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化工分离过程-课后答案.doc

上传人:精*** 文档编号:3138665 上传时间:2024-06-19 格式:DOC 页数:61 大小:1.72MB 下载积分:16 金币
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资源描述
<p>化学工程与工艺教学改革系列参考书 分离过程例题与习题集 叶庆国 钟立梅 主编 化工学院化学工程教研室 前 言 化学工程与工艺专业所在的化学工程与技术一级学科属于山东省“重中之 重”学科,一直处于山东省领先地位,而分离工程是该专业二门重要的必修专业 课程之一。该课程利用物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等基础 基础知识中有关相平衡热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理,传热、 传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系分离和提纯技术。传统的教 学方法的突出的弊端就是手工计算工程量大,而且结果不准确。同时由于现代化 化学工业日趋集成化、自动化、连续化,学生能学到的东西越来越少。所以,传 统的教学模式不能满足现代化工业生产对高水平工业工程师的需求,开展分离工 程课程教学方法与教学手段课题的研究与实践,对我们的学生能否承担起现代化 学工业的重任,与该课程的教学质量关系重大,因此对该门课程进行教学改革具 有深远意义。 分离工程课程的改革主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离工程例题与 习题集、分离工程试题库的编写等工作。目前全国各高校化学工程与工艺专业使 用的教材一般均为由化学工程与工艺专业委员会组织编写的化工分离过程(陈洪 钫主编,化学工业出版社),其他类似的教材已出版了十余部。这些教材有些还 未配习题,即便有习题,也无参考答案,而至今没有一本与该课程相关的例题与 习题集的出版。因此编写这样一本学习参考书,既能发挥我校优势,又符合形势 需要,填补参考书空白,具有良好的应用前景。 分离工程学习指导和习题集与课程内容紧密结合,习题贯穿目前已出版的相 关教材,有解题过程和答案,部分题目提供多种解题思路及解题过程,为学生的 课堂以及课后学习提供了有力指导。 编者 2006 年 3 月 目录 第一章 绪论....................................................................................... 1 第二章 单级平衡过程........................................................................ 5 第三章 多组分精馏和特殊精馏....................................................... 18 第四章 气体吸收.............................................................................. 23 第五章 液液萃取.............................................................................. 26 第六章 多组分多级分离的严格计算................................................ 27 第七章 吸附..................................................................................... 33 第八章 结晶..................................................................................... 34 第九章 膜分离 ................................................................................. 35 第十章 分离过程与设备的选择与放大............................................ 36 第一章 绪论 1. &nbsp; 列出 5 种使用 ESA 和 5 种使用 MSA 的分离操作。 答:属于 ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于 MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取(双溶剂)、吸收、 吸附。 2. &nbsp; 比较使用 ESA 与 MSA 分离方法的优缺点。 答:当被分离组分间相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分 离时,就要考虑采用萃取精馏(MSA),但萃取精馏需要加入大量萃取剂, 萃取剂的分离比较困难,需要消耗较多能量,因此,分离混合物优先选择能 量媒介(ES A)方法。 3. &nbsp; 气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别? 答:气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些, 渗透蒸发是有相变的膜分离过程,利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩 散性能的差别而实现分离。 