαστε επιπλέον δεδομένα?

Οι προσομοιωτές διεργασιών (prcess smulatrs) έχουν ενσωματωμένες βάσεις δεδομένων για ιδιότητες και παραμέτρους μοντέλων για τον υπολογισμό τους. Με μερικά «κλικ» ο προσομοιωτής είναι έτοιμος για τον υπολογισμό. Προφανώς, χωρίς να χρειάζεται να ανησυχούμε για την ποιότητα των δεδομένων, ο προσομοιωτής θα δώσει αποτελέσματα. Ο ρυθμός ροής του αιθυλβενζολίου από τον πυθμένα της δεύτερης στήλης διαφέρει μεταξύ,90 και 8,55 kml/ώρα, ή με άλλα λόγια, κατά έναν παράγοντα περίπου 3, για μια δεδομένη τροφοδοσία

Για δύσκολους διαχωρισμούς, μικρές αβεβαιότητες στα δεδομένα ισορροπίας φάσεων μπορεί να έχουν τεράστιο αντίκτυπο στο σχεδιασμό, π.χ. μιας αποστακτικής στήλης. Για ένα διαχωρισμό με α., ένα σφάλμα 5% στο α οδηγεί σε ένα σφάλμα 00% στον αριθμό των απαιτούμενων δίσκων Επίδραση του σφάλματος στη σχετική πτητικότητα, α(y/x)/(y/x), στον ελάχιστο αριθμό θεωρητικών δίσκων μιας αποστακτικής στήλης

Διάγραμμα φάσεων (T) για καθαρό συστατικό SOLID Crtcal nt Supercrtcal lud (SF) LIQUID VAOR Trple nt T

Διάγραμμα φάσεων (V) για καθαρό συστατικό c Tc Vc V

Πίεση κορεσμού Τάση ατμών Η καμπύλη Clausus Clapeyrn αναπαριστά την ισορροπία φάσεων ατμούυγρού (VLE) καθαρού συστατικού Ο κορεσμός είναι συνώνυμος της ΙΦ ατμών-υγρού (VLE) Ατμός είναι κορεσμένος όταν η σχηματιστεί η πρώτη σταγόνα υγρού (dew pnt) Υγρό είναι κορεσμένο όταν η σχηματιστεί η πρώτη φυσαλίδα ατμού(bubble pnt) Κλάσμα ατμού: το κλάσμα μάζας της λιγότερο πυκνής φάσης (ατμός) σε σχέση με την ολική μάζα Οι πίνακες υδρατμών (steam tables) δίνουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για το νερό Τάση ατμών και σημεία βρασμού Clausus Clapeyrn Ημι-εμπειρικές εξισώσεις: Antne ln p 0 m b T ln p 0 A B T C Τα m, b και τα A, B και C εξαρτώνται από το ρευστό και τις μονάδες

Κανόνας φάσεων του Gbbs Οι μεταβλητές που περιγράφουν μια διεργασία είναι Εκτατικές (εξαρτώνται από το μέγεθος του συστήματος) Εντατικές (δεν εξαρτώνται) Ο αριθμός των εντατικών μεταβλητών που μπορούν να ορισθούν ανεξάρτητα ονομάζονται βαθμοί ελευθερίας (F) F + C r S C Cσυστατικά και φάσεις, rανεξάρτητες αντιδράσεις, SCειδικοί περιορισμοί

Εξισώσεις ισορροπίας φάσεων (π φάσεις, m συστατικά) T T... T............ m m m

Ισορροπία φάσεων μέσω της τάσης διαφυγής (ugacty, ) m m m T T T ˆ... ˆ ˆ... ˆ... ˆ ˆ......

