化工分离工程第2章习题

第2 章 习 题 2 .1 1 . 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x1 = 0.3125、x2 =0.2978、x3 =0.3897时的 K 值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的 K 值比较。已知三个二元系的 w ilson 方程参数（单位： J/mol ）： λ12－λ11=－1035.33； λ12－λ22=977.83 λ23－λ22=442.15； λ23－λ33=－460.05 λ13－λ11=1510.14； λ13－λ33=－1642.81 在T=378.4 K 时液相摩尔体积（m /kmol）为： =100.91×10 -3 ； =177.55×10 -3 ； =136.69×10 -3 安托尼公式为（p ：Pa ； T：K ）： 苯：1n =20.7936-2788.51/（T-52.36）； 甲苯：1n =20.9065-3096.52/（T-53.67）； 对 -二甲苯：1n =20.989 1-3346.65/（T-57.84）； 2 .1 1 .答案解： 由 Wilson 方程得： Λ12=llVV12exp[-(λ12-λ11)/RT] =331091.1001055.177×exp[-(1035.33)/(8.314×378.47)]=2.4450 Λ21=0.4165 Λ13=0.8382 Λ31=1.2443 Λ23=0.6689 Λ32=1.5034 lnγ1=1-ln(Λ12X2+Λ13X3)-[323121221XXX+ 232131331XXX ]=0.0497 γ1=1.0509 同理,lnγ2=0.05148, γ2=1.6732 lnγ3=0.4190, γ3=1.5203 lnP1S=20.7936-2788.51/(378.47-52.36)=12.2428, P1S=0.2075Mpa lnP2S=20.9062-3096.52/(378.47-53.67)=11.3729, P2S=0.0869Mpa lnP3S=20.9891-3346.65/(378.47-57.84)=10.5514, P3S=0.0382Mpa 作为理想气体实际溶液, K1=PP S11=2.134, K2=1.4354, K3=0.2733 若完全为理想系, K1= PP S1=2.0484 K2=0.8578 K3=0.3771 2.在361K 和4136.8kPa 下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷0.60387%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷0.1304%。用 R-K 方程计算 和Ki值。 2 .答案解： a11=115.2242748.0ccpTR =3.222MPa • dm6 • k0.5 • mol-2 a22=225.2242748.0ccpTR =28.9926 MPa•dm6•k0.5•mol-2 b1=11208664.0ccpTR =0.0298 dm3mol-1 b2=225.2242748.0ccpTR =0.0806 dm3mol-1 其中 Tc1=190.6K, Pc1=4.60Mpa Tc2=425.5K, Pc2=3.80Mpa 均为查表所得。 a12=√ a11•a22=9.6651MPa•dm6•k0.5•mol-2 液相： a＝a11x12+2a12x1x2+a22x22 =3.22×0.13042+2×9.6651×0.1304×0.8696+28.9926×0.86962 =24.1711 b=b1x1+b2x2=0.0298×0.1304+0.0806×0.8696=0.0740 ...