化工原理课后题答案部分.docx

This manuscript was revised on November 28, 2020 This manuscript was revised on November 28, 2020 化工原理课后题答案部分 化工原理第二版 第1章 蒸馏 1.已知含苯（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 85 90 95 100 105 x 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB*，PA*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-PB*)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = ℃为例 x =（99-40）/（）= 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 K C6H14 饱和蒸汽压(kPa) 解： 根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = ℃时为例，当t = ℃时 PB* = 查得PA*= 得到其他温度下AB的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 279 289 PA* PB*(kPa) 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成 以℃时为例 当t= ℃时 x = (P-PB*)/(PA*-PB*) =（）/（）= 1 平衡气相组成 以℃为例 当t= ℃时 y = PA*x/P = ×1/ = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 279 289 x 1 0 y 1 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= PA*/PB* 计算出各温度下的相对挥发度 ： t(℃) α - - - - - - - - 取℃和279℃时的α值做平均 αm= （+）/2 = ②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值 当x = 时， y = ×[1+×]= 同理得到其他y值列表如下 t(℃) 279 289 α x 1 0 y 1 0 ③作出新的t-x-y曲线和原先的t-x-y曲线如图 4.在常压下将某原料液组成为（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y = + 解：①简单蒸馏 由ln(W/F)=∫xxFdx/(y-x) 以及气液平衡关系y = + 得ln(W/F)=∫xxFdx/ = [ ∵汽化率1-q = 1/3则 q = 2/3 即 W/F = 2/3 ∴ln(2/3) = [ 解得 x = 代入平衡关系式y = + 得 y = ②平衡蒸馏 由物料衡算 FxF = Wx + Dy D + W = F 将W/F = 2/3代入得到 xF = 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得 x = 再次代入平衡关系式得 y = 5.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。