化工原理蒸馏

第六章 蒸 馏 1、质量分数与摩尔分数的相互换算： （1） 甲醇-水溶液中，甲醇（CH3OH）的摩尔分数为0.45，试求其质量分数。 （2） 苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，试求其摩尔分数。 解： （1）因为 xA=0.45 所以 （2）因为 wA=0.21 所以 2、在压强为101.3kPa 下，正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下： t,℃ 30 36 40 46 50 56 58 x 1.0 0.715 0.524 0.374 0.214 0.091 0 y 1.0 0.856 0.770 0.625 0.449 0.228 0 试求：（1）正己烷组成为0.5（摩尔分数）的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成；（2）将该溶液加热到45℃时，溶液处于什么状态？各相的组成是多少？（3）将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽？这时蒸汽的组成是多少？ 解：由所给平衡数据做t-x-y 图（见本题附图）。 （1）当xA=0.5 时，由图中读得泡点温度ts=41℃，其平衡瞬间蒸汽组成yA=0.75； （2）当t=45℃时，溶液处于气液共存状态，此时 xA‘=0.38 ，yA’=0.64 ； （3）由图知，将溶液加热到49℃时，才能全部汽化为饱和蒸汽，蒸汽组成为0.5 。 3、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）简单蒸馏时 因为 D/F=1/3 所以 W/F=2/3 将y=0.46x+0.549 直接代入式（6-20） 593.018)45.01(3245.03245.0BBAAAAAMxMxMxw239.092/)21.01(78/21.078/21.0///BBAAAAAMwMwMwx 解之xw=0.498 由式（6-22） 其中 所以 （2）平衡蒸馏时 由FxF=Dy+Wx 得 与y=0.46x+0.549 联立求解，得到 x=0.509 ，y=0.783 4、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14000kg/h，组成wF 为0.3（二硫化碳的质量分数，下同）。若要求釜液组成wW 不大于0.05，馏出液回收率为90％。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： 因为 原料液平均摩尔质量 MF=0.465×76+（1-0.465）×154=117.7kg/kmol 所以 F=14000 / 117.7=118.95 kmol/h 馏出液回收率 DxD / FxF =90% DxD=0.9×118.95×0.465=49.78 由全塔物料衡算 F=D+W 118.95=D+W FxF=DxD+WxW 118.95×0.465=0.9×118.95×0.465+0.096W 解之 D=61.33kmol/h 故 xD=49.78 / 61.33=0.81 5、...