Исследование структуры диаграммы фазового равновесия системы бензол–перфторбензол–метилэтилкетон при изменении давления

1,0000

0,0500

0,0606

0,9500

0,9394

1,2121

0,9888

0,1000

0,1175

0,9000

0,8825

1,1746

0,9806

0,1500

0,1713

0,8500

0,8287

1,1418

0,9750

0,2000

0,2227

0,8000

0,7773

1,1133

0,9717

0,2500

0,2721

0,7500

0,7279

1,0885

0,9705

0,3000

0,3201

0,7000

0,6799

1,0669

0,9713

0,3500

0,3669

0,6500

0,6331

1,0483

0,9740

0,4000

0,4130

0,6000

0,5870

1,0325

0,9784

0,4500

0,4586

0,5500

0,5414

1,0190

0,9844

0,5000

0,5039

0,5000

0,4961

1,0079

0,9921

0,5500

0,5494

0,4500

0,4506

0,9989

1,0014

0,6000

0,5951

0,4000

0,4049

0,9918

1,0122

0,6500

0,6414

0,3500

0,3586

0,9867

1,0247

0,7000

0,6884

0,3000

0,3116

0,9834

1,0387

0,7500

0,7364

0,2500

0,2636

0,9819

1,0544

0,8000

0,7857

0,2000

0,2143

0,9821

1,0717

0,8500

0,8364

0,1500

0,1636

0,9840

1,0908

0,9000

0,8888

0,1000

0,1112

0,9876

1,1117

0,9500

0,9433

0,0500

0,0567

0,9929

1,1345

1,0000

1,0000

0,0000

0,0000

1,0000

+?

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что при давлении 500 мм рт. ст. система метилэтилкетон - бензол является моноазеотропной (положительный азеотроп: T=65,395°C, x_МЭК=0,5420 мол. д.).

Для расчета парожидкостного равновесия в системе бензол - перфторбензол - метилэтилкетон выбрали уравнение Вильсона с допущенного идеального поведения паровой фазы. Выбор исходных составов жидкой фазы для моделирования ПЖР проводили по методу секущих и сечений. Параметры, оцененные нами, приведены в таблице 2.19.

Таблица 2.19. Малые параметры уравнения Вильсона для бинарных составляющих системы Б-ПФБ-МЭК (при 500 мм рт. ст.)

1	2	Параметры уравнения Вильсона
		л12	л21
Б	ПФБ	-443,221	1166,336
МЭК	Б	171,631	-33,022
МЭК	ПФБ	1526,797	-914,356

С использованием обширного вычислительного эксперимента (рассчитаны 200 точек) получены полные данные по ПЖР в системе Б-ПФБ-МЭК (табл. 2.20).

Таблица 2.20. Данные по ПЖР при P = 500 мм рт. ст. и коэффициенты распределения компонентов между паровой и жидкой фазами в системе Б-ПФБ-МЭК

