Морачевский-Термодинамика равновесия жидкость-пар
Исследования равновесий между жидкостью и паром продолжают привлекать внимание многочисленных специалистов. Интерес к проблеме обусловлен прежде всего тем, что данные о паро-жидкостном равновесии имеют первостепенное значение для разработки и оптимизации основных процессов разделения веществ в химической технологии, в первую очередь — ректификационных и абсорбционных процессов.
В отечественной литературе определенно недостает книги широкого профиля о равновесии жидкость — пар, которая освещала бы современное состояние проблемы. Авторы стремились восполнить этот пробел.
Предлагаемая книга была задумана так, чтобы она могла служить и для ознакомления с предметом, с основами термодинамической теории фазовых равновесий и одновременно могла бы быть практическим руководством. В связи с этим в ней содержатся как основные, исходные положения термодинамики гетерогенных систем, так и рекомендации для реализации термодинамической теории в различных ее приложениях (методы расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах и методы проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных о равновесии жидкость — пар).
Необходимы некоторые пояснения к структуре книги, поскольку в ней нет достаточного соответствия между значением тех проблем, которым посвящены отдельные главы, и объемом глав. При распределении объема между ними авторы стремились обеспечить возможность для более подробного изложения тех вопросов, которые в наименьшей степени освещены в нашей литературе. Так, очень коротка гл. II, и это обусловлено тем, что равновесия в однокомпонентных системах, свойства индивидуальных газов и жидкостей, методы их расчета с большой полнотой изложены в монографии Р. Рида, Дж. Праусница и Т. Шервуда «Свойства газов и жидкостей» (Л.: Химия, 1982 г.).
В значительно большей по объему и по содержанию гл. III рассматривается в основном термодинамика двойных систем жидкость — пар. Но некоторые положения имеют более общее значение, они применимы к системам с любым числом компонентов (например, обобщенное уравнение Ван-дер-Ваальса и его вывод, понятия фугитивности и активности и т. п.).
Гл. IV вновь краткая, и это отчасти объясняется тем, что авторы не видели необходимости подробно обсуждать проблемы, обстоятельно изложенные в монографии В. Т. Жарова и Л. А. Се-рафимова «Физико-химические основы дистилляции и ректификации» (Л.: Химия, 1975 г.), материал которой никак не устарел.
Методы экспериментального исследования равновесий жидкость — пар описаны в гл. V. В отечественной литературе эти вопросы основательно изложены только в монографии Э. Хала и др. «Равновесие между жидкостью и паром» (М.: Мир, 1962 г.). Однако многие установки и методики, описанные в указанной книге, не утратили своего значения; поэтому авторы их почти не повторяют. Но появились новые методы и приемы исследования, определенный опыт эксперимента был накоплен в лаборатории авторов, эти обстоятельства и определили содержание гл. V.
В гл. VI обсуждаются методы проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных о равновесии жидкость — пар. Эта важная в практическом отношении проблема ранее не имела полного и современного освещения.
В гл. VII—IX рассматриваются методы априорного расчета и методы корреляции данных о фазовых равновесиях в системах различной сложности. Методы расчета равновесий жидкость — пар (и трехфазных равновесий жидкость — жидкость — пар) в многокомпонентных системах особенно существенны для химической технологии. Исследования в этой области интенсивно развиваются в последние годы, обобщения новых результатов недоставало в нашей литературе. В упомянутой ранее книге Рида и др. есть глава Праузнитца о парожидкостном равновесии в многокомпонентных системах, глава содержательная, но она отражает состояние проблемы только к началу семидесятых годов. Главы VII и VIII сопровождаются приложениями, которые должны способствовать применению расчетных методов на практике. При изложении материала авторы в большой степени опирались на собственный опыт, свои результаты исследований. В частности, гл. IX целиком посвящена изложению нового метода расчета равновесий, который разработан и проверен в лаборатории авторов за последние годы.
Методы расчета равновесий жидкость — пар все в большей степени базируются на физически обоснованных моделях жидкой фазы, на новых вариантах уравнений состояния. Для более глубокого знакомства с теоретическими основами методов можно рекомендовать монографию Н. А. Смирновой «Молекулярные теории растворов» (Л.: Химия, 1987 г.).