VLE σε δυαδικά μίγματα T cst cst LIQUID bubble yr B x VAOR b B A 0 x, y dew A z cst LIQUID bubble j cst C T T B VAOR dew bubble T x b LIQUID T yr B A 0 x, y A T dew d T b T VAOR

Συντελεστής τάσης διαφυγής και ισορροπία ˆ j ˆ x ˆ Οι τάσεις διαφυγής είναι πιο εύχρηστες από τα χημικά δυναμικά... Η ισορροπία φάσεων περιγράφεται από τους συντελεστές τάσης διαφυγής Το φ είναι όταν η τάση διαφυγής είναι ίση με τη μερική πίεση (ιδανική ατμώδης φάση) Η τάση διαφυγής μπορεί να θεωρηθεί ως παράγοντας διόρθωσης στην μερική πίεση (eectve partal pressure)

Ισορροπία φάσεων μέσω των συντελεστών τάσης διαφυγής (η προσέγγιση φ-φ) Η περίπτωση της ισορροπίας φάσεων ατμού-υγρού (VLE) L V jˆ x jˆ y,,..., m

Κατηγοριοποίηση Κ.Ε. Vral Αντιστοίχων καταστάσεων Κυβικές Κ.Ε.: η «οικογένεια» van der Waals Van der Waals Save Redlch Kwng eng Rbnsn Vlume translatn (όταν υπολογίζουμε πυκνότητες) Advanced Κ.Ε. (βασισμένες στη «θεωρία διαταραχών» - perturbatn thery) Η Κ.Ε. SAFT και οι παραλλαγές της

Κυβικές Κ.Ε. Χρησιμοποιούνται ευρέως, απλές, γρήγορες, επιλύονται αναλυτικά Επεκτείνονται εύκολα σε δυαδικά και πολυσυστατικά μίγματα Η επιλογή των κανόνων ανάμιξης είναι κρίσιμη Όλες ανήκουν στην «οικογένεια» vdw RT v b v a Οι παράμετροι των καθαρών συστατικών υπολογίζονται από: V C V C 0

Save Redlch Kwng (SRK) RT v b v a v b a c 0.478 ( RT c c ) b 0.08664 RT c c a [ ] + m( - T m 0.480 +.574ω - 0.76 ω r ) * a c

Εφαρμογή Κυβικών Κ.Ε. σε μίγματα Κανόνας ανάμιξης για την παράμετρο a a x x a a ( k ) a a m j j j j j j Κανόνας ανάμιξης για την παράμετρο b b x b b x x b m Τάση διαφυγής (SRK) m j j j ln ˆ V b a a b m m ln ˆ j ln x V b m RT V RTV

Η προσέγγιση γ-φ Ατμώδης φάση ˆ V y ĵ V Υγρή φάση: ˆ L x γ L pure (T, ) L pure p j exp p L v d RT v exp L ( RT p VLE: y ˆ j V p j v exp L ( RT p x Lw y p x

Μοντέλα συντελεστή ενεργότητας RT ln Μοριακά μοντέλα Wlsn UNIQUAC NRTL nt G n E T,, njcst. Μοντέλα συνεισφοράς ομάδων UNIFAC σε προσομοιωτές διεργασιών (π.χ. Aspen) Διαφορετικές εκδόσεις για VLE και LLE Πολλές τροποποίησεις (Lyngby, Drtmund, etc.) Μοντέλα για ηλεκτρολυτικά διαλύματα tzer, electrlyte NRTL

Νόμος Henry για ισορροπίας αερίου-υγρού (GLE) 0 * x as Ατμώδης φάση Υγρή φάση: Επειδή καθαρό συστατικό δεν υπάρχει V V y ĵ ˆ sl L x H x R 0 lm L H x * ˆ d L L ˆ d L x T R, * ˆ V H x y j GLE: Lw H x y

Θερμοδυναμική Χημικών Αντιδράσεων Κινητική vs. Θερμοδυναμική: Διαφορετικά αλλά συναφή Θερμοδυναμική λέει αν ή όχι μια διαδικασία ή μια αντίδραση μπορεί να συμβεί (υπάρχει μείωση στην ελεύθερη ενέργεια -Gbbs) εφαρμόζεται σε συστήματα ευσταθούς ή μετασταθούς ισορροπίας Κινητική πόσο γρήγορα ή αργά μπορεί να συμβεί μια διαδικασία εφαρμόζεται σε συστήματα σε μετάβαση από μη-ισορροπία σε ισορροπία, ή μεταξύ δύο καταστάσεων ισορροπίας κινητική διαδικασία είναι γενικά το πώς θα ξεπεραστεί το εμπόδιο της ενέργειας για να ολοκληρωθεί η μετατροπή από την αρχική (αντιδρώντα) κατάσταση στην τελική (προϊόν) κατάσταση.

