化工原理刘伟主编第六章蒸馏答案

第六章 蒸 馏

相平衡

【6-1】苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压数据如下。 101.33 38.8 179.19 74.53 根据上表数据绘制总压为101.33kPa 时苯一甲苯溶液的-t y x -图及y x -图。此溶液服从拉乌尔定律。

解 计算式为

,00

00

B A

A B

p p p x y x p p p -==- 计算结果见下表

苯-甲苯溶液的t x y --计算数据

96

100

104

108

110.6

..

.

..

10133

6566

0376

160526566

-

=

-

..

.

..

101337453

0256

179197453

-

=

-

..

.

..

101338333

0155

199328333

-

=

-

..

.

..

101339393

0058

221199393

-

=

-

.

..

.

16052

03760596

10133

⨯=

.

..

.

17919

02560453

10133

⨯=

.

..

.

19932

01550305

10133

⨯=

.

..

.

22119

00580127

10133

⨯=

苯-甲苯溶液的t y x

--图及y x-图，如习题6-1附图1与习题6-1附图2所示。

习题6-1附图1 苯-甲苯t-y-x图

习题6-1附图2 苯-甲苯y-x图

【6-2】在总压.

101325kPa下，正庚烷-正辛烷的汽液平衡数据如下。温度/℃液相中正庚汽相中正庚温度液相中正庚汽相中正庚

烷的摩尔分

数()x 烷的摩尔分

数()y

/℃烷的摩尔分

数()x

烷的摩尔分

数()y

98.4 105 110

1.0

0.656

0.487

1.0

0.81

0.673

115

120

125.6

0.311

0.157

0.491

0.280

试求：(1)在总压.

101325kPa下，溶液中正庚烷为0.35（摩尔分数）

时的泡点及平衡汽相的瞬间组成；(2)在总压.

101325kPa下，组成.035

x=

的溶液，加热到117℃，处于什么状态？溶液加热到什么温度，全部汽化为饱和蒸气？

解用汽液相平衡数据绘制t y x

--图。

(1) 从t y x

--图上可知，.035

x=时的泡点为113.8℃，平衡汽相

的瞬间组成.053

y=。

(2) .035

x=的溶液，加热到117℃时为气液混合物，液相组成.024

x=，汽相组成.040

y=。

.035

x=的溶液加热到118℃时，全部汽化为饱和蒸气。

习题6-2附图正庚烷-正辛烷t-y-x图

【6-3】 甲醇(A)-丙醇(B)物系的汽液平衡服从拉乌尔定律。 (1) 试求温度80℃t =、液相组成.05x =（摩尔分数）时的汽相平衡组成与总压。

(2) 试求总压为.10133kPa 、液相组成.04x =（摩尔分数）时的汽液相平衡温度与汽相组成。

(3) 试求液相组成.06x =、汽相组成.084y =时的平衡温度与总压。组成均为摩尔分数。

用Antoine 方程计算饱和蒸气压(kPa) 甲醇 .lg ..157499

71973623886A p t =-

+

丙醇 .lg .137514674414193

B p t =-+ 式中t 为温度，℃。

解 (1) 80℃t =)时，..1811，5093A B p kPa p kPa ==

B

A B

p p x p p -=

-

总压 ()()

....18115093055093116A B B p p p x p kPa =-+=-⨯+= 汽相组成 (181105)

0781116

A p x y p ⨯=

== (2) 已知..10133，04，求、p kPa x x y ==

.10133p kPa =时，甲醇沸点为

64.7℃，丙醇沸点为97.2℃，所求汽

液相平衡温度必在64.7℃与97.2℃之间。

假设75℃t = 计算.1511，41A B p kPa p kPa == 液相组成 (1013341)

054804151141B A B

p p x p p --=

==>-- 计算的x 值大于已知的x 值，故所假设的温度t 偏小，重新假设大一点的t 进行计算。将3次假设的t 与计算的x 值列于下表，并在习题