xБ, мол. д.	xПФБ, мол. д.	xМЭК, мол. д.	yБ, мол. д.	yПФБ, мол. д.	yМЭК, мол. д.	T,°C	KБ	KПФБ	KМЭК
0,0020	0,9970	0,0010	0,0019	0,9970	0,0010	67,850	0,9614	1,0000	1,0414
0,0040	0,9950	0,0010	0,0038	0,9951	0,0010	67,852	0,9619	1,0001	1,0321
0,0060	0,9930	0,0010	0,0058	0,9932	0,0010	67,854	0,9625	1,0002	1,0229
0,0080	0,9910	0,0010	0,0077	0,9913	0,0010	67,856	0,9630	1,0003	1,0140
0,0100	0,9890	0,0010	0,0096	0,9894	0,0010	67,858	0,9636	1,0004	1,0051
0,0120	0,9870	0,0010	0,0116	0,9874	0,0010	67,860	0,9641	1,0004	0,9965
0,0100	0,9880	0,0020	0,0096	0,9884	0,0020	67,858	0,9594	1,0004	1,0011
0,0120	0,9860	0,0020	0,0115	0,9865	0,0020	67,861	0,9600	1,0005	0,9926
0,0140	0,9840	0,0020	0,0134	0,9846	0,0020	67,863	0,9606	1,0006	0,9843
0,0160	0,9820	0,0020	0,0154	0,9827	0,0020	67,865	0,9612	1,0007	0,9760
0,0020	0,9930	0,0050	0,0019	0,9930	0,0051	67,846	0,9444	1,0000	1,0231
0,0030	0,9920	0,0050	0,0028	0,9921	0,0051	67,848	0,9448	1,0001	1,0188
0,0040	0,9910	0,0050	0,0038	0,9911	0,0051	67,849	0,9452	1,0001	1,0145
0,0050	0,9900	0,0050	0,0047	0,9902	0,0051	67,851	0,9456	1,0002	1,0103
0,0070	0,9880	0,0050	0,0066	0,9884	0,0050	67,854	0,9463	1,0004	1,0019
0,0080	0,9870	0,0050	0,0076	0,9874	0,0050	67,856	0,9467	1,0004	0,9978
0,0100	0,9850	0,0050	0,0095	0,9856	0,0049	67,859	0,9474	1,0006	0,9896
0,0010	0,9890	0,0100	0,0009	0,9890	0,0101	67,842	0,9283	1,0000	1,0106
0,0020	0,9880	0,0100	0,0019	0,9881	0,0100	67,844	0,9251	1,0001	1,0027
0,0040	0,9860	0,0100	0,0037	0,9863	0,0099	67,849	0,9261	1,0004	0,9949
0,0060	0,9840	0,0100	0,0056	0,9846	0,0099	67,853	0,9270	1,0006	0,9873
0,0100	0,9800	0,0100	0,0093	0,9810	0,0097	67,861	0,929	1,001	0,972
0,0200	0,9700	0,0100	0,0187	0,9720	0,0094	67,880	0,934	1,002	0,937
0,0990	0,8910	0,0100	0,0955	0,8972	0,0073	67,993	0,965	1,007	0,730
0,1980	0,7920	0,0100	0,1972	0,7971	0,0057	68,045	0,996	1,006	0,574
0,2970	0,6930	0,0100	0,3027	0,6925	0,0048	68,006	1,019	0,999	0,477
0,3960	0,5940	0,0100	0,4102	0,5857	0,0041	67,878	1,036	0,986	0,412
0,4950	0,4950	0,0100	0,5173	0,4790	0,0037	67,666	1,045	0,968	0,369
0,5940	0,3960	0,0100	0,6216	0,3750	0,0034	67,387	1,046	0,947	0,345
0,6930	0,2970	0,0100	0,7204	0,2761	0,0034	67,077	1,040	0,930	0,341
0,7920	0,1980	0,0100	0,8118	0,1844	0,0038	66,803	1,025	0,931	0,375
0,8910	0,0990	0,0100	0,8963	0,0986	0,0051	66,696	1,006	0,996	0,512
0,9200	0,0700	0,0100	0,9208	0,0731	0,0061	66,729	1,001	1,045	0,607
0,9500	0,0400	0,0100	0,9473	0,0450	0,0077	66,815	0,997	1,125	0,772
0,9800	0,0100	0,0100	0,9766	0,0126	0,0108	66,977	0,997	1,259	1,082
0,0985	0,8865	0,0150	0,0940	0,8950	0,0110	68,030	0,954	1,010	0,733
0,1970	0,7880	0,0150	0,1949	0,7963	0,0088	68,107	0,989	1,011	0,586
0,2955	0,6895	0,0150	0,3002	0,6924	0,0074	68,087	1,016	1,004	0,492
0,3940	0,5910	0,0150	0,4077	0,5858	0,0064	67,972	1,035	0,991	0,430
0,4925	0,4925	0,0150	0,5152	0,4790	0,0058	67,769	1,046	0,973	0,388
0,5910	0,3940	0,0150	0,6199	0,3746	0,0055	67,496	1,049	0,951	0,366
0,6895	0,2955	0,0150	0,7194	0,2751	0,0055	67,185	1,043	0,931	0,365
0,7880	0,1970	0,0150	0,8113	0,1826	0,0061	66,904	1,030	0,927	0,404
0,8865	0,0985	0,0150	0,8957	0,0961	0,0082	66,775	1,010	0,976	0,547
0,9200	0,0650	0,0150	0,9236	0,0665	0,0099	66,800	1,004	1,023	0,663
0,0980	0,8820	0,0200	0,0925	0,8927	0,0147	68,067	0,944	1,012	0,737
0,1960	0,7840	0,0200	0,1927	0,7953	0,0120	68,169	0,983	1,014	0,598
0,2940	0,6860	0,0200	0,2978	0,6921	0,0102	68,166	1,013	1,009	0,508
0,3920	0,5880	0,0200	0,4053	0,5857	0,0089	68,066	1,034	0,996	0,447
0,4900	0,4900	0,0200	0,5130	0,4788	0,0082	67,873	1,047	0,977	0,408
0,5880	0,3920	0,0200	0,6183	0,3740	0,0077	67,605	1,051	0,954	0,387
0,6860	0,2940	0,0200	0,7182	0,2740	0,0078	67,294	1,047	0,932	0,389
0,7840	0,1960	0,0200	0,8106	0,1808	0,0086	67,005	1,034	0,922	0,432
0,8200	0,1600	0,0200	0,8424	0,1483	0,0093	66,925	1,027	0,927	0,467
0,8820	0,0980	0,0200	0,8946	0,0937	0,0116	66,850	1,014	0,957	0,581
0,9200	0,0600	0,0200	0,9257	0,0600	0,0143	66,860	1,006	1,000	0,717
0,9700	0,0100	0,0200	0,9668	0,0112	0,0220	66,955	0,997	1,116	1,102
0,0970	0,8730	0,0300	0,0898	0,8878	0,0224	68,139	0,926	1,017	0,746
0,1940	0,7760	0,0300	0,1886	0,7928	0,0186	68,289	0,972	1,022	0,621
0,2910	0,6790	0,0300	0,2930	0,6908	0,0161	68,324	1,007	1,017	0,538
0,3880	0,5820	0,0300	0,4006	0,5849	0,0145	68,252	1,032	1,005	0,482
0,4850	0,4850	0,0300	0,5088	0,4778	0,0134	68,080	1,049	0,985	0,447
