最新南工大化工原理第六章 习题解答
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第六章习题
1）苯酚（C
6
H
5
OH）（A）和对甲酚（C
6
H
4
（CH
3
）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为：
温度
℃
苯酚蒸汽压
kPa
对甲酚蒸汽压
kPa
温度
℃
苯酚蒸汽压
kPa
对甲酚蒸汽
压 kPa 113.710.07.70117.811.999.06
114.610.47.94118.612.439.39
115.410.88.2119.412.859.70
116.311.198.5120.013.2610.0
117.011.588.76
试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。此物系为理想物系。
t0C p
A
0kPa p
B
0kPa x
A
x
B
113.7 10.0 7.70 1.0 1.0
114.6 10.4 7.94 0.837 0.871
115.4 10.8 8.2 0.692 0.748
116.3 11.19 8.5 0.558 0.624
117.0 11.58 8.76 0.440 0.509
117.8 11.99 9.06 0.321 0.385
118.6 12.43 9.39 0.201 0.249
119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122
120.0 13.26 10.0 0.000 0.000
2）承第1题，利用各组数据，计算
①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度α
i
，取各α
i
的算术平均值α，算出
α对α
i
的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—x
i
”关系，算出由此法得
出各组y
i
值的最大相对误差。
t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0
1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326
t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x
1.0 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.0952 0
i
1.0 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0
y
i
最大误差=
3）已知乙苯（A）与苯乙烯（B）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：
式中p0的单位是mmHg，T的单位是K。
问：总压为60mmHg（绝压）时，A与B的沸点各为多少℃？在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率？
4）苯（A）和甲苯（B）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为
式中p0的单位是mmHg，t的单位是℃。
试计算总压为850mmHg（绝压）下含苯25%（摩尔百分率）的该物系混合液的泡点。
5）试计算总压为760mmHg（绝压）下，含苯0.37、甲苯0.63（摩尔分率）的混合蒸汽的露点。若令该二元物系降温至露点以下3℃，求平衡的汽、液相摩尔之比。
6）有一苯（A）、甲苯（B）、空气（C）的混合气体，其中空气占2%，苯与甲苯浓度相等（均指摩尔百分数），气体压强为760mmHg（绝压）。若维持压强不变，令此三元物系降温至95℃，求所得平衡汽相的组成。A、B组分均服从
拉乌尔定律。已知95℃时，。
0.38 0.378 0.377 0.376
设X
A
算得的X‘
0.324 0.352 0.363 0.373
A
7）常压下将含苯（A）60%，甲苯（B）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡汽、液相，汽相摩尔数占总摩尔数的分率——汽化率（1-q）为0.30。物系相对挥发度α=2.47，试求：闪蒸所得平衡汽、液相的浓度。
若改用简单蒸馏，令残液浓度与闪蒸的液相浓度相同，问：馏出物中苯的平均浓度为多少？
提示：若原料液、平衡液、汽相中A的摩尔分率分别以x
f
、x、y表示，则存在如下关系：。
8）某二元物系，原料液浓度x
f =0.42，连续精馏分离得塔顶产品浓度x
D
=0.95。
已知塔顶产品中易挥发组分回收率η=0.92，求塔底产品浓度x
w
。以上浓度皆指易挥发组分的摩尔分率。
9）某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离，塔顶
产品浓度x
D =0.96，塔底产品浓度x
w
=0.025（均为易挥发组分的摩尔分率），设
满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产品的采出率D/F。
若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。
10）某二元混合物含易挥发组分0.24，以热状态参数q=0.45的汽、液混合
=0.95，物状态进入连续精馏塔进行分离。进料量为14.5kmol/h，塔顶产品浓度x
D
塔底产品浓度x
=0.03。若回流比R=2.8，泡点回流，提馏段L’/V’为多少？试
w
计算塔顶全凝器的蒸汽冷凝量及蒸馏釜的蒸发量。以上浓度皆指易挥发组分的摩尔分率。