Гельперин И.И, Зеликсон Г.М., Рапопорт Л.Л. Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения
Подождите немного. Документ загружается.
РАВНОВЕСИЕ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ
ЖИДКОСТЬ—ТВЕРДОЕ ТЕЛО
Двухфазная система жидкость — твердое тело, подобно системе
жидкость — пар, имеет две степени свободы. Однако равновесие системы
жидкость — твердое тело очень мало зависит от давления, поэтому оно
может быть графически выражено в координатах концентрация — тем-
пература (рис. 135—149). На графиках нанесены линии ликвидуса и соли-
дуса, из коих первые соответствуют началу, а вторые —концу выделения кри-
сталлов сплава.
Данные фазового равновесия некоторых систем приведены в табл. 101—ПО.
Таблица 101
Азот — аргон
Содержание
азота
мол. »;о
Температура плавления
Содержание
азота
мол. о|о
Температур |а плавления
Содержание
азота
мол. »;о
начало конец
Содержание
азота
мол. о|о
начало
конец
0
84,1
84,1
50
63,2
68
5
78,2 82,8 . 60 63,2
65
10
73,15
81,8
70
62,9
63,1
12 71 80,3
75
62,9
62,9
30
66 75 90
62,8
63,1
42
63,7
78,8 100 63,1
63,1
90
82
I
I
I®
\
V
\
20 1,0 60 80 ЮО
Мол.
Рис. 135. Равновесие твердое — жидкость
системы азот—аргон.
110
II.
РАВНОВЕСНЫЕ СОСТАВЫ ФАЗ
Содержание
азота
мол. О|о
Азот — кислород
Таблица 102
Температура плавления
"К
Содержание
азота
мел. ".'о
Температура плавления
К
начало
конец
31,0
50,1 51,85
50,7
50,90 55,4
58,0
53,2
57,05
75,5
56,05
59,8
90,1
59,55
61,6
100,0 63,1
63,1
6'5|——
О
6,0
10,3
11,75
14.0
15.1
15,75
18,3
19,7
20,1
20.2
21,9
22,(1
23.5
25,0
29.6
30.7
54.1
52,15
51.00
50,30
50.2
50,15
50Д
50.1
50,1
50,1
50,1
50,1
50,1
50,1
50,1
50,1
50,1
54,1
53,4
52,6
52,25
52.0
51,6
51,85
51.1
50.4
50,65
51.0
50.5
50.1
50.4
50.5
51,0
51,35
Таблица 103
Азот — метан
Содержание
азота
мол. »;о
Температура плавления
®К
Содержание
азота
мол. »;о
начало конец
0
90
90
11
81
88,2
15
80,0
87
30
70,8
86,6
35 .68,0
85
45
63,1
78,4
53
53,1
73,1
55
63,1
71,4
60 (53,1
68,6
70 63,1
63,1
80
63,1
63,1
100
63,1
63,1
О 20 1,0 60 80 ШО
Рис. 136. Равновесие твердое
—
жид-
ко с т ь системы азот
—
кислород.
эо
I
I 1и
60
\
\
\А
\
20 4(7 60 ВО ЮО
молгы.
Рис. 137. Равновесие твердое
—
жидкость
системы азот —метан.
РАВНОВЕСИЕ ДВУХФА'АНЫХ СИСТЕМ. }КИДКОСТЬ-ТВЕРДОЕ ТЕЛО
185
Таблица 10}
Азот — окись углерода
Содержание
окиси углерода
мол. °;'о
Температу]:
^плавления
Содержание
окиси углерода
мол.
Температура плавлени.!!
Содержание
окиси углерода
мол. °;'о
начало
конец
Содержание
окиси углерода
мол.
начало |
конец
0
63,1
63,1
52,9
65,2
66,05
10
63,0
63,9
60
65,5
66,08
17,4
63,7
64,0 70
66,5
67,0
25
63,65
64,3
74,6
66,7
67,05
30
64,05
64,85
79,8
66,4
67,35
40
64,7
65,75
90
67,35
67,9
49,3
64,85
65,6
100
68,2
68,2
-205'
^-207
I
I
-209
-210
N
ч
\ >
\
N \
\ X
N \
\ >
\
1- N \
N ^
N
N
N N.
