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例6-1苯(A)与甲苯(B)的饱和蒸气压和温度的关系数据如本题附表1所式。
试利用拉乌尔定律和相对挥发度,分别计算苯—甲苯混合液在总压P为
101.33kPa下的气液平衡数据,并作出温度—组成图。该溶液可视为理想溶液。
例6-1附表1
温度,℃80.1859095100105110.6
,kPa101.33116.9135.5155.7179.2204.2240.0
,kPa40.046.054.063.374.386.0101.33
解:(1)利用拉乌尔定律,计算气液平衡数据在某一温度下由本题附表
1可查得该温度下纯组分苯与甲苯的饱和蒸气压与,由于总压P为定值,
即,则用式求液相组成x,再应用式求平
衡的气相组成y,即可得到一组标绘平衡温度—组成(t-x-y)图的数据。
以为例,计算过程如下:
和
其它温度的计算结果列于本题附表2中。
例6-1附表2
t,℃80.1859095100105110.6
x1.0000.7800.5810.4120.2580.1300
y1.0000.9000.7770.6330.4560.2620
根据以上数据,即可标绘得到如图所示的t-x-y图。
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(2)利用相对挥发度,计算气液平衡数据因苯—甲苯混合液为理想溶
液,故其相对挥发度可用下式计算,即:
以95℃为例,则:
其它温度下的α值列于题附表3中。
通常,在利用相对挥发度法求x-y关系时,可取温度范围内的平均相对挥发
度,在本题条件下,附表3中两端温度下的α数据应除外(因对应的是纯组分,
即为x-y曲线上两端点),因此可取温度为85℃和105℃下的α平均值,即:
将平均相对挥发度代入下式中,即
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并按附表2中的各x值,由上式即可算出气相平衡组成y,计算结果也列于附表
3中。
比较本题附表2和附表3,可以看出两种方法求得的x-y数据基本一致。对
两组分溶液,利用平均相对挥发度表示气液平衡关系比较简便。
例6-1附表3
t,℃80.1859095100105
α2.542.512.462.412.37
x1.0000.7800.5810.4120.2580.130
y1.0000.8970.7730.6330.4610.269
例6-2对某两组分理想溶液进行常压闪蒸,已知为0.5(原料液中易挥发组
分的摩尔分率),若要求气化率为60%,试求闪蒸后平衡的气液相组成及温度。
常压下该两组分理想溶液的x-y及t-x关系如本例附图所示。
e
解:由题意知
所以,
在本例附图(x-y图)中通过
点e(
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