4. &nbsp; 海水的渗透压由下式近似计算:π=RTC/M,式中 C 为溶解盐的浓度,g/cm3; M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐 0.035 g/cm3 的海水中制取 纯水,M=31.5,操作温度为 298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少 kPa? 答:渗透压 π=RTC/M=8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为 2.753kPa。 5. &nbsp; 假定有一绝热平衡闪蒸过程,所有变量表示在所附简图中。求: (1) 总变更量数 Nv; (2) 有关变更量的独立方程数 Nc; (3) 设计变量数 Ni; (4) 固定和可调设计变量数 Nx , Na; (5) 对典型的绝热闪蒸过程,你 将推荐规定哪些变量? 思路1: 3股物流均视为单相物流, 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C个  Fzi TF PF  V-2  习题5附图  V , yi ,Tv , Pv L , xi &nbsp;, TL &nbsp;, PL 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式 共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx=C+2,加上节流后的压力,共C+3个 可调设计变量Na=0 解: (1) Nv = 3 ( c+2 ) (2) Nc 物 c 能 1 相 c 内在(P,T) 2 Nc = 2c+3 (3) Ni = N v – Nc = c+3 (4) Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 (5) Nau = c+3 – ( c+3 ) = 0 思路2: 输出的两股物流看成是相平衡物流,所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc:物料衡算式 C个 ,热量衡算式1个 ,共 C+1个 设计变量数 Ni=N v-Ni=2C+4-(C+1)=C+3 固定设计变量Nx:有 C+2个加上节流后的压力共C+3个 可调设计变量 Na:有 0 6. &nbsp; 满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图,求: (1) 设计变更量数是多少?  塔顶产物 (2) 如果有,请指出哪些附加变  进料,227K,2068kPa 量需要规定? 解: Nxu 进料 c+2 压力 9 Nau 串级单元 1 &nbsp;传热 1 合计 2  组分 &nbsp;Kmol/h N2 1.0 C1 54.4 C2 67.6 C3 141.1 C4 54.7 C6 33.3  9 2 习题6附图  塔底产物 N V U = Nxu+Nau  = 20 附加变量:总理论板数。 7. &nbsp; 附图为热藕合精馏系统,进料为三组分混合物,采出三个产品。确定该系统: (1) 设计变量数; (2) 指定一组合理的设计变量。 解: Nxu 压力 N+M+1+1 进料 c+2 合计 N+M+c+4 ( c = 3 ) Nau 串级 6 分配器 1 侧线 3 传热 2  吸 收 塔 V-1  尾气 Ta Pa 冷却器  E-2  V-2 加热器 换热器 泵 E-1  CO2+蒸汽 蒸 Tb &nbsp; &nbsp; 出 Pb &nbsp; &nbsp; 塔 水蒸气 V-3 10 Nvu = N+M+3+4 = N+M+19 习题7附图 8. &nbsp; 利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定: (1) 固定设计变量数和可调设计变量数; (2) 指定一组合理的设计变更量 解: Nxu 进料 c+2 压力 N+M+1+1+1 c+N+M+5 Nau 串级 4 进料 分配 1 侧线 1 传热 4  全凝器 液 M 汽 汽 液 2  产品1 产品2 10 习题14附图  再沸器 产品3 全凝器 N  阀 V-1  产品1 9. &nbsp; 采用单个精馏塔分离一个三组分混合 140kPa S 进料 F 2  2 再沸器  产品2  40 200℃ 1140kPa 阀 20 Kmol/h 苯 &nbsp;261.5 10 甲苯 84.6 联苯 5.1 2  99.95%(mol)苯 87.2 kmol/h 含进料中苯的1% 204kPa 冷却器 习题8附图 产品3  习题9附图 物为三个产品(见附图),试问图中 所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变 量? 解: NXU 进料 c+2 压力 40+1+1 c+44 = 47 Nau 3+1+1+2 = 7 Nvu = 54 设计变量:回流比,馏出液流率。 第二章 单级平衡过程 1. &nbsp; 计算在 0.1013MP a &nbsp;和 378.47K &nbsp;下苯(1)- 甲苯 (2)- 对二 甲苯 (3) 三元 系,当 x 1 =0.3125,x 2 =0.2978,x 3 =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 Wilson 方程参数。 