G H Τ*S ΔG < 0: αυθόρμητη διεργασία ΔG > 0: μη αυθόρμητη διεργασία

Κατανόηση της ΔG G -G : Η κινητήρια δύναμη Μια θερμοδυναμικά ευνοϊκή αντίδραση ή διαδικασία σημαίνει ΔG <0. Τα προϊόντα είναι σε χαμηλότερη ελεύθερη ενέργεια, ή πιο σταθερά από ό, τι τα αντιδρώντα. Εξαιτίας αυτού, τα αντιδρώντα «θέλουν» να μετατραπούν σε προϊόντα. ΔG < 0: αυθόρμητη διεργασία ΔG ΔH Τ*ΔS ΔG > 0: μη αυθόρμητη διεργασία Κατανόηση της ΔG a : η ενέργεια ενεργοποίησης Είναι η μέγιστη ενέργεια που χωρίζει τις δύο καταστάσεις ισορροπίας. Η υπερνίκηση αυτού του φράγματος αντιπροσωπεύει το κρίσιμο φράγμα για την αντίδραση. Είναι το βήμα που προσδιορίζει το ρυθμό της αντίδρασης. Όσο πιο μεγάλη ενέργεια ενεργοποίησης τόσο πιο μικρός ρυθμός

Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο ισχυρότερη είναι η κινητικότητα των ατόμων / μορίων μεγαλύτερη πιθανότητα για να ξεπεραστεί το φράγμα ενέργειας. Άρα, ένας τρόπος για να επιταχυνθεί η αντίδραση είναι η θέρμανση (προσοχή στην ισορροπία) Ο άλλος τρόπος για να επιταχυνθεί η αντίδραση είναι η χρήση καταλύτη, που μειώνει το ενεργειακό φράγμα

Υπλγισμοί ισρρπίας χημικώv αvτιδράσεωv v A + v A +...+ v k A k 0 v, v,..., v k, ι στιχειμετρικί συvτελεστές της αvτίδρασης R T G - ln K, r p G G G G G v â ˆ K

Υπλγισμοί ισρρπίας χημικώv αvτιδράσεωv d ln K( dt T ) H ( T ) R T H H p - H r H H Εξώθερμες αντιδράσεις: Τ Κ (άρα και της μετατροπής) Εξώθερμες αντιδράσεις: Τ Κ (άρα και της μετατροπής) Εάv δv υπάρχυv διαθέσιμα δεδμέvα ειδικώv θερμτήτωv, είvαι δυvατόv vα γίvει η παραδχή ότι ΔH ο δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία ln K (T) ln K ln K (T ) ( T 0 ) 0 0 H R T - G ( T0 ) G R T R T 0 T 0 ( T 0 )

Πρότυπες εvθαλπίες και πρότυπες ελεύθερες εvέργειες σχηματισμύ επιλεγμέvωv εvώσεωv στυς 98. Κ και σε κατάσταση ιδαvικύ αερίυ, σε atm (kj/ml). 'Εvωση ΔH ΔG Μεθάνιο -74.5-50.59 Αιθάvι -83.8-3.954 Αιθυλέvι 5.50 68.440 Ακετυλέvι 8.0 0.68 Πρπάvι -04.68-4.39 κ-βυτάvι -5.79-6.70 ι-βυτάvι -34.8-0.76 κ-πεvτάvι -46.7-8.765 κ-εξάvι -66.9-0.08 Νερό -4.84-8.59 H S -0.63-33.44 NH 3-45.898-6.400 NO 33.8 5.38 SO -96.84-300. SO 3-395.7-370.95 CO -0.53-37.5 CO -393.5-394.40 Μεθαvόλη -00.94-6.3 Αιθαvόλη -34.95-67.85 Daubert, T.E., Danner, R.. (Eds.) 99. hyscal and Thermdynamc rpertes ure Chemcals. Data Cmplatn, Hemsphere ublshng Crp., New Yrk (extant 99).