0,5820	0,3880	0,0300	0,6147	0,3724	0,0129	67,822	1,056	0,960	0,430
0,6790	0,2910	0,0300	0,7156	0,2713	0,0131	67,511	1,054	0,932	0,437
0,7760	0,1940	0,0300	0,8085	0,1769	0,0146	67,201	1,042	0,912	0,487
0,8730	0,0970	0,0300	0,8915	0,0893	0,0193	66,985	1,021	0,920	0,642
0,9200	0,0500	0,0300	0,9278	0,0476	0,0246	66,941	1,008	0,951	0,821
0,9600	0,0100	0,0300	0,9565	0,0101	0,0335	66,922	0,996	1,006	1,116
0,0950	0,8550	0,0500	0,0851	0,8767	0,0382	68,278	0,896	1,025	0,764
0,1900	0,7600	0,0500	0,1810	0,7857	0,0333	68,517	0,953	1,034	0,665
0,2850	0,6650	0,0500	0,2841	0,6861	0,0299	68,625	0,997	1,032	0,597
0,3800	0,5700	0,0500	0,3913	0,5811	0,0276	68,610	1,030	1,019	0,551
0,4750	0,4750	0,0500	0,5000	0,4739	0,0262	68,479	1,053	0,998	0,523
0,5700	0,3800	0,0500	0,6069	0,3674	0,0257	68,241	1,065	0,967	0,514
0,6650	0,2850	0,0500	0,7087	0,2648	0,0265	67,919	1,066	0,929	0,531
0,7600	0,1900	0,0500	0,8016	0,1689	0,0295	67,554	1,055	0,889	0,590
0,8550	0,0950	0,0500	0,8813	0,0814	0,0373	67,194	1,031	0,857	0,746
0,9000	0,0500	0,0500	0,9126	0,0425	0,0450	67,025	1,014	0,849	0,900
0,9400	0,0100	0,0500	0,9349	0,0085	0,0566	66,840	0,995	0,851	1,131
0,0900	0,8100	0,1000	0,0761	0,8427	0,0812	68,598	0,846	1,040	0,812
0,1800	0,7200	0,1000	0,1653	0,7583	0,0765	69,003	0,918	1,053	0,765
0,2700	0,6300	0,1000	0,2638	0,6632	0,0730	69,260	0,977	1,053	0,730
0,3600	0,5400	0,1000	0,3684	0,5608	0,0709	69,362	1,023	1,038	0,709
0,4500	0,4500	0,1000	0,4757	0,4543	0,0700	69,305	1,057	1,010	0,700
0,5400	0,3600	0,1000	0,5819	0,3475	0,0706	69,082	1,078	0,965	0,706
0,6300	0,2700	0,1000	0,6823	0,2443	0,0734	68,693	1,083	0,905	0,734
0,7200	0,1800	0,1000	0,7713	0,1491	0,0796	68,139	1,071	0,828	0,796
0,8100	0,0900	0,1000	0,8417	0,0663	0,0919	67,423	1,039	0,737	0,919
0,8500	0,0500	0,1000	0,8645	0,0346	0,1009	67,043	1,017	0,692	1,009
0,8900	0,0100	0,1000	0,8800	0,0064	0,1135	66,604	0,989	0,643	1,135
0,0850	0,7650	0,1500	0,0697	0,8013	0,1291	68,874	0,819	1,047	0,861
0,1700	0,6800	0,1500	0,1524	0,7204	0,1272	69,365	0,897	1,059	0,848
0,2550	0,5950	0,1500	0,2453	0,6287	0,1260	69,701	0,962	1,057	0,840
0,3400	0,5100	0,1500	0,3450	0,5293	0,1257	69,862	1,015	1,038	0,838
0,4250	0,4250	0,1500	0,4481	0,4254	0,1265	69,825	1,054	1,001	0,843
0,5100	0,3400	0,1500	0,5501	0,3212	0,1287	69,571	1,079	0,945	0,858
0,5950	0,2550	0,1500	0,6457	0,2214	0,1329	69,084	1,085	0,868	0,886
0,6800	0,1700	0,1500	0,7289	0,1312	0,1399	68,357	1,072	0,772	0,933
0,7650	0,0850	0,1500	0,7926	0,0558	0,1516	67,397	1,036	0,657	1,011
0,0800	0,7200	0,2000	0,0645	0,7544	0,1810	69,094	0,807	1,048	0,905
0,1600	0,6400	0,2000	0,1413	0,6756	0,1831	69,605	0,883	1,056	0,915
0,2400	0,5600	0,2000	0,2279	0,5870	0,1851	69,958	0,950	1,048	0,926
0,3200	0,4800	0,2000	0,3214	0,4912	0,1874	70,120	1,004	1,023	0,937
0,4000	0,4000	0,2000	0,4183	0,3916	0,1901	70,061	1,046	0,979	0,951
0,4800	0,3200	0,2000	0,5140	0,2925	0,1934	69,754	1,071	0,914	0,967
0,5600	0,2400	0,2000	0,6035	0,1988	0,1976	69,180	1,078	0,828	0,988
0,6400	0,1600	0,2000	0,6810	0,1157	0,2032	68,336	1,064	0,723	1,016
0,7200	0,0800	0,2000	0,7407	0,0482	0,2111	67,253	1,029	0,602	1,055
0,0750	0,6750	0,2500	0,0602	0,7037	0,2361	69,251	0,802	1,043	0,945
0,1500	0,6000	0,2500	0,1313	0,6266	0,2420	69,734	0,876	1,044	0,968
0,2250	0,5250	0,2500	0,2115	0,5412	0,2473	70,056	0,940	1,031	0,989
0,3000	0,4500	0,2500	0,2980	0,4499	0,2520	70,182	0,993	1,000	1,008
0,3750	0,3750	0,2500	0,3877	0,3561	0,2562	70,077	1,034	0,950	1,025
0,4500	0,3000	0,2500	0,4763	0,2639	0,2598	69,715	1,058	0,880	1,039
0,5250	0,2250	0,2500	0,5593	0,1777	0,2630	69,080	1,065	0,790	1,052
0,6000	0,1500	0,2500	0,6317	0,1025	0,2658	68,180	1,053	0,683	1,063
0,6750	0,0750	0,2500	0,6891	0,0423	0,2686	67,063	1,021	0,565	1,074
0,0700	0,6300	0,3000	0,0563	0,6505	0,2933	69,343	0,804	1,032	0,978
0,1400	0,5600	0,3000	0,1221	0,5755	0,3024	69,766	0,872	1,028	1,008
0,2100	0,4900	0,3000	0,1958	0,4939	0,3103	70,029	0,932	1,008	1,034
0,2800	0,4200	0,3000	0,2752	0,4081	0,3168	70,096	0,983	0,972	1,056
0,3500	0,3500	0,3000	0,3573	0,3210	0,3217	69,938	1,021	0,917	1,072
0,4200	0,2800	0,3000	0,4386	0,2365	0,3249	69,531	1,044	0,845	1,083
0,4900	0,2100	0,3000	0,5152	0,1586	0,3262	68,865	1,051	0,755	1,087
0,5600	0,1400	0,3000	0,5831	0,0912	0,3257	67,958	1,041	0,652	1,086
0,6300	0,0700	0,3000	0,6388	0,0377	0,3235	66,863	1,014	0,539	1,078
0,0650	0,5850	0,3500	0,0526	0,5958	0,3516	69,371	0,809	1,018	1,005
