化工原理课后习题答案第八章蒸馏习题答案
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相平衡
1．已知甲醇和丙醇在 80℃时的饱和蒸汽压分别为
181.13kPa 和 50.92kPa ，且该溶液为理想
溶液。试求：
1）80℃时甲醇与丙醇的相对挥发度； 2）若在 80℃下汽液两相平衡时的液相组成为 0.6，试求汽相组成；
3）此时的总压。
2．已知二元理想溶液上方易挥发组分
A 的气相组成为 0.45（摩尔分率） ，在平衡温度下， A 、
B 组分的饱和蒸汽压分别为 145kPa 和 125kPa 。求平衡时 A 、 B 组分的液相组成及总压。 解：对二元理
想溶液的气液平衡关系可采用拉乌尔定律及道尔顿分压定律求解。
已知理想溶液 y A 0.45,则 y B 1 y A 1-0.45 0.55 根据拉乌尔定律 p A p o A x A ， p B p B o x B
道尔顿分压定律
p A py A ， p B py B
则有
py A
py B x A o ,x B
o
p o A p B o
因为
x A x B 1
所以
p
y
p
o A
p
y 0B 1
p A p B
即
0.45 0.55
p 01.4455 01.2555
1
可解得
p =133.3 kPa
则液相组成
x
A py
o A
133.3 0.45
0.414 A
p o A
145
习题
解： 1）甲醇与丙醇在
80℃时的相对挥发度
o p A
o
p B o
181.13
50.92
3.557
2)当 x=0.6 时
3.557 0.6 1 (3.557 1) 0.6
0.842
3）总压
o
p A x
p
y
181.13 0.6
0.842
129.07kPa
的相对挥发度为2.47，试求：⑴汽、液两相的组成；x B 1 x A 1 0.414 0.586
3．苯（A ）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系（安托因方程）为p o
6.0321206.35 p A6.032
A t 220.24 o 1343.94 p o B
6.078
B t 219.58
log
log
式中p o A单位为k a，t 的单位为℃。
苯－甲苯混合液可视为理想溶液，现测得某精馏塔的塔顶压力p1 103.3kPa ，塔顶的液相温度t1 81.5 ℃；塔釜压力p2 109.3kPa，液相温度t2 112℃。试求塔顶、塔釜平衡
时的液相和气相组成。
解：⑴塔顶的液、气相组成
在塔顶温度下，苯和甲苯的饱和蒸汽压可用安托因方程计算，即
log p o
A 6.032
1206.35 2.034
A81.5 220.24
p o A 108.1kPa
log p o
B 6.078
1343.94
1.614 B81.5 219.58
p o B 41.1kPa
x A
o
p p B
o
p B
o
p A
103.3 41.10.9284
108.1 41.1
y A o
p A
x A
108.10.9284 0.971
103.3
⑵塔釜的液、气相组成和塔顶用相同的方法求得, 各有关参数为
p o A 251.8kPa ，p o B 105.9kPa
x A p p B o
o
p A
o
p B
109.3 105.9 0.0233
251.8 105.9
y A
o
p o251.8
p x A 120591..38
0.0233 0.0537
4．在常压下将含苯70 ％，甲苯30％的混合溶液进行平衡蒸馏，汽化率为40％，已知物系
⑵若对此混合液进行简单蒸馏， 使釜液含量与平衡蒸馏相同， 所得馏出物中苯的平均含量为 多少？馏出物占原料液的百分率为多少？ 解：⑴根据题意，作平衡蒸馏时，液化率 q 1 0.4 0.6 物料衡算式为
相平衡方程式为
联立求解以上两式得
x 0.629, y 0.807
⑵按题意，在第一阶段简单蒸馏终了时，液相残余含量
x 2 0.629, 则
F
W
1
所以 1.537
即
0.6 5 1
W
F 1.5 3 7
所得溜出液占原料的百分率为
FW
100%
1 0.651 34.9%
F
溜出液的平均组成为
物料衡算、热量衡算及操作线方程
5．某混合液含易挥发组分 0.25 ，在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为 釜液组成为 0.02 (均为易挥发组分的摩尔分数) ，试求：
(1) 塔顶产品的采出率 D/F ；
(2) 当 R=2时，精馏段的液汽比 L/V 及提馏段的汽液比 V '/ L '；
解：(1)塔顶产品的采出率
y q x x
F
q 1 q 1
0.6 0.7
x
0.6 1 0.6 1
1.5x 1.75
x 1 ( 1) x
2.47x 1 1.47 x
ln F 1
ln x
W 1
x 2
ln 1 x 2 1 x F
2.417 1 ln
2.47 1
0.7
0.629
2.47 ln
1 0.629 1 0.7 0.430
Fx F Wx 2
FW
W
x F
x 2
0.7 0.651 0.629
1 0.651
0.832
0.96 ，