Sprawozdanie z ćwiczenia nr 2

Zadanie nr 15. Wykreślić wykres punktów wrzenia i punktów rosy w zakresie zmian ciśnienia 2-10bar, dla roztworu o składzie masowym: 0,50 octanu etylu, 0,30 chlorku metylenu, 0,05 wody, resztę stanowi aceton. Czy przy ciśnieniu panującym w zbiorniku równym 3 bary, taka mieszanina zacznie wrzeć w temp.350k? Jeśli nie to, w jakiej temperaturze? Sprawdzić czy składniki tej mieszaniny tworzą azeotrop.

1) Zdefiniowano strumień o składzie jak w treści zadania, ciśnieniu 3 bary i VF=0. I dokonano analizy właściwości fizykochemicznych takich ,jak skład azeotropów dwuskładnikowych i wzajemna mieszalność, z wykorzystaniem modelu termodynamicznego NRTL.

Wykres Txy dla układu woda-CH₂ Cl₂ valid phases: Vapour-Liquid-Liquid ciśnienie 1atm

skład azeotropu: ułamek masowy wody w_H2O=0,015

temperatura wrzenia azeotropu ok.311K

Wykres Txy dla układu woda-octan etylu valid phases: Vapour-Liquid-Liquid ciśnienie 1atm

skład azeotropu: ułamek molowy wody x_H2O=0,32

temp. wrzenia azeotropu ok.345K

Wykres energii swobodnej mieszania dla układu woda- CH₂ Cl₂

T=298,15K p=1atm

Zakres ograniczonej rozpuszczalności:

w_H2O=0-0.97

Wykres energii swobodnej mieszania dla układu woda- octan etylu

T=298,15K p=1atm

Zakres ograniczonej rozpuszczalności:

w_H2O=0.02-0.95

Uzyskane dla azeotropów dane zgadzają się dobrze z danymi literaturowymi

(Poradnik fizykochemiczny, WNT, Warszawa1974, dział B2.4..1):

Azeotrop układu woda-CH₂ Cl₂ pod ciśnieniem atmosferycznym

skład azeotropu: ułamek masowy wody w_H2O=0,015

temperatura wrzenia azeotropu ok.38,1 °C(311,25K)

Azeotrop układu woda-octan etylu pod ciśnieniem atmosferycznym

skład azeotropu: ułamek molowy wody x_H2O=0,31

temperatura wrzenia azeotropu ok.70,37 °C(343,52K)

Świadczy to o poprawnym wyborze modelu termodynamicznego do obliczeń.

2) Przy wykorzystaniu tego samego modelu termodynamicznego wykreślono wykres punktów wrzenia i punktów rosy w zakresie ciśnień

	VFRAC	PRES	TOTAL
			TEMP
		N/sqm	K
1	1	101325	338,2223
2	1	124123	344,1326
3	1	146921	349,2464
4	1	169719	353,7753
5	1	192518	357,8547
6	1	215316	361,5765
7	1	238114	365,0063
8	1	260912	368,1927
9	1	283710	371,1727
10	1	306508	373,9751
11	1	329306	376,6229
12	1	352104	379,1349
13	1	374903	381,5263
14	1	397701	383,81
15	1	420499	385,9967
16	1	443297	388,0957
17	1	466095	390,1147
18	1	488893	392,0607
19	1	511691	393,9396
20	1	534489	395,7568
21	1	557288	397,5165
22	1	580086	399,223
23	1	602884	400,8799
24	1	625682	402,4905
25	1	648480	404,0578
26	1	671278	405,5844
27	1	694076	407,0727
28	1	716874	408,5249
29	1	739673	409,943
30	1	762471	411,3288
31	1	785269	412,6841
32	1	808067	414,0103
33	1	830865	415,3089
34	1	853663	416,5811
35	1	876461	417,8283
36	1	899259	419,0515
37	1	922058	420,2518
38	1	944856	421,4302
39	1	967654	422,5876
40	1	990452	423,7248
41	1	1013250	424,8427
42	0	101325	332,6111
43	0	124123	338,4014
44	0	146921	343,3914
45	0	169719	347,7959
46	0	192518	351,7517
47	0	215316	355,3521
48	0	238114	358,6623
49	0	260912	361,7314
50	0	283710	364,5964
51	0	306508	367,2863
52	0	329306	369,8238
53	0	352104	372,2278
54	0	374903	374,5134
55	0	397701	376,6933
56	0	420499	378,7784
57	0	443297	380,7776
58	0	466095	382,6988
59	0	488893	384,5487
60	0	511691	386,3333
61	0	534489	388,0577
62	0	557288	389,7263
63	0	580086	391,3434
64	0	602884	392,9124
65	0	625682	394,4365
66	0	648480	395,9187
67	0	671278	397,3616
68	0	694076	398,7675
69	0	716874	400,1386
70	0	739673	401,4768
71	0	762471	402,784
72	0	785269	404,0617
73	0	808067	405,3115
74	0	830865	406,5348
75	0	853663	407,7328
76	0	876461	408,9042
77	0	899259	410,0553
78	0	922058	411,1844
79	0	944856	412,2926
80	0	967654	413,3807
81	0	990452	414,4496
82	0	1013250	415,5

Z którego wynika, że badana mieszanina wrze pod ciśnieniem 3bar w temp. ok367 K

3) Wykonano analizę strumienia „w punkcie” dla warunków p=3bar, VF=0

Uzyskano temperaturę strumienia równą 366,58K, która to temperatura przy założonych warunkach jest temperaturą wrzenia (VF=0) badanej mieszaniny pod ciśnieniem 3 bar.

---