0,1300	0,5200	0,3500	0,1133	0,5237	0,3630	69,716	0,872	1,007	1,037
0,1950	0,4550	0,3500	0,1808	0,4467	0,3725	69,905	0,927	0,982	1,064
0,2600	0,3900	0,3500	0,2531	0,3671	0,3798	69,908	0,973	0,941	1,085
0,3250	0,3250	0,3500	0,3278	0,2875	0,3847	69,699	1,009	0,885	1,099
0,3900	0,2600	0,3500	0,4019	0,2112	0,3869	69,261	1,031	0,812	1,105
0,4550	0,1950	0,3500	0,4724	0,1415	0,3861	68,591	1,038	0,725	1,103
0,5200	0,1300	0,3500	0,5360	0,0816	0,3824	67,710	1,031	0,627	1,093
0,5850	0,0650	0,3500	0,5902	0,0340	0,3759	66,673	1,009	0,523	1,074
0,6400	0,0100	0,3500	0,6272	0,0043	0,3684	65,747	0,980	0,433	1,053
0,0600	0,5400	0,4000	0,0491	0,5408	0,4101	69,339	0,818	1,001	1,025
0,1200	0,4800	0,4000	0,1049	0,4724	0,4227	69,598	0,874	0,984	1,057
0,1800	0,4200	0,4000	0,1664	0,4008	0,4328	69,710	0,924	0,954	1,082
0,2400	0,3600	0,4000	0,2319	0,3279	0,4402	69,651	0,966	0,911	1,101
0,3000	0,3000	0,4000	0,2994	0,2561	0,4445	69,401	0,998	0,854	1,111
0,3600	0,2400	0,4000	0,3667	0,1879	0,4453	68,947	1,019	0,783	1,113
0,4200	0,1800	0,4000	0,4313	0,1261	0,4425	68,294	1,027	0,701	1,106
0,4800	0,1200	0,4000	0,4908	0,0732	0,4360	67,462	1,023	0,610	1,090
0,5400	0,0600	0,4000	0,5432	0,0308	0,4260	66,501	1,006	0,513	1,065
0,5900	0,0100	0,4000	0,5803	0,0043	0,4153	65,661	0,984	0,432	1,038
0,0500	0,4500	0,5000	0,0422	0,4324	0,5254	69,117	0,843	0,961	1,051
0,1000	0,4000	0,5000	0,0887	0,3740	0,5373	69,212	0,887	0,935	1,075
0,1500	0,3500	0,5000	0,1390	0,3148	0,5462	69,188	0,927	0,899	1,092
0,2000	0,3000	0,5000	0,1919	0,2563	0,5517	69,030	0,960	0,854	1,103
0,2500	0,2500	0,5000	0,2464	0,2000	0,5536	68,732	0,986	0,800	1,107
0,3000	0,2000	0,5000	0,3011	0,1474	0,5516	68,290	1,004	0,737	1,103
0,3500	0,1500	0,5000	0,3546	0,0999	0,5455	67,711	1,013	0,666	1,091
0,4000	0,1000	0,5000	0,4057	0,0590	0,5353	67,012	1,014	0,590	1,071
0,4500	0,0500	0,5000	0,4531	0,0255	0,5214	66,226	1,007	0,511	1,043
0,0400	0,3600	0,6000	0,0351	0,3297	0,6352	68,729	0,878	0,916	1,059
0,0800	0,3200	0,6000	0,0729	0,2835	0,6436	68,697	0,911	0,886	1,073
0,1200	0,2800	0,6000	0,1129	0,2380	0,6491	68,579	0,941	0,850	1,082
0,1600	0,2400	0,6000	0,1545	0,1939	0,6516	68,372	0,966	0,808	1,086
0,2000	0,2000	0,6000	0,1973	0,1520	0,6507	68,072	0,986	0,760	1,084
0,2400	0,1600	0,6000	0,2405	0,1131	0,6464	67,682	1,002	0,707	1,077
0,2800	0,1200	0,6000	0,2835	0,0780	0,6386	67,207	1,012	0,650	1,064
0,3200	0,0800	0,6000	0,3256	0,0471	0,6273	66,657	1,017	0,589	1,045
0,3600	0,0400	0,6000	0,3662	0,0210	0,6127	66,050	1,017	0,526	1,021
0,0300	0,2700	0,7000	0,0277	0,2348	0,7374	68,224	0,924	0,870	1,053
0,0600	0,2400	0,7000	0,0568	0,2018	0,7413	68,117	0,947	0,841	1,059
0,0900	0,2100	0,7000	0,0871	0,1698	0,7430	67,958	0,968	0,809	1,061
0,1200	0,1800	0,7000	0,1184	0,1392	0,7424	67,747	0,986	0,773	1,061
0,1500	0,1500	0,7000	0,1503	0,1102	0,7395	67,485	1,002	0,735	1,056
0,1800	0,1200	0,7000	0,1828	0,0832	0,7340	67,173	1,015	0,693	1,049
0,2100	0,0900	0,7000	0,2154	0,0585	0,7262	66,813	1,026	0,650	1,037
0,2400	0,0600	0,7000	0,2479	0,0362	0,7159	66,412	1,033	0,604	1,023
0,2700	0,0300	0,7000	0,2800	0,0167	0,7033	65,975	1,037	0,557	1,005
0,0200	0,1800	0,8000	0,0197	0,1486	0,8318	67,647	0,983	0,826	1,040
0,0400	0,1600	0,8000	0,0399	0,1284	0,8318	67,520	0,997	0,802	1,040
0,0600	0,1400	0,8000	0,0606	0,1088	0,8305	67,369	1,011	0,777	1,038
0,0800	0,1200	0,8000	0,0819	0,0902	0,8280	67,196	1,023	0,751	1,035
0,1000	0,1000	0,8000	0,1034	0,0724	0,8242	66,999	1,034	0,724	1,030
0,1200	0,0800	0,8000	0,1253	0,0556	0,8191	66,780	1,044	0,695	1,024
0,1400	0,0600	0,8000	0,1474	0,0399	0,8126	66,540	1,053	0,665	1,016
0,1600	0,0400	0,8000	0,1697	0,0254	0,8049	66,281	1,061	0,634	1,006
0,1800	0,0200	0,8000	0,1920	0,0121	0,7959	66,003	1,067	0,603	0,995
0,0100	0,0900	0,9000	0,0106	0,0707	0,9188	67,034	1,059	0,785	1,021
0,0200	0,0800	0,9000	0,0213	0,0617	0,9170	66,943	1,066	0,771	1,019
0,0300	0,0700	0,9000	0,0322	0,0530	0,9148	66,846	1,073	0,757	1,016
0,0400	0,0600	0,9000	0,0432	0,0446	0,9123	66,743	1,079	0,743	1,014
0,0500	0,0500	0,9000	0,0543	0,0364	0,9093	66,634	1,085	0,728	1,010
0,0600	0,0400	0,9000	0,0655	0,0285	0,9060	66,520	1,091	0,713	1,007
0,0700	0,0300	0,9000	0,0768	0,0209	0,9023	66,400	1,097	0,698	1,003
0,0800	0,0200	0,9000	0,0882	0,0136	0,8982	66,275	1,102	0,682	0,998
0,0900	0,0100	0,9000	0,0996	0,0067	0,8937	66,145	1,107	0,666	0,993