Αντιδράσεις στην αέρια φάση v â ˆ K ή e) ή ( y Ιδανικά αέρια διαλύματα: v v K y K ) y (T,, v v v v y y K ˆ / ˆ â ˆ y ˆ

Αντιδράσεις στην υγρή φάση v â ˆ K ή e) ή ( x K x K x v v x ή e) (T, Ιδανικά διαλύματα v x K () ) ( x ˆ â R T -) ( V exp () () R T -) V ( exp K, K, x K x K K K K x

Αντιδράσεις που περιέχουν στερεά α A(s) + b B(g) c C(s) + d D(g) â K â Για μία στερεή υσία η εvεργότητα δίvεται από τη σχέση: â x c C a A â â () () Στη συvήθη περίπτωση, ι στερεές υσίες δεv σχηματίζυv διαλύματα και κατά συvέπεια τα x και γ είvαι ίσα με τη μvάδα. â exp [ V ( ) / R T ] K ( y ( y D B ˆ ˆ D B ) ) d b d D b B K y K ( db )

AT: adensne trphsphate AD: adensne dphsphate : rthphsphate

Πολλαπλές αντιδράσεις CH 4 + H O CO + 3H CO + H O CO + H Ξεκιvώvτας με έvα λόγ 5 mles ατμύ αvά mle μεθαvίυ, vα υπλγιστεί η σύσταση ισρρπίας τυ πρκύπτvτς μίγματς στυς 600 C και atm. K 0.574, K.. Έστω συστατικό τ CH 4, τ H O, 3 τ CO, 4 τ H, και 5 τ CO, και e, e ι τιμές τυ συvτελεστή πρόδυ της πρώτης και της δεύτερης αvτίδρασης αvτίστιχα στηv ισρρπία. Έτσι: N - e N 5 - e - e N 3 e - e N 4 3e + e N 5 e N 6 + e Σε atm, K K y K K y3 y y5 y 3 y y 3 4 y y 4 3 (e e ) ( 3 e e ) N ( e ) ( 5 e e ( e e ( 3 e e e ) ( 5 e 0.574 ) ). e ) e 0.9 και e 0.633 y 0.0, y 0.446, y 3 0.0357, y 4 0.4306, y 5 0.0809.

Οι δέκα χρυσοί κανόνες για μια καλή προσομοίωση. Ελέγξτε τις τάσεις ατμών. Αζεότροπα: Ελέγξτε αν υπάρχουν 3. Επιλέξτε κατάλληλο μοντέλο/μοντέλα για τις ισορροπίες φάσεων που λαμβάνουν χώρα στη διεργασία 4. Ελέγξτε τις πυκνότητες των καθαρών συστατικών και των μιγμάτων σε υδατικά μίγματα η περίσσεια όγκου μπορεί να είναι σημαντική 5. Ελέγξτε τις ενθαλπίες και τις ειδικές θερμότητες των καθαρών συστατικών και των μιγμάτων 6. Ελέγξτε ιδιότητες μεταφοράς (ιξώδες, θερμική αγωγιμότητα, συντελεστές διάχυσης) και την επιφανειακή τάση, π.χ. ανάλλακτες, δίσκοι στηλών. 7. Ελέγξτε τη συμπεριφορά των συστατικών σε μικρές ποσότητες (trace cmpnents) 8. Προσοχή στην επιλογή μεθόδων πρόβλεψης όταν ελέγχουμε την καταλληλόλητα εναλλακτικών μεθόδων 9. Μιλήστε με άλλους συναδέλφους, π.χ. χημικούς όταν σχεδιάζετε νέα διεργασία, και με τους παρόχους του προσομοιωτή 0.Ελέγξτε τα αποτελέσματα με την πραγματικότητα, μιλήστε με τους ανθρώπους της παραγωγής, λάβετε υπόψη πρακτικές δυσκολίες