化工原理王志魁第五版习题解答：第六章 蒸馏.pdf

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1、第六章蒸馏相平衡【6-3】甲醇(A)-丙醇(B)物系的汽液平衡服从拉乌尔定律。试求：（1）温度t80℃、液相组成x0.5（摩尔分数）时的汽相平衡组成与总压；（2）试求总压为101.33kPa、液相组成x0.4（摩尔分数）时的汽液相平衡温度与汽相组成；（3）液相组成x0.6、汽相组成y0.84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)1574.99甲醇lgp7.19736At238.861375.14丙醇lgp6.74414Bt193式中t为温度，℃

2、。解（1）t80℃时，p181.1kPa，p50.93kPaABppBxppAB总压pppxp181.150.930.550.93116kPaABBpx181.10.5A汽相组成y0.781p116（2）已知p101.33kPa，x0.4，求x、yp101.33kPa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t75℃计算p151.1kPa，p41kPaABpp101.33

3、41B液相组成x0.5480.4pp151.141AB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6-3附图1上绘成一条曲线，可知x0.4时的平衡温度t79.5℃。习题6-3附表计算次数第一次第二次第三次假设t/℃758085x0.5480.3870.252习题6-3附图1t79.5℃时，p177.9kPaApx177.90.4A汽相组成y=0.702p101.33（3）已知x0.6，y0.84，求t，

4、ppy(1x)0.84(10.6)A计算3.5px(1y)0.6(10.84)B待求的温度t，就是p/p3.5时的温度，用试差法计算。AB假设t80℃，p181.1kPa，p50.93kPaABp181.1A3.556，大于3.5p50.93B温度t越小，则P/p就越大，故所假设的t偏小。AB假设t85℃，p215.9kPa，p62.75kPaABp215.9A3.44p62.75B用比例内插法求p/p=3.5时的温度tABt803.53.5

5、560.056=85803.443.5560.1160.056t80858082.4℃0.116在此温度下，p197.2kPa，p56.35kPa，则AB197.2p/p3.5AB56.35故t82.4℃为待求的温度px197.20.6A总压p140.9kPay0.84【6-4】甲醇(A)-乙醇(B)溶液（可视为理想溶液）在温度20℃下达到汽液平衡，若液相中甲醇和乙醇各为l00g，试计算汽相中甲醇与乙醇的分压以及总压，并计算汽相组成。已知20℃时甲醇的饱和蒸气压

6、为11.83kPa，乙醇为5.93kPa。解甲醇和乙醇的摩尔质量分别为32和46。甲醇为易挥发组成，液相组成（摩尔分数）为100/32x0．59100/32100/46甲醇分压ppx11.830．596.98kPaAA乙醇分压pp1x=5.9310．59=2.43kPaBB总压ppp6.982.439.41kPaAB6.98甲醇的汽相组成（摩尔分数）为y0.7429.41【6-5】总压为120kPa，正戊烷(A)与正己烷(B)汽相混合物的组成为0.6（摩尔分数），冷

7、却冷凝到55℃，汽液相呈平衡状态。试求液相量与汽相量之比值（摩尔比）。此物系为理想物系。55℃下纯组分的饱和蒸气压分别为p185.18kPa，p64.44kPa。ABpp12064.44B解液相组成x0．46pp185.1864.44ABpx185.180.46A汽相组成y=0.71p120液相量L与汽相量V之比值Lyx0.710.6s0.786（摩尔比）Vxx0.60.46s【6-6】利用习题6-1的苯一甲苯饱和蒸气压数据，（1）计算平均相对挥发度；（2）写出

8、汽液相平衡方程；（3）计算yx的系列相平衡数据，并与习题6-1作比较。p101.33A解（1）80.1℃时2.611p38.8B234.6110.6℃时2.322101.33从计算结果可知，温度高，相对挥发度小。平均2.612.322.4612（2）汽液相平衡方程x2.46xy1(1)x11.46x（3）计算yx平衡数据，