Полученные результаты нагляднее представить в концентрационном треугольнике ходом характеристических изо-линий (Т=const, К_i=const). На рис. 2.27 показан общий ход изотермо-изобар при Р = 500 мм рт. ст. в системе бензол - перфторбензол - метилэтилкетон. В концентрационном треугольнике также построены единичные К-линии (рис. 2. 28), ход которых указывает на наличие двух тройных азеотропов в системе Б-ПФБ-МЭК. Нами определены характеристики этих азеотропов: тройной седловинный азеотроп - T=66,92°C, x_Б=0,9550 мол. д., x_МЭК=0,0300 мол. д.; тройной узловой азеотроп - T=70,18°C, x_Б=0,3000 мол. д., x_МЭК=0,2400 мол. д. На основе этой информации получена структура диаграммы дистилляционных линий в данной системе (рис. 2.29).

В соответствии с классификацией диаграмм различных типов биазеотропных тройных смесей [8] нами установлен класс, тип и подтип структуры диаграммы ПЖР изученной системы: 3. [2.2.1].2-31а. До настоящего времени ни одной структуры диаграммы парожидкостного равновесия, относящейся к этому классу, найдено не было.

2.5 Эволюция структуры диаграммы системы бензол - перфторбензол - метилэтилкетон при варьировании давления

В результате математического моделирования парожидкостного равновесия в системе бензол - перфторбензол - метилэтилкетон нами выявлено, что при давлении 760 мм рт. ст. структура диаграммы фазового равновесия относится к классу 3. [2.1.1].2 по классификации биазеотропных тройных смесей [8], т.е. трехкомпонентная система образована одной биазеотропной составляющей (Б-ПФБ) и двумя моноазеотропными составляющими (МЭК-ПФБ и МЭК-Б) и содержит два тройных азеотропа. При давлении 500 мм рт. ст. - к классу 3. [2.2.1].2, т.е. уже две бинарные составляющие исследуемой системы (Б-ПФБ и МЭК-ПФБ) биазеотропны и одна (МЭК-Б) моноазеотропна, в системе также содержится два тройных азеотропа.

Выводы

1. Выявлены новые биазеотропные системы: бинарная - метилэтилкетон - перфторбензол и трехкомпонентная - бензол - перфторбензол - метилэтилкетон.

2. Впервые обнаружена трехкомпонентная система, относящаяся к классу 3. [2.2.1].2, тип 31, подтип а, образованная моноазеотропной и двумя биазеотропными составляющими и содержащая два тройных азеотропа.

3. Показана возможность математического моделирования парожидкостного равновесия в трехкомпонентной системе, содержащей две биазеотропные бинарные составляющие и два тройных азеотропа, уравнением Вильсона.

4. Установлены классы, типы и подтипы структур диаграмм фазового равновесия системы бензол - перфторбензол - метилэтилкетон при разных давлениях.

5. Проведено исследование эволюции структуры диаграммы фазового равновесия системы бензол - перфторбензол - метилэтилкетон при варьировании давления.

Список литературы

1. Челюскина Т.В. Термодинамико-топологический анализ трехкомпонентных систем с двумя тройными азеотропами / Челюскина Татьяна Владимировна // Дис. … канд. техн. наук - М.: МИТХТ, 2001. 169 с.

2. Челюскина Т.В., Кушнер Т.М. Диаграмма парожидкостного равновесия в системе бензол - перфторбензол - метилпропионат с двумя тройными азеотропами // Журнал физической химии. 2001. Т. 75. №7. С. 1324-1330.

3. Челюскина Т.В., Кушнер Т.М. Диаграмма парожидкостного равновесия в системе бензол - перфторбензол - трет-амиловый спирт с двумя тройными азеотропами // Журнал физической химии. 2002. Т. 76. №2. С. 369-373.

4. Кушнер Т.М., Малых Г.Б. Системы бензол - перфторбензол - спирты с двумя тройными азеотропами при различных давлениях // Журнал физической химии. 2003. Т. 77. №11. С. 2084-2089.

5. Frolkova A.K., Chelyuskina T.V. The simulation of vapor-liquid equilibrium in ternary systems with two ternary azeotropes // Distillation and Absorption 2010, 12-15 September 2010. Eindhoven. The Netherlands. Proceedings. P. 349.

6. Усольцева О.О., Писаренко Ю.А., Челюскина Т.В. Исследование эволюции тройных азеотропов в зависимости от давления в биазеотропных трехкомпонентных смесях // Тезисы докл. XII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2008». Волгоград, 2008. С. 51.

7. Cheluskina T.V., Frolkova A.K. Evolution of ternary biazeotropy in three-component systems // Abstracts of the XVIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia: Vol. 1. - Samara: Samara State Technical University, 2011. 242 p.

8. Серафимов Л.А, Челюскина Т.В. Принципы классификации диаграмм различных типов биазеотропных тройных смесей // Журнал физической химии. 2011. Т. 85. №5. С. 854-863.

9. Морачевский А.Г., Смирнова Н.А., Пиотровская Е.М. и др. / под редакцией Морачевского А.Г. Термодинамика равновесия жидкость-пар. Л.: Химия, 1989. 344 с.

10. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., Тимошенко А.В. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: учебное пособие для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2010. 408 с.