l12 &nbsp;- l11 &nbsp;= -1035 .33; l12 &nbsp;- l22 &nbsp;= 977.83 l23 - l22 &nbsp;= 442.15 l13 - l11 &nbsp;= 1510 .14 ; l23 - l33 &nbsp;= -460.05 ; &nbsp;l13 - l33 &nbsp;= -1642 .81  3 (单位:J/mol) 在 T=378.47K 时液相摩尔体积为: 1 v L &nbsp;= 100.91´10 -3 m3 安托尼公式为:  2 k m o l ;v L &nbsp;= 117.55 ´10 -3 ;v L &nbsp; = 136.69 ´10 -3 s 苯: ln P1 = 20.7936 - 2788 .51 (T - 52.36) ; s 甲苯: ln P2 = 20.9065 - 3096 .52 (T - 53.67 ); s 对二甲苯: ln P3 = 20.9891 - 3346 .65 (T - 57.84);( P s : Pa;T : K ) = 解 1:由 Wilson 参数方程 L ij  L ij L ii j &nbsp; exp [- (l &nbsp; - l ) v i  RT ] v L L = &nbsp; 2  exp[- (l - l  v ) RT ] v 12 L 1 12 11 -3 = 117.55 ´10  exp[- (- 1035 .33) (8.314 ´ 378.47 )] 100.91´10 -3 =1.619 v L v = 1 L 21 L 2  exp [- (l21 &nbsp;- l22 )  RT ] -3 = 100.91 ´10  exp[- (977.83) (8.314 ´ 378.47 )] 117.55 ´10 -3 =0.629 同理: L13 &nbsp;= 0.838 L 23 &nbsp;= 1.010  ; L 31 &nbsp;= 1.244 ; L 32 &nbsp;= 0.995 æ ö ç ÷  L ki xk 由 Wilson 方程 ln g i &nbsp;= 1 - lnç å L ij x j ÷ - å å L &nbsp;x &nbsp; : è &nbsp;j ø k j kj &nbsp; &nbsp; j g 1 &nbsp;= 0.9184 ;g 2 &nbsp;= 0.9718 ;g 3 &nbsp;= 0.9930 根据安托尼方程: 1 P s &nbsp;= 0.2 0 7M5 由式(2-38)计算得:  2 Pa &nbsp;; P s &nbsp;= 8.693 ´10 4 Pa  3 ; P s &nbsp; = 3.823 ´10 4 Pa K1 &nbsp;= 1.88 ; K 2 &nbsp;= 0.834 ; K 3 &nbsp;= 0.375 如视为完全理想系,根据式(2-36)计算得: K1 &nbsp;= 2.0 4 8 ; K 2 &nbsp;= 0.858 解 2:在 T=378.47K 下 ; K 3 &nbsp;= 0.377 1 苯: ln P s s = 20.7936 - 2788 .5 /(378.47 - 52.36) ;\  1 P s =207.48Kpa s 甲苯: ln P2 s = 20.9065 - 3096 .52 /(378.47 - 53.67) ;\ P2 =86.93Kpa s 对二甲苯: ln P3 Wilson 方程参数求取 = 20.9891 - 3346 .65 /(378.47 - 57.84) ;\ P3 &nbsp;=38.23Kpa v L Ù = &nbsp; 1  l - l 100.91 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 12 11 ) =  exp(-  - 1035 .33  ) = 1.193 v 12 L 2 RT 117.55 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 v L Ù = &nbsp; 2  l - l 117.55 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 12 22 ) =  exp(-  977.83  ) = 0.854 v 21 L 1 RT 100.91 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 v L Ù = &nbsp; 2 l - l 117.55 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 23 22 ) =  exp(- 442.15  ) = 0.7472 v 23 L 3 RT 136.69 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 v L Ù = &nbsp; 3 l - l 136.69 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 23 33 ) =  exp(- - 460.05  ) = 1.346 v 32 L 2 RT 117.55 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 v L Ù = &nbsp;1 l - l 136.69 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 13 11 ) =  exp(- 1510 .14  ) = 0.457 v 13 L 2 RT 100.91 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 v L Ù = &nbsp; 3 l - l 136.69 ´ 10 -3 exp(- &nbsp; 