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化工原理第二版 夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编 . 化工原理第二版（下册） . 天津 大学出版）社 ,2011.8. ） 1 章 蒸馏 已知含苯 0.5 （摩尔分率）的苯 - 甲苯混合液，若外压为 99kPa，试求该溶液的 饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例 1-1 附表。 t （℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压 * * ，由 P ，P B A 于总压 P = 99kPa ，则由 x = (P-P * * * B )/(P A -PB ) 可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡 t-x 图数据。 以 t = 80.1 ℃为例 x = （ 99-40 ）/ （101.33-40 ）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当 x = 0.5 时，相应的温度为 92℃ 2. 正戊烷（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求 P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度 C H 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 5 12 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解： 根据附表数据得出相同温度下 C5H12（ A）和 C6H14（B）的饱和蒸汽压 以 t = 248.2 * = 1.3kPa ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B * 查得 PA = 6.843kPa 得到其他温度下 A?B 的饱和蒸汽压如下表 t( ℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 * PA (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成 以 260.6 ℃时为例 当 t= 260.6 * * * ) ℃时 x = (P-P B )/(P A -PB =（ 13.3-2.826 ） / （13.3-2.826 ）= 1 平衡气相组成 以 260.6 ℃为例 当 t= 260.6 * ×1/13.3 = 1 ℃时 y = P A x/P = 13.3 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t( ℃ ) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出 t-x-y 曲线 利用习题 2 的数据，计算：⑴相对挥发度； ⑵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：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α = PA*/P B* 计算出各温度下的相对挥发度 ： t( ℃ ) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7 304.8 309.3 α - - - - 5.291 5.563 4.178 - - - - 取 275.1 ℃和 279℃时的α值做平均 αm= （5.291+4.178 ）/2 = 4.730 ②按习题 2 的 x 数据计算平衡气相组成 y 的值 x = 0.3835 时， y = 4.73 × 0.3835/[1+(4.73-1) × 0.3835]= 0.746 同理得到其他 y 值列表如下 t( ℃ ) 260.6 275.1 276.9 279 289 α 5.291 5.563 4.178 x 1 0.3835 0.3308 0.2085 0 y 1 0.746 0.700 0.555 0 ③作出新的 t-x-y ' 曲线和原先的 t-x-y 曲线如图 在常压下将某原料液组成为 0.6 （易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏， 若汽化率为 1/3 ，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。 假设在操作范围内气液平