11. Серафимов Л.А., Фролкова А.К., Раева В.М. Термодинамический анализ полного пространства избыточных функций смешения бинарных растворов // ТОХТ. 1996. Т. 30. №6. С. 611-617.

12. Фролкова А.К., Раева В.М., Серафимов Л.А. Основные законы фазового поведения бинарных систем: методическое пособие. М.: МИТХТ, 2001. 38 с.

13. Демусенко Е.В., Мозжухин А.С. Правило Банкрофта и возможность его использования при разработке технологических схем ректификации // ТОХТ. 1997. Т. 31. №5. С. 491-494.

14. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. Л.: Химия, 1975. 240 с.

15. Свентославский В.В. Азеотропия и полиазеотропия. М.: Химия, 1968. 242 с.

16. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. VIII. Общие закономерности тангенциальной азеотропии // Журнал физической химии. 1971. Т. 45. №5. С. 1140-1147.

17. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. IX. Тангенциальная азеотропия и общее соотношение между особыми точками разных типов // Журнал физической химии. 1971. Т. 45. №6. С. 1473-1476.

18. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. XI. Тангенциальная азеотропия в трехкомпонентных смесях и цепи топологических структур // Журнал физической химии. 1971. Т. 45. №10. С. 2448-2450.

19. Серафимов Л.А. Тангенциальная азеотропия. I. Условия сопряжения азеотропных точек // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации». М.: МИТХТ, 1970. С. 39-48.

20. Серафимов Л.А. Тангенциальная азеотропия. II. Бинарные смеси // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации». М.: МИТХТ, 1970. С. 48-55.

21. Серафимов Л.А. Тангенциальная азеотропия. III. Взаимная трансформация диаграмм фазового равновесия жидкость-пар трехкомпонентных смесей // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации». М.: МИТХТ, 1970. С. 55-64.

22. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. X. Двукратно тангенциальные азеотропы // Журнал физической химии. 1971. Т. 45. №7. С. 1620-1625.

23. Серафимов Л.А. Дополнительная глава к монографии: Свентославский В.В. Азеотропия и полиазеотропия: пер. с англ. / под ред. Серафимова Л.А.М.: Химия, 1968. С. 186.

24. Кушнер Т.М., Шутова Г.В., Серафимов Л.А. Эволюция диаграмм парожидкостного равновесия биазеотропных бинарных систем при изменении давления // Сб. трудов «Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений». СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1992. Вып. 4. С. 64-81.

25. Шутова Г.В. Физико-химические закономерности биазеотропии в бинарных системах. Дис. … канд. хим. наук. М.: МИТХТ, 1992. 193 с.

26. Раева В.М., Фролкова А.К., Серафимов Л.А. Изменение состава азеотропов при варьировании внешних условий // ТОХТ. 1996. Т. 30. №1. С. 27-33.

27. Хазанова Н.Е. Системы с азеотропизмом при высоких давлениях. М.: Химия, 1978. 216 с.

28. Gaw W.J., Swinton F.L. Occurrence of a Double Azeotrope in Binary System Hexafluorobenzene + Benzene // Nature. 1966. Vol. 212. P. 283-284.

29. Gaw W.J., Swinton F.L. Thetmodynamic Properties of Binary Systems containing Hexafluorobenzene. Part. 4. - Excess Gibbs Free Energies of the Three System Hexafluorobenzene + Benzene, Toluene, and p-Xylene // Trans. Faraday Soc. 1968. Vol. 64. №8. Р. 2023-2034.

30. Коган И.В., Морачевский А.Г. Равновесие жидкость-пар в системе перфторбензол - бензол (образование двух азеотропов) // Журнал прикладной химии. 1972. Т. 45. №8. C. 1888-1890.

31. Chinikamala A., Houth G.N., Taylor Jr. Z.L. Vapor-Liquid Equilibria of Binary System Containing Selected Hydrocarbons with Perfluorobenzene // J. Chem. Eng. Data. 1973. Vol. 18. №3. P. 322-325.

32. Aucejo A., Monton J.B., Munoz R., Wisniak J. Double Azeotropy in the Benzene + Hexafluoobenzene System // J. Chem. Eng. Data. 1996. Vol. 41. №l. P. 21-24.

33. Srivastava R., Smith B.D. Total-Pressure Vapor-Liquid Equilibrium Data for Binary System of Diethyl amine with Acetone, Acetonitrile and Methanol // J. Chem. Eng. Data. 1985. Vol. 30. №3. P. 308-313.

34. Chai Kao C.-P., Paulaitis M.E., Yokozeki A. Double Azeotropy in Binary Mixtures of NH₃ and CHF₂CF₃ // Fluid Phase Equilibria. 1997. Vol. 127. P. 191-203.

35. Burguet M.C., Monton J.B., Munoz R., Wisniak J., Segura H. Polyazeotropy in Associating Systems: The 2-Methylpropyl Ethanoate + Ethanoic Acid System // J. Chem. Eng. Data. 1996. Vol. 41. №5. P. 1191-1195.

36. Chai Kao C.-P., Miller R.N., Sturgis J.F. Double Azeotropy in Binary Mixtures 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluoropentane + Tetrahydrofuran. // J. Chem. Eng. Data. 2001. Vol. 46. P. 229-233.

37. Кушнер Т.М., Шутова Г.В., Раева В.М., Серафимов Л.А. Исследование биазеотропии в системе пропионовая кислота - бутилпропионат // Журнал физической химии. 1992. Т. 66. №3. С. 832-836.

38. Кушнер Т.М., Шутова Г.В., Раева В.М., Серафимов Л.А. Исследование биазеотропии в системе масляная кислота - бутилбутират // Журнал общей химии. 1993. Т. 63. №1. С. 171-176.

39. Нисельсон Л.А., Третьякова К.В., Тюрин В.И. Равновесие кристаллы-жидкость и жидкость-пар в системах NbCl₅-NbF₅ и TaCl₅-TaF₅ // Журнал неорганической химии. 1973. Т. 18. №11. С. 3063-3067.

40. Нисельсон Л.А., Астахова Т.О. О равновесии жидкость-пар в системе сера-фосфор, имеющей три экстремальные точки // Доклады Академии наук СССР. 1970. Т. 192. №6. С. 1311-1312.

