分离工程作业答案

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1、二4.一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想系。苯：1n=20.7936-2788.51/（T-52.36）；        甲苯：1n=20.9065-3096.52/（T-53.67）；        对-二甲苯：1n=20.9891-3346.65/（T-57.84）；解1：(1)平衡常数法。假设为完全理想系。设t=95℃苯：；甲苯：；对二甲苯：；；选苯为参考组分：；解得t2=94.61

2、℃；；=0.6281=0.2665故泡点温度为94.61℃，且；；(2)相对挥发度法设t=94.61℃，同上求得=1.552，=0.6281，=0.2665，，故泡点温度为94.61℃，且；；温度为94.61℃，，满足完全理想系的相平衡条件解2：(1)平衡常数法：设T=368K用安托尼公式得：；；由式(2-36)得：；；；；；由于>1.001，表明所设温度偏高。由题意知液相中含量最大的是苯，由式(2-62)得：可得重复上述步骤：；；；；；在温度为367.78K时，存在与之平衡的汽相，组成为：苯0.7765、甲苯0.1511

3、、对二甲苯0.066675。(2)用相对挥发度法：设温度为367.78K，取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的：；；组分i苯(1)甲苯(2)对二甲苯(3)0.500.250.251.0005.8232.3561.0002.91150.5890.25003.75050.77600.15720.06671.0000二11、组成为60%(mol)苯，25%甲苯和15%对二甲苯的100kmol液体混合物，在101.3kPa和100℃下闪蒸。试计算液体和气体产物的量和组成。假设该物系为理想溶液。用安托尼方程计算蒸气压。解：①在37

4、3K下苯：甲苯：对二甲苯：②核实闪蒸温度：假设100℃为进料的泡点温度，则假设100℃为进料的露点温度，则说明进料的实际泡点温度和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。③令Ψ1=0.1因f(0.1)＞0，应增大Ψ值；由（2-73）得：由（2-72）得Ψ=0.7415，函数f接近0。④用式（2-67）、（2-68）分别计算xi，yi，x1=0.3819，y1=0.6760同理：x2=0.3129，x3=0.3048，y2=0.2281，y3=0.0960⑤计算V、LV=74.15kmolL=25.85kmol解

5、法2：①在373K下苯：甲苯：对二甲苯：②计算混合组分的泡点TbTb=364.076K计算混合组分的露点TdTd=377.83K此时：x1=0.38，x2=0.3135，x3=0.3074，L=74.77kmol；y1=0.6726，y2=0.2285，y3=0.0968，V=25.23kmol。三7、在一精馏塔中分离苯(B)，甲苯(T)，二甲苯(X)和异丙苯(C)四元混合物。进料量200mol/h，进料组成zB=0.2,zT=0.3,zX=0.1，zC=0.4(mol)。塔顶采用全凝器，饱和液体回流。相对挥发度数据为：=

6、2.25，=1.0，=0.33，=0.21。规定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为99.5%。求最少理论板数和全回流操作下的组分分配。解：根据题意顶甲苯(T)为轻关键组分，异丙苯(C)为重关键组分，则苯(B)为轻组分，二甲苯(X)为中间组分。以重关键组分计算相对挥发度。由分离要求计算关键组分在塔顶釜的分配。所以由与求出非关键组分的分布苯：=0，=2000.2=40mol/h二甲苯：，+=2000.1=20求得=1.06mol/h，=18.94mol/h，物料平衡结果见下表：组分苯(B)0.2400

7、.39600甲苯(T)0.359.90.5920.30.003二甲苯（X）0.11.060.01018.940.191异丙苯(C)0.40.160.00279.840.806100.921.0099.081.00三14.某1、2两组分构成二元系，活度系数方程为，，端值常数与温度的关系：A=1.7884-4.2510-3T(T，K)蒸汽压方程为(P：kPa：T：K)假设汽相是理想气体，试问99.75kpa时①系统是否形成共沸物？②共沸温度是多少？解：①假设汽相是理想气体，液相为非理想溶液，则，相对挥发度：当x1=0，x2=1

8、，p=p2s，代入解得，T=344.68K，且当x1=1，x2=0，p=p1s，代入解得，T=352.79K，且由于是x1的连续函数，当x1由0变化到1时，由1.055变化到0.572，中间比然经过的点，且，均大于1，所以此溶液在99.75Kpa时汽液平衡形成最低恒沸物。②设T为350K则A=1.788