N \
Ч \
N
N
и 20 ^и 60 80 юо
Моя % N2
Рис. 138. Равновесие твердое —жидкость системы
авот
—
окись углерода.
110
II. РАВНОВЕСНЫЕ СОСТАВЫ ФАЗ
Таблица 105
Аргон — кислород
Содержание
кислорода
мол. 0,0
Температура плавления
Содержание
кислорода
мел. о/о
Температура плавления
Содержание
кислорода
мол. 0,0
начало
конец
Содержание
кислорода
мел. о/о
начало конец
0
84,1
84,1
77
57,6
61,2
31
71
77
79
55,0
58,8
43,5
68,3
74,2
80
55,1 55,1
50
66
72
90
54,9
55,2
60
62
69,6 96
54,6
55,1
75
59
64
100 54,1
54,1
в6
82
^ 78
58
\
N
N
\
\
ч \
О 20 1*0 60 80
Мол %02
Рнс. 139. Равновесие твердое —жид-
кость системы аргои
—
кислород.
О 20 ио во во юо
Рис. 140. Равновесие твердое
—
жид-
ко с т ь системы арго и—к и с л о р о д
и а
р
г о и—к р и
п
т о н.
РАВНОВЕСИЕ ДВУХФА'АНЫХ
СИСТЕМ. }КИДКОСТЬ-ТВЕРДОЕ
ТЕЛО 187
Таблица 106
Аргон — метан
Содержание
аргона
НОЛ.
<Чс
Температура плавления
®К
Содержание
аргона
мол. "(о
Температура плавления
®К
Содержание
аргона
НОЛ.
<Чс
нача10
конец
Содержание
аргона
мол. "(о
начало конец
0 90 90
50
71,2 74,6
15
81,1
86,4 55
71,2
73,2
25
74
83 60
71,2
71,8
30
72,2
81
70
71,2
74,4
40
71,2
78,2
90
74 81
43
71,2
76,2 100
84,1
84,1
90
70
85
К
\
/
\ \ /
V
ч
\/ у
О 25 50 75 ЮО
Мол
X
Аг
Рис. 141. Равновесие твердое —
жидкость системы аргон —
метан.
}го
по
^ шо
§
Г
^ 80
70
/
у
я
N
>
\
О 20 1,0 ВО 80 ЮО
Мол
% АГ
" Кг
Рис. 142. Равновесие твердое—
жидкость системы аргон—ме-
тан и криптон—метан.
у
РАВНОВЕСИЕ ДВУХФА'АНЫХ
СИСТЕМ.
}КИДКОСТЬ-ТВЕРДОЕ ТЕЛО
189
Таблица НО
Метан — этилен
Содержание
этилена
мол.
Температура главления
Содержание
этилена
мол. ",0
Температура плавления
Содержание
этилена
мол.
начало конец
Содержание
этилена
мол. ",0
начало
конец
0
90,6
90,6
25
84,5
90,9
1,3
88,5
90,5
40
84,4
94,6
2,1
88,1
90,4
56,6
84,2 96,8
3,9 84,5
89,1 64,8
84,2
98,75
4,9 84,5
88,7
75
83,9 99,8
7,1
84,55
87,95 91,6
—
102,6
12,2
84,55
84,55
94,8
83,7 102,8
15,0
84,4
86,2
100 •
103,8 103,8
20,5
84,5
87,9
I
I
32
I Р."?
---
г-'
--
^
/
- у
1
1
Г
/
1
1
Г
О 20 1*0 60 во т
Рнс. 145. Равновесие твердое
—
жид-
кость систе
мы
м е т а
н —
э т и л е н.
200
X 160
I
1 120
I
I
Ч 80
20 1,0 60
МОЛ-ХЩ
80 ЮО
Рис. 146. Изотерма системы азот
—
водород
I При —215° с (паровая фаза).
110
}92
II.
РАВНОВЕСНЫЕ СОСТАВЫ ФАЗ
2<^0
200
/60
I
I
^ ъо
'»0
о
/
/
\
\
ч
-212 -2И -210
Температура, 'С
Рис. 147. Кривая равновесия трех фаз сис-
темы а 3 о т—в о д о р о д.