41. Серафимов Л.А., Челюскина Т.В., Шаронова Е.А. Биазеотропия в трехфазных системах // Вестник МИТХТ. 2010. Т. 5. №5. С. 52-57.

42. Челюскина Т.В., Серафимов Л.А. Закономерности поведения биазеотропных систем: учебное пособие. М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2003. 44 с.

43. Кушнер Т.М., Никитский А.В., Серафимов Л.А. Точки Банкрофта различного рода в тройных системах // ТОХТ. 1998. Т. 32. №1. С. 33-41.

44. Никитский А.В. Закономерности эволюции тройных азеотропов при изменении внешних параметров как основа разделения тройных смесей. Дис. … канд. тех. наук. - М.: МИТХТ, 1999. 273 с.

45. Челюскина Т.В., Кушнер Т.М. Основные типы эволюции тройной биазеотропии в трехкомпонентных системах при изменении давления // Журнал физической химии. 2003. Т. 77. №11. С. 2090-2093.

46. Жванецкий И.Б., Решетов С.А., Слученков В.Ю., Орлова Е.В. Переходы в областях К-упорядоченности трехкомпонентных систем с тройным азеотропом // Журнал физической химии. 1990. Т. 64. №8. С. 2186-2190.

47. Жванецкий И.Б., Решетов С.А., Слученков В.Ю., Орлова Е.В., Алуханова Б.М. Диаграммы областей К-упорядоченности трехкомпонентных систем // ТОХТ. 1993. Т. 27. №2. С. 112-120.

48. Огородников С.К., Лестева Т.М., Коган В.Б. Азеотропные смеси. Справочник. Л.: Химия, 1971. 1406 с.

49. Gmehling J., Bolts R. Azeotropic Data for Binary and Ternary Systems at Moderate Pressures // J. Chem. Eng. Data. 1996. Vol. 41. P. 202-209.

50. Сторонкин А.В., Морачевский А.Г., Кудрявцева Л.С. О влиянии температуры и давления на состав тройных азеотропов // Журнал физической химии. 1957. Т. 31. №2. С. 395-402.

51. Сусарев М.П., Кудрявцева Л.С., Матушкевич Э.А. О концентрационных областях расположения и температурного смещения тройных азеотропов. I. // Журнал физической химии. 1963. Т. 37. №12. С. 2672-2677.

52. Сусарев М.П., Кудрявцева Л.С. О концентрационных областях расположения и температурного смещения тройных азеотропов. II. // Журнал физической химии. 1964. Т. 38. №1. С. 47-51.

53. Сусарев М.П., Тойкка А.М. О составах и температурных смещениях тройных азеотропов. XIII. Величины азеотропных параметров, допускаемые условиями устойчивости // Журнал физической химии. 1974. Т. 48. №11. С. 2680-2683.

54. Сусарев М.П., Тойкка А.М. Условия устойчивости и ограничения на азеотропные параметры многокомпонентных смесей // Сб. трудов «Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений». Л.: Изд. ЛГУ, 1977. С. 37-51.

55. Тойкка А.М., Сусарев М.П. О составах и температурных смещениях тройных азеотропов. XIV. О связи между составом n-компонентного азеотропа и отступлениями от идеальности составляющих l-компонентных систем (l<n), вытекающей из условий устойчивости // Журнал физической химии. 1975. Т. 49. №2. С. 489-491.

56. Сусарев М.П., Тойкка А.М. О взаимном расположении изолиний величин термодинамических свойств // Журнал физической химии. 1977. Т. 51. №8. С. 1953-1957.

57. Сусарев М.П., Тойкка А.М. Составы и температурные смещения тройных азеотропов. XVIII. Расположение изолиний коэффициентов активности и относительных летучестей в окрестности азеотропа // Журнал физической химии. 1978. Т. 52. №2. С. 317-320.

58. Раева В.М., Серафимов Л.А. Выявление концентрационных областей существования тройных азеотропов. I. Системы с одноименными отклонениями от идеального поведения // ТОХТ. 2004. Т. 38. №6. С. 683-692.

59. Фролкова А.В. Физико-химические основы ректификации многокомпонентных азеотропных смесей. Дис. … канд. тех. наук. М.: МИТХТ, 2008. 162 с.

60. Раева В.М., Серафимов Л.А., Фролкова А.В. Концентрационные области существования тройных азеотропов в системах с разноименными отклонениями от идеального поведения // ТОХТ. 2006. Т. 40. №1. С. 42-50.

61. Раева В.М., Фролкова А.В., Серафимов Л.А. Выявление концентрационных областей существования тройных азеотропов. Системы со смешанными отклонениями от идеального поведения // ТОХТ. 2009. Т. 43. №5. С. 580-585.

62. Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Зависимость состава многокомпонентных азеотропов от давления // ТОХТ. 2003. Т. 37. №6. С. 584-593.

63. Серафимов Л.А., Писаренко Ю.А., Усольцева О.О. О проявлении идеальности в неидеальных тройных смесях // ТОХТ. 2009. Т. 43. №4. С. 429-435.

64. Серафимов Л.А., Кушнер Т.М., Челюскина Т.В. Термодинамико-топологический анализ диаграмм парожидкостного равновесия в тройных системах с двумя тройными азеотропами // Сб. трудов «Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений». СПб.: Изд. С.-Петербургского университета, 1996. Вып. 10. С. 26-55.

65. Кушнер Т.М., Челюскина Т.В., Серафимов Л.А. Термодинамико-топологический анализ диаграмм равновесия пар-жидкость в тройных системах с двумя тройными азеотропами // Журнал физической химии. 1999. Т. 73. №3. С. 426-434.

66. Усольцева О.О., Серафимов Л.А., Писаренко Ю.А. Возникновение внутреннего тангенциального азеотропа в тройных системах // ТОХТ. 2010. Т. 44. №3. С. 308-314.

67. Серафимов Л.А. Теоретические принципы построения технологических схем ректификации неидеальных многокомпонентных смесей: автореф. дис. … докт. техн. наук. М.: МИТХТ, 1968. 44 с.