13 33 ) =  exp(- - 1642 .81  ) = 2.283 v 31 L 1 RT 100.91 ´ 10 -3 8.314 ´ 378.47 ln r = 1 - ln( x + Ù  x + Ù x ) - ( x1 + Ù21 x2 + Ù31 x3 ) 1 1 12 &nbsp; 2 13 &nbsp; 3 x1 + Ù12 x2 + Ù13 x3 Ù21 x1 + x2 + Ù23 x3 Ù31 x1 + Ù32 x2 + x3 = 1 - ln(0.3125 +1.193´ 0.2978 + 0.457 ´ 0.3897) - ( 0.3125 0.3125 + 1.193´ 0.2978 + 0.457 ´ 0.3897 + 0.854 ´ 0.2978 + 2.283´ 0.3897 ) 0.854 ´ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283´ 0.3125 + 1.346 ´ 0.2978 + 0.3897 = -0.09076 \ r1 =0.9132 ln r  = 1 - ln( x Ù &nbsp; + x  + x Ù  ) - ( x1 Ù12 + x2 + Ù32 x3 ) 2 1 &nbsp; &nbsp; 21 2 3 &nbsp; &nbsp; 23 x1 + Ù12 x2 + Ù13 x3 Ù21 x1 + x2 + Ù23 x3 Ù31 x1 + Ù32 x2 + x3 = 1 - ln(0.3125 ´ 0.854 + 0.2978 + 0.7472 ´ 0.3897) - ( 0.2125 ´1.193 0.3125 + 1.193´ 0.2978 + 0.457 ´ 0.3897 + 0.2978 + 0.3897 ´1.346 ) 0.854 ´ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283´ 0.3125 + 1.346 ´ 0.2978 + 0.3897 = 0.0188 \ r2 =1.019 ln r  = 1 - ln( x Ù &nbsp; + x  Ù &nbsp; + x ) - ( x1 Ù13 + Ù23 x2 + x3 ) 3 1 &nbsp; &nbsp; &nbsp;31 2 &nbsp; &nbsp; &nbsp;23 3 x1 + Ù12 x2 &nbsp;+ Ù13 x3 Ù21 x1 + x2 &nbsp;+ Ù23 x3 Ù31 x1 + Ù32 x2 &nbsp;+ x3 1 - ln(0.3125 ´ 0.457 + 0.2987 ´1.346 + 0.3897) - ( 0.3125 ´ 0.457 0.3125 + 1.193 ´ 0.2978 + 0.457 ´ 0.3897 + 0.7472 ´ 0.2978 + 0.3897 ) 0.854 ´ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283 ´ 0.3125 + 1.346 ´ 0.2978 + 0.3897 = 0.2431 \ r3 =1.2752 故 s K r P = 1 1 &nbsp; 1 &nbsp; P = 0.9132 ´ 207.48101.3 = 1.87 s K r P = 2 2 &nbsp; &nbsp;2 &nbsp; P = 1.019 ´ 86.93101.3 = 0.8744 s K r P = 3 3 &nbsp; 3 &nbsp; P = 1.2752 ´ 38.23101.3 = 0.4813 而完全理想系: P s K1 &nbsp;= P K 2 &nbsp;= P K3 &nbsp;= 1 &nbsp; P = 207.48101.3 = 2.048 s 2 &nbsp; P = 86.93101.3 = 0.8581 s 3 &nbsp; P = 38.23101.3 = 0.3774 2. &nbsp; 一液体混合物的组成为:苯 0.50;甲苯 0.25;对二甲苯 0.25 (摩尔分率)。分 别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在 100kPa &nbsp;式的平衡温度和汽相 组成。假设为完全理想系。 解 1: (1)平衡常数法: 设 T=368K 用安托尼公式得: P s &nbsp;= 156.24k Pa &nbsp;; P s &nbsp;= 63.28k Pa ; P s &nbsp; = 26.88k Pa 1 由式(2-36)得: K1 &nbsp;= 1.562 y1 &nbsp;= 0.7 8 1 2 ; K 2 &nbsp;= 0.633 ; y2 &nbsp;= 0.158 3 ; K 3 &nbsp;= 0.269 ; y3 &nbsp;= 0.067  ; å yi &nbsp;= 1.006 由于 å yi &nbsp;&gt;1.001,表明所设温度偏高。 由题意知液相中含量最大的是苯,由式(2-62)得: 1 K &#39; &nbsp;= K1 å  = 1.5 5 3 可得T &#39; &nbsp;= 367.78K yi 重复上述步骤: 1 K &#39; &nbsp;= 1.553 1 ; K &#39; 2 2  = 0.6284 ; K &#39; 3  3 = 0.2667 å i y &#39; &nbsp;= 0.7765 ; y &#39; = 0.1511 ;y &#39; = 0.066675 ; y &nbsp;= 1.0003 在温度为 367.78K 时,存在与之平衡的汽相,组成为:苯 0.7765、 甲苯 0.1511、对二甲苯 0.066675。 (2)用相对挥发度法: 设温度为 368K,取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的: 组分 i 苯(1) 甲苯(2) 对二甲苯(3) å xi 0.50 0.25 0.25 1.000 a ij 5.807 2.353 1.000 a ij xi 2.9035 0.5883 0.2500 3.7418 a ij &nbsp;× xi åa ij &nbsp;× xi 0.7760 0.1572 0.0668 1.0000 a13 &nbsp;= 5 . 8 0 7 ;a 23 &nbsp;= 2.353 ;a 33 &nbsp;= 1.000 解 2: (1)平衡常数法。假设为完全理想系。设 t=95℃ 1 苯: ln P s = 20.7936 - 2788 .5 /(95 + 273.15 - 52.36) = 11.96 ; 1 \ &nbsp; P s &nbsp;= 1.569 ´10 5 Pa 甲苯:  2 ln P s = 20.9065 - 3096 .52 /(95 + 273.15 - 53.67) = 11.06 ; 2 \ P s &nbsp;= 6.358 ´10 4 Pa 3 对二甲苯: ln P s = 20.9891 - 3346.65 /(95 + 273.15 - 57.84) = 10.204 ; 3 \ P s &nbsp; = 2.702 ´10 4 Pa s s K P 5 ; K &nbsp; = P  = 0.6358 1 &nbsp;= K3 &nbsp;= 1 &nbsp; P = 1.569 ´10 s P 3 &nbsp; P = 0.2702 105 &nbsp;= 1.569 2 2 &nbsp; P \ å Ki xi &nbsp;= 1.596 ´ 0.5 + 0.2702 ´ 0.25 + 0.6358 ´ 0.25 = 1.011 选苯为参考组分: K12 &nbsp; = 1.569 1.011 = 1.552 ;解得 T2=94.61℃ s s 4 \ ln P2 &nbsp; = 11.05 ; P2 &nbsp; = 6.281 ´10 &nbsp;Pa s s 4 ln P3 &nbsp; &nbsp;= 10.19 ; P3 &nbsp; &nbsp;= 2.6654 ´10 &nbsp;Pa \ K 2 =0.6281 K 3 =0.2665 \ å Ki xi &nbsp;= 1.552 ´ 0.5 + 0.6281 ´ 0.25 + 0.2665 ´ 0.25 = 0.9997 » 1 故泡点温度为 94.61℃,且 y1 &nbsp;= 1.552 ´ 0.5 = 0.776 ; y2 &nbsp;= 0.6281 ´ 0.25 = 0.157 ; y3 &nbsp;= 0.2665 ´ 0.25 = 0.067 (2)相对挥发度法 设 t=95℃,同上求得 K1 =1.569, K 2 =0.6358, K 3 =0.2702 \ a13 &nbsp;= 5.807 ,a 23 &nbsp;= 2.353 ,a 33 &nbsp;= 1 \ åa i xi &nbsp;= 5.807 ´ 0.5 + 2.353 ´ 0.25 + 1´ 0.25 = 3.74 å y i = å a i xi = 5.807 ´ 0.5 + 2.353 ´ 0.25 + 1´ 0.25 = 1.0 åa i xi 3.74 3.74 3.74 故泡点温度为 95℃,且 y1  = 5.807 ´ 0.5 = 0.776 ; 3.74 y &nbsp;= 2.353 ´ 0.25 = 0.157 y 2 3.74 ; 3  = 1´ 0.25 = 0.067 3.74 3. &nbsp; 一烃类混合物含甲烷 5%(mol),乙烷 10%,丙烷 30%及异丁烷 55%,试求混 合物在 25℃时的泡点压力和露点压力。 解 1:因为各组分都是烷烃,所以汽、液相均可以看成理想溶液,K i 值只取决于 温度和压力。可使用烃类的 P-T-K 图。 ⑴泡点压力的计算:75348 假设 P=2.0MPa,因 T=25℃,查图求 K i 组分 i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ xi 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 K i 8.5 1.8 0.57 0.26 yi &nbsp;= K i xi 0.425 0.18 0.171 0.143 0.919 组分 i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ xi 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 K i 9.4 1.95 0.62 0.28 yi &nbsp;= K i xi 0.47 0.195 0.186 0.154 1.005 å K i xi &nbsp;=0.919<1,说明所设压力偏高,重设 P=1.8MPa å K i xi &nbsp;=1.005≈1,故泡点压力为 1.8MPa。 ⑵露点压力的计算: 假设 P=0.6MPa,因 T=25℃,查图求 K i 组分 i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ yi 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 K i 26.0 5.0 1.6 0.64 x &nbsp;= yi i K  0.0019 0.02 0.1875 0.8594 1.0688 å yi =1.0688>1.00,说明压力偏高,重设 P=0.56MPa。 