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易读文库 易读文库 易读文库 第三章 传质分离过程 3-2 正戊烷（Tb = 36.1℃）和正己烷（Tb = 68.7℃）的溶液可以认为是理想溶液，已知两个纯组分的饱和蒸汽压（汞压差计示数，mm）和温度（℃）的关系如下： 正戊烷 正己烷 试计算该二组分溶液的气-液平衡关系（用y-x函数关系表示）。 解： 3-3 已知正戊烷和正己烷的正常沸点，若不用相对挥发度的概念，该二组分溶液在p = 101.3kPa时y-x关系如何计算，请写出计算过程。 提示：以泡点方程和露点方程表示。 3-4 乙醇和甲乙酮是非理想溶液。已知乙醇的正常沸点是78.3℃，甲乙酮的正常沸点是79.6℃，在常压时该二组分溶液有一个最低沸点74℃，共沸组分是乙醇和甲乙酮各占50%（摩尔百分数）。已知乙醇和甲乙酮的饱和蒸气压（汞压差计示数，mm）和温度（℃）的关系如下： 乙醇 甲乙酮 试作出该非理想二组分溶液的气液平衡相图。 解：设乙醇为A，甲乙酮为B （1）求恒沸点的r 74℃下： ? （2）求Margules公式的端值常数 解得：A = 0.2934 B = 0.3167 （3）求 取组分平均沸点 （4）按公式（a）求任一xA时的?A、?B；并求 再按公式 求出若干组yA-xA，列表作图。 3-6 用一连续精馏装置，在常压下分离含苯0.31（质量分数，下同）的苯-甲苯溶液，要求塔顶产品中含苯不低于0.98，塔底产品中含甲苯不低于0.988，每小时处理量为8716kg，操作回流比为2.5。试计算： （1）塔顶及塔底产品的摩尔流量； （2）精馏段上升的蒸气量及回流液量。 解： 100 = qn,D + qn,W 100 ? 0.3464 = 0.983qD + 0.0141qW qn,D = 34.3kmol·h-1 qn,W = 65.7kmol·h-1 qn,L = Rqn,D = 2.5 ? 34.3 =85.75kmol·h-1 qn,V = (R +1)qD = (2.5 +1)? 34.3 = 120 kmol·h-1 3-7 含苯0.45（摩尔分数）的苯—甲苯混合溶液，在101.3kPa下的泡点温度为94℃，求该混合液在45℃时的q及q线方程。此混合液的平均千摩尔热容为167.5kJ·kmol-1·℃-1，平均千摩尔气化焓变为30397.6kJ·kmol-1。 解： q线方程为 3-9 在一连续常压精馏塔中精馏某一混合液，塔顶产品中易挥发组分的含量为0.96（摩尔分数，下同），塔底产品中易挥发组分的含量为0.03，已知此塔的q线方程为y = 6x -1.5，采用回流比为最小回流比的1.5倍，此混合液体系在本题条件下的相对挥发度为2。试求： （1）精馏段的操作线方程； （2）若每小时得到塔底产品量100kmol，求进料量和塔顶产品量； （3）提馏段的操作线方程。 解：（1） 得q线与平衡线交点坐标： x = 0.333 y = 0.5 R = 1.5Rm = 1.5 ? 2.75 = 4.13 精馏段操作线方程为 即 yn+1 = 0.805xn + 0.187 （2）由q线方程知 eq \f(q,q-1)= 6 eq \f(xf,q-1)= 1.5 q = 1.2 xf = 0.3 eq \f(qn.D,qn.F)= eq \f(xf- xw,xd- xw)= eq \f(0.3 - 0.03,0.96 - 0.03)= 0.29 eq \f(qn.W,qn.F)= 1-eq \f(qn.D,qn.F)=1-0.29 = 0.71 qn,F = eq \f(qn.W,0.71)= eq \f(100,0.71)=141kmol·h-1 qn,D= qn,F- qn,W = 141 – 100 = 41kmol·hl-1 （3）qn,L = Rqn,D = 4.13 ? 41 = 169.33k