68. Жаров В.Т. Термодинамико-топологическое исследование открытых фазовых процессов и нелокальных закономерностей диаграмм фазового равновесия в гетерогенных системах различного типа: автореф. дис. … докт. хим. наук. Л.: ЛГУ, 1969. 22 с.

69. Серафимов Л.А. Термодинамико-топологический анализ и проблемы разделения многокомпонентных полиазеотропных смесей // ТОХТ. 1987. Т. 21. №1. С. 74-85.

70. L.A. Serafimov. Thermodynamic and Topological Analysis of Liquid-Vapor Phase Equilibrium Diagrams and Problems of Rectification of Multicomponent Mixtures // L.: Gordon and Breach Publishes, 1996. Ch. 10. P. 557-605.

71. Серафимов Л.А. Термодинамико-топологический анализ диаграмм гетерогенного равновесия многокомпонентных смесей // Журнал физической химии. 2002. Т. 76. №8. С. 1351-1365.

72. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. III. Распределение особых точек на диаграммах фазового равновесия жидкость-пар в четырехкомпонентных смесях // Журнал физической химии. 1968. Т. 42. №1. С. 252-256.

73. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. VI. Смеси, содержащие n компонентов // Журнал физической химии. 1969. Т. 43. №7. С. 1753-1758.

74. Жаров В.Т. О нелокальных закономерностях в диаграммах равновесия жидкость-пар многокомпонентных систем // Журнал физической химии. 1969. Т. 43. №11. С. 2784-2791.

75. Серафимов Л.А., Бабич С.В. Новые формы правил азеотропии // ТОХТ. 1996. Т. 30. №2. С. 140-150.

76. Гуриков Ю.В. Некоторые вопросы структуры диаграмм двухфазного равновесия жидкость-пар тройных гомогенных растворов // Журнал физической химии. 1958. Т. 32. №9. С. 1980-1996.

77. Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. VII. Диаграммы трехкомпонентных смесей // Журнал физической химии. 1970. Т. 44. №4. С. 1021-1027.

78. Серафимов Л.А. Общие закономерности хода К-линий в трёхкомпонентных системах жидкость-пар // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации». М.: МИТХТ, 1970. С. 20-30.

79. Серафимов Л.А., Тимофеев В.С., Писаренко Ю.А., Солохин А.В. Технология основного органического и нефтехимического синтеза. Совмещенные процессы. М.: Химия, 1993. 412 с.

80. Комарова Л.Ф., Серафимов Л.А., Гарбер Ю.Н. Классификация диаграмм трехкомпонентных смесей, включающих биазеотропные составляющие // Журнал физической химии. 1974. Т. 48. №6. С. 1391-1393.

81. Бабурина Л.В., Маклашина Н.С., Платонов В.М. б-структура трехкомпонентных азеотропных диаграмм парожидкостного равновесия // ТОХТ. 1993. Т. 27. №5. С. 542-547.

82. Бабурина Л.В., Платонов В.М. Классификация бинарных систем парожидкостного равновесия в зависимости от их неидеальности // Журнал физической химии. 1989. Т. 63. №8. С. 2252-2256.

83. Doherty M.F., Perkins J.D. On the dynamics of distillation process - III. The topological structure of ternary residue curve maps // Chem. Eng. Sci. 1979. Vol. 34. P. 1401-1414.

84. Мозжухин А.С., Митропольская В.А., Тихонова Н.К. Анализ структуры диаграмм парожидкостного равновесия: учебное пособие. М.: МИТХТ, 1988. 92 с.

85. Tamir A., Wisniak J. Correlation and prediction of boiling temperatures and azeotropic conditions in multicomponent systems // Chem. Eng. Sci. 1978. Vol. 33. P. 657-672.

86. Мягкова Т.О. Физико-химические основы разделения биазеотропных смесей. Дис. … канд. тех. наук. М.: МИТХТ, 2007. 175 с.

87. Андронов А.А., Леонтович Е.А., Гордон И.И., Майер А.Г. Теория бифуркаций динамических систем на плоскости. М.: Наука, 1967. 487 с.

88. Serafimov L.A., Zharov V.T., Timofeyev V.S. Rectification of multicomponent mixtures, I. Topological analysis of liquid-vapour phase equilibrium diagrams // Acta Chimica Academiae Scientiarum Hungaricae. 1971. T. 69. №4. P. 383-396.

89. Коган В.Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Изд. 2-е. Л.: Химия, 1971. 432 с.

90. Челюскина Т.В. Теоретические основы ректификационного разделения биазеотропных смесей / Челюскина Татьяна Владимировна // Дис. … док. техн. наук. М.: МИТХТ, 2011. 197 с.

91. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии. Т.1. М.: Мир, 1989. 304 с.

92. Челюскина Т.В., Фролкова А.К. Моделирование парожидкостного равновесия в бинарных биазеотропных системах // Тезисы докл. XVII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях. Кострома, 2004. С. 5.

93. Зефиров Н.С. Химическая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия. 1995. Т. 4. 641 с.

94. ChemCad 5.2.0. Professional. Chemstations, Inc. Houston, Texas. 2002.

95. Челюскина Т.В., Марченкова М.Ю., Кулакова А.А. Математическое моделирование и исследование парожидкостного равновесия в системах этанол - вода - этилендиамин и этанол - вода - бутиламин // Вестник МИТХТ. 2010. Т. 5. №3. С. 18-25.

96. Коган В.Б., Фридман В.М, Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром: в 2 кн. Л.: Наука, 1966. 1426 с.

97. Челюскина Т.В., Митюшкина И.А., Чернышова М.А., Фролкова А.К. Математическое моделирование эволюции биазеотропии в системе изобутилацетат - уксусная кислота // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. №4. С. 47-50.

98. Платонов В.М., Петлюк Ф.Б., Аветьян В.С. Исследование уравнения Вильсона для описания неидеального поведения бинарных растворов // ТОХТ. 1971. Т. 5. №1. С. 122-127.

99. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: справочное пособие. Л.: Химия, 1982. 592 с.

Размещено на Allbest.ru