а
I
1
г
\
к
\
\
-185 -т -183 -шг
Температура'С ^
Рис. 148. Кривая равновесия
трех фаз системы водо-
род—метай.
-207 -206 -т
Температура,
Х
Рис. 149. Кривая равнове-
сия трех фаа системы в о-
д о род—окись угле-
рода.
РАСТВОРИМОСТЬ
в разбавленном растворе концентрация растворенного вещества X Про-
порциональна парциальному давлению пара Ядарц. растворяющегося вещества
(закон Генри):
^парц. — ^^
где К—коэффициент пропорциональности (не зависит от состава данного рас-
твора и является функцией температуры и давления).
Согласно закону Рауля
р р у
царц. '^чист.
Т. е. парциальные давления паров растворенных веществ над раствором равны
произведению давлений паров чистых веществ при данной температуре и их
молярных долей в растворе.
Раствор, подчиняющийся закону Рауля, называется идеальным раствором.
В таблицах приняты следующие обозначения:
а.
— коэффициент растворимости, равный объему газа в нсм^ при
760 мм рт. ст. и
О
°С, растворяющемуся в объемной единице растворителя
при данной температуре и парциальном давлении газа 760 мм рт. ст.;
I—значение, аналогичное о, но при общем давлении, равном 760 мм рт. ст.;
р
— коэффициент растворимости, равный объему газа в нсм^ при
760 мм рт. ст. и 0° С, растворяющемуся в 1 г жидкости при данной
температуре н парциальном давлении газа 760 мм рт. ст.;
д — количество газа (в граммах), которое растворяется в 100 г раствори-
теля при данной температуре, если общее давление (т. е. парциаль-
ное давление газов -[- давление паров жидкости при температуре
абсорбции) равно 760 мм рт. ст.;
Т
— коэффициент растворимости, равный количеству газа (в граммах),
которое при данной температуре растворяется в 100 г жидкости, если
парциальное давление газа равно 760 мм рт. ст.
Таблица 111
Растворимость твердого ацетилена в жидких кислороде и азоте
Содержание ацетилена в жидком Содержание ацетилена в жидком
кислороде
азоте
Температура Температура
нс.и' в
1
л
мол.
нем}
в
1
л
мол.
Чо-Ю'
раствора
мол.
раствора
мол.
Чо-Ю'
98,0
9,5
10,85
97,0
8,8 10,07
— —
95,0
— —
14,0 19,95
90,7
5,91
6,76
9,59
13,6
79,4 1,91
78,9
1,78
2,04
— —
68,5
0,69
0,794
0,67
0,955
66,0 0,60
0,692
— —
65,1
0,56
0,641
— —
65,0
—
0,56 0,791
}92
II. РАВНОВЕСНЫЕ СОСТАВЫ ФАЗ
Таблица 112
Растворимость твердых этилена и пропилена в жидких кислороде и азоте
Тсмпепатура
"К
Содержание этилена
мол. "(о
Температура
°К
Содержание пропилена
мел. ",0
Тсмпепатура
"К
в жидком
кислороде
В жидком
азоте
Температура
°К
в жидком
кислороде
В ЖИДКОМ
азоте
101,0
17,43
_
86,5 38,5
_
97,0
5,74
—
83,0 7,93
7,2
90,1 1,42
1,1
80,6
2,82
—
77,7 0,27 0,224
75,0 0,771
0,70
69,0 0,065
0,054
67,0
0,202 0,17
Таблица 113
Растворимость твердого углекислого газа в жидких кислороде и азоте
ипература
Содержание углекислоты в жидком
кислороде
Содержание углекислоты в жидком
азоте
нем' в 1 л
раствора
мол. •>|о-10<
в 1 л
раствора
мол. "/о-10'
98
4,9
5,61
5,1
7,26
90
3,69
4,23
3,75
5,34
78,4 2,54 2,91
2,44
3,47
74,0
2,05
2,35
— —
67,0
1,55
1,77
1,55
2,21
-гоо
-т
-ШО 440
, 'С
420
Рис. 150. Растворимость водорода в жидком азоте и гелия
в жидком метане, азоте и в азото-метановых смесях.