化工原理下册课后答案
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第一章 蒸馏的习题解答
1．.已知含苯 0.5（摩尔分数 ）的苯 —甲苯混合液 ,若外压为 99KPa,试求
该搭液的泡 点温度。苯和甲苯的饱和蒸气压数据见例 14 附表。 解： 本题需用试差法确定溶液的饱和温度。
先假设一温度，查苯和甲苯的饱和蒸汽压 p 0A 和 p 0B P 0 P B 0
，若所求的 x 与题给的 x 值相等, 则证明假设正确
P A P B
设假设温度恰为泡点温度 , 否则需修正。
本题外压为 99KP a ，据常压下苯 ~甲苯混合液的 t-x-y 图 设该溶液的泡点温度 t 91.50C ，则查教材附录可知
P A 0 141.6KP a ,p 0B 56.8KP a.
x 99 56.8 0.498 0.5
141.6 56.8
故溶液的泡点温度为 92 o C
C 6H 14 ）的饱和蒸气压数据列于本题附表 ,试求
求解本题时应确定温度范围以查取 P A 0和 P B 0.
由本题附表可知平衡温度在 260.6 K 和 289 K 之间，选取以上两温度间的若 干温度，求 x,y 。
计算过程从略，结果如下表所示：
p=13.3KPa 下该溶液的平衡数据 假设该溶液为理想溶液。
P P P 0 解：由以下二式求 x,y 的数据。记 x P P A 0 P P B B 0 ,y P P A x
则x
2. .正戊烷 （C 5H 12）和正己烷（
习题 2 附
P P
B 0 ,y
t/
K
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3.利用习题 2的数据,计算:(1)平均相对挥发度； (2)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： 的计算结果处于本题附表的第二列
1
(4.70+4.94+5.14+5.30+4.04+3.79+3.68)=4.51
计算结果表明：由于 随 t 略有变化，故用平均相对挥发度求得的 x, y 与习题 2 的结果稍有差异。
4．在常压下将某原料液组成为 0.6(易挥发组分的摩尔分数 )的两组分洛液
分别进 行简单蒸馏和平衡蒸馏 ,若汽化率为 1/3,试求两种情况下的釜液和馏出液组成。 假
设在操作范围内气液平衡关系可表示为
y=0.46x+0.549
解：(1)简单蒸馏
平衡方程为
y
m x 4.5x
1 ( m 1)x 1 3.5x
釜液由下式求得，即
8
1 w 1x D ,m w 1 0.6 2
0.498
3
1 D ,m 1 3
x D,m 0.804
2）平衡蒸馏 由题意知， q=2/3
而 y 0.46x 0.549
联立（ 1），（2）解得 x 0.509 y x D 0.783
这是由于平衡蒸馏实现了蒸馏过程的连续化造成了物料混合，从而影响了分 离效果。
5．.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已
知原料液流 量为 4000kg/h,组成为 0.3（二硫化碳的质量分数 ,下同 ）。若要求釜液组成不大于 0.05,馏出液回收率为 88%。试求馏出液的流量和组成 ,分别以摩尔流量和摩尔分 数表示。 解： 由全塔物料衡算得 （以上标 “'”表示质量流量）
F ' D' W'
F 'x'F Dx'D Wx'm
所以 F 'x'F 0.88F 'x'F D'x'w
F W 4000 2880 1120kg / h 0.88F 'x'F 0.88 4000 0.3 F 0.943
D 1120
x D
解得 ln w 1
2
w 1
0.6
x 2
x 2 0.498 馏出液的平均组成 dx dx 0.51ln
0.54x 0.549 0.549 0.54
0.549 0.54x 2 即汽化液为 1/3 时的釜液组成）
x D,m
由一批操作的物料衡算求得 q x X
F
q 1 q 1
2/3 0.6
x
2/3 1 2/3 1
2x 1.8 (1) 2）
说明：相同汽化率下，简单蒸馏得到的 x D,m 高与平衡蒸馏的 x D
由于 Dx'D 0.88F 'x'F
0.12F 'x'F
W'x'w
0.12 4000 0.3
0.05 2880kg / h
D W '= x'D
8
0.943/
76
0.943/ 76 0.057/154 0.97（摩尔分数）