基于活度系数模型的气液平衡计算

Aspen中气液平衡的分析方法

VLE：气液平衡

在aspen中，VLE计算有三种方法。

Property Analysis计算的优点是便于生成p-xy，T-xy和描述混合物不同组分与吉布斯自由能之间的函数关系的图表。也可用于研究共沸物形成的可能性。缺点是只能用于双组分混合物计算，只用于固定温度或固定压力下的计算，而不能用于仅知道最终压力和焓值条件下的计算。

Simulation适用范围更广，但必须依赖流程图和分离单元模块，建立计算模型。

气液平衡的热力学基础

参考：《化工原理（下）》 清华大学出版社 P109 蒸馏部分

根据相率，平衡体系自由度为：

F=C-P+2

其中F为自由度，即在不引起相变的条件下可以变动的独立变量的书目。C为独立组分数。P为相数。对于两组分混合系统，其自由度为2，即给定压强和温度，其平衡状态就确定了。因此可以用平面二维图像：T-X图，P-X图，X-Y图来刻画两组分混合系统平衡状态。

对T-x图，x-y图的分析详见《化工原理》。

混合物组分越多，自由度越多，所需参数越多，因此对于多组分体系不能用简单的等温图和等压图表示。

判断混合物已达到平衡有三条原则：1. 两相温度相同 2. 两相压力相同 3.各组分两相中的化学势必须相等（或者各组分两相中的逸度必须相等）

其中第三条比较重要，即为相平衡准则，可从热力学第二定律导出。

化学势μ的定义为：偏摩尔自由焓，即在温度、压力以及除i组分外其余任意组分j的摩尔数不变时,自由焓G对i组分摩尔数ni的偏导数；其中G=U+pV-TS，U为内能，S为熵，V为体积。

逸度的定义为：，其中μ为化学势，f为逸度。

应注意，逸度本身由化学势定义，而对于理想气体，可化简为P/P'。

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