K i 组分 i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ yi K i x &nbsp;= yi i K  0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 27.8 5.38 1.69 0.68 0.0018 0.0186 0.1775 0.8088 1.006 å yi =1.006≈1,故露点压力为 0.56MPa。 K i 解 2:(1)求泡点压力: 设 P1=1000KPa,由 25℃,1000KPa,查 P-T-K 列线图得K i K1 =16.5 K 2 =3.2 K 3 =1.0 K 4 =0.43 所以 å yi &nbsp;= 0.05 ´ 16.5 + 0.1 ´ 3.2 + 0.3 ´ 1.0 + 0.55 ´ 0.43 = 1.68 &gt; 1 选异丁烷为参考组分 K 43 &nbsp;= K 42 å yi = 0.256 0.907 = 0.282 ,查得 P=1771KPa 在此条件下求得 å yi &nbsp;=1.02 ¹ 1,继续调整 K K 44 &nbsp;= 43 å yi = 0.282 1.02 = 0.279 ,查得 P=1800KPa 序号 组分 x i 1000KPa 2000KPa 1770KPa 1800KPa K i y i K i y i K i y i K i y i 1 甲烷 0.05 16.5 0.825 8.4 0.42 9.6 0.48 9.4 0.47 2 乙烷 0.10 3.2 0.32 1.75 0.175 1.95 0.195 1.92 0.192 3 丙烷 0.30 1.0 0.30 0.57 0.171 0.63 0.189 0.62 0.186 4 异丁烷 0.55 0.43 0.24 0.256 0.141 0.285 0.157 0.279 0.153 å 1.00 1.68 0.907 1.001 求得: å yi &nbsp;= 1.001 » 1 ,故混合物在 25℃的泡点压力为 1800KPa (2)求露点压力 设 P1=1000KPa,由 25℃,1000KPa,查 P-T-K 列线图得K i K1 =16.5  K 2 =3.2  K 3 =1.0  K 4 =0.43 y 所以 å xi &nbsp;= å i K i = 0.0516.5 + 0.10 3.2 + 0.55 0.43 = 1.614 选异丁烷为参考组分 K 42 &nbsp;= K 41 × å xi &nbsp;= 0.43 ´ 1.614 = 0.694 由 25℃, K 42 =0.694 查得 P=560KPa,查得各组分的 K i 值 序号 组成 组成 1000KPa 560KPa K i x i K i x i 1 甲烷 0.05 16.5 0.003 27.5 0.002 2 乙烷 0.10 3.2 0.031 5.20 0.019 3 丙烷 0.30 1.0 0.30 1.70 0.176 4 异丁烷 0.55 0.43 1.28 0.694 0.793 å 1.614 0.990 求得 å xi &nbsp;=0.990 » 1 故混合物在 25℃时的露点压力为 560KPa 4. &nbsp; 含有 80%(mol)醋酸乙酯(A)和 20%乙醇(E)的二元物系,液相活度系数用 Van Laar 方程计算, AAE =0.144, AEA =0.170。试计算在 101.3kPa 压力下的泡点温 度和露点温度。 安托尼方程为: S 醋酸乙酯: ln PA  = 21.0444 - 2790.50 (T - 57.15) S 乙醇: ln PE 解 1:⑴泡点温度  = 23.8047 - 3803.98 (T - 41.68)  (PS:Pa &nbsp;;T:K) 此时 x A &nbsp;= 0.8 , xE  = 0.2 ln g A &nbsp;= AAE 2 1 + AAE x A &nbsp;ö = 0.1 4 4 2 ç1 + 0.1 4 4´ 0.8 ÷  = 0.0 0 7 5 æ ç è AEA ÷ xE &nbsp;ø æ ö è 0.1 7 0´ 0.2 ø g A &nbsp;= 1.0 0 7 5 ln g E &nbsp;= AEA 2 1 + AEA xE &nbsp;ö = 0.1 7 0 2 ç1 + 0.1 7 0´ 0.2 ÷  = 0.1 0 1 3 g E 设 T=350K æ ç è = 1.1067 ÷ AAE x A &nbsp;ø æ ö è 0.1 4 4´ 0.8 ø S ln PA = 21.0444 - 2790 .50 (T - 57.15) = 11.516 P A S &nbsp; = 100271 Pa S ln PE = 23.8047 - 3803 .98 (T - 41.68) = 11.4669 P E S &nbsp; = 95505 Pa S K = g A PA A P  = 0.9 9 7 2 K E &nbsp; = g E PE S P  = 1.0 4 3 4 å K i xi &nbsp;= K A x A &nbsp;+ K E xE  = 0.9 9 7 ´2 0.8 + 1.0 4 3 ´4 0.2 = 1.0 0 6 4 å K i xi &nbsp;» 1 所以泡点温度为 350K。 ⑵露点温度 此时 y A &nbsp;= 0.8 , yE 设 T=350K,  = 0.2 S ln PA = 21.0444 - 2790 .50 (</p>
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