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1、二 4.一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时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想系。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）；解 1：(1) 平衡常数法。 假设为完全理想系。设 t=95苯： ；96.1)3.52.79/(5.278936.0ln1 sPa5甲苯： ；0.7./.l2s4对二甲苯： ；24.1)8.51.23
2、95/(6.3981.0ln3 sPa47；.05.51Ks 63.02PKs2.3Ps1.5.638.0.72.596 ix选苯为参考组分： ；5.10.1K，由 PKs1Pas502.解得 t2=94.61；.ln2sPaPs4208.6；1903315=0.6281 =0.26652KK197.025.5. ix故泡点温度为 94.61，且 ；76021y； 1.68.067.25.6.03y(2)相对挥发度法设 t=94.61，同上求得 =1.552， =0.6281， =0.26651K23K， ，824.56.0131K357.213.01.iBx 0.175.32.75.30ii
3、iy故泡点温度为 94.61，且 ；6.8241y；5.07.3252y 0753温度为 94.61， ，PaPs12.451 176. 3yxPs满足完全理想系的相平衡条件解 2：(1) 平衡常数法： 设 T=368K 用安托尼公式得：； ；kPas24.156kPas28.63kPas8.23由式(2-36)得：； ；.1K.0269.03K； ； ；780y15y7y06.1iy由于 1.001，表明所设温度偏高。i由题意知液相中含量最大的是苯，由式(2-62)得：可得53.11iyKKT78.36重复上述步骤：； ；.1 284.0 2.03； ； ；7650y15y675y03.1i
4、y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 367.78K，取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的：； ；5.823132.3560.13组分 i 苯(1) 甲苯(2) 对二甲苯 (3) ix0.50 0.25 0.25 1.000j5.823 2.356 1.000ijx2.9115 0.589 0.2500 3.7505iji0.7760 0.1572 0.0667 1.0000二 11、组成为 60%(mol)苯，25%甲苯和 15%对二甲苯的 100kmol液体混合物，在
5、101.3kPa 和 100下闪蒸。试计算液体和气体产物的量和组成。假设该物系为理想溶液。用安托尼方程计算蒸气压。解：在 373K 下苯： 36.521.278936.0ln1 TPS kPaS315.791K甲苯： .5.l2S S84.2对二甲苯： 84.576.34981.0ln3 TPS kPaS95.31核实闪蒸温度：假设 100为进料的泡点温度，则假设 100为进料的露点温度，则说明进料的实际泡点温度和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。令 1=0.1 685.01327.0146 )15.0()9.().(7)( f 248.10.).( f因 f(0.1) 0，
6、应增大 值；由（2-73 ）得：1295.1.035.2.079.607.141 iizK158.31.0729.5.41 iiz685.01727.0187.01356 )13.(0)9.().()( 222 222 f 406.1.).( 222 f由（2-72 ）得 71.046.285102 0135.7.685.017.2.068.)7.( f 423.71.0351.0 22 f42.7.3 03.7415.068.13745.02.16875.016)450( f=0.7415 ，函数 f 接近 0。用式（2-67） 、 （2-68）分别计算 xi，y i， )1(iiKzx)1
7、(iii Kzyx1=0.3819，y 1=0.6760同理： x2=0.3129，x 3=0.3048，y2=0.2281，y 3=0.0960计算 V、LV=74.15kmol L=25.85kmol解法 2：在 373K 下苯： 36.521.278936.0ln1 TPS kPaS315.791K甲苯： .5.l2S S84.2 对二甲苯： 84.576.34981.20ln3 TPS kPaS895.315K计算混合组分的泡点 Tb Tb=364.076K计算混合组分的露点 Td Td=377.83K6.07.348.7143.11iiKzf1.0211 iif74.0112f.2f
8、此时：x 1=0.38，x 2=0.3135，x 3=0.3074，L=74.77kmol；y1=0.6726，y 2=0.2285，y 3=0.0968， V=25.23kmol。三 7、在一精馏塔中分离苯(B)，甲苯(T) ，二甲苯(X)和异丙苯(C)四元混合物。进料量 200mol/h，进料组成 zB=0.2, zT=0.3, zX=0.1，z C=0.4 (mol)。塔顶采用全凝器，饱和液体回流。相对挥发度数据为： =2.25， =1.0， =0.33， =0.21。规定异丙苯BTTXTCT在釜液中的回收率为 99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为 99.5%。求最少理论板数和全回流操作
9、下的组分分配。解：根据题意顶甲苯(T)为轻关键组分，异丙苯(C)为重关键组分，则苯(B) 为轻组分，二甲苯(X)为中间组分。以重关键组分计算相对挥发度。71.02.5BC762.41.0TC43X由分离要求计算关键组分在塔顶釜的分配。 hmolwC /8.79.02d1645lT /.3hmolwT /3.0759.20所以 37.762.4lg0891llg TCmdN由 与 求出非关键组分的分布ririwdmiiiwf苯： 437. 108.9601Bd=0， =200 0.2=40mol/hBd二甲苯： ， + =200 0.1=20056.84.7915.13.XwXdw求得 =1.0
10、6 mol/h， =18.94 mol/h，dX物料平衡结果见下表：组分 FixidDixiWix苯(B) 0.240 0.3960 0甲苯(T) 0.359.9 0.5920.3 0.003二甲苯（X）0.11.06 0.01018.940.191异丙苯(C) 0.40.16 0.00279.840.806100.921.00 99.081.00三 14.某 1、2 两组分构成二元系，活度系数方程为 21lnAx，21lnAx，端值常数与温度的关系：A=1.7884-4.25 10-3T (T，K)蒸汽压方程为 TPS405826.1lnS3.l2(P：kPa ：T：K)假设汽相是理想气体，
11、试问99.75kpa 时系统是否形成共沸物？共沸温度是多少？解：假设汽相是理想气体，液相为非理想溶液，则 ，siiipxy相对挥发度： sp211当x 1=0，x 2=1，p=p 2s，代入解得，T=344.68K，且 1238. 35.068.4105.47ln1 3kpas4.762.2l1 05.17.913822s当x 1=1，x 2=0，p=p 1s，代入解得，T=352.79K，且 135. 289.0.350.478ln2kpaps67.107.9.2l2 572.06.135.21 s由于 是x 1的连续函数，当 x1由0变化到1时， 由1.055变化到120.572，中间比然
12、经过 的点，且 ， 均大于1，所以此溶液在1299.75Kpa时汽液平衡形成最低恒沸物。 设T为350K则 A=1.7884-4.2510-3 350=1.7884-1.4875=0.3009 3504826.1lnSP； SP1=91.0284 kPa.l2S； S2=119.2439 kPa因为在恒沸点由121SP得 S12）（）（ 12122211221 21lnlnlnln xAxxAPS ）（ 1213009.091 0284.119.2439.ln x解得：x 1=0.0513，x 2 =0.9487； 1=1.311021 9487.03009.0ln； 2=1.000822 0
13、513.03009.0lnP=SiPx=1.3110 0.0513 91.0284+1.00080.9487 119.2439=119.3393 kPa 75.9 kPa设 T 为 340K则 A=1.7884-4.2510-3 340=0.34343405826.1lnSP； SP1=64.7695 kPa.l2S； S2=84.8458 kPa由 ；）（ 112 21ln xAPSS ）（ 1213434.07695.64 8458.84ln x解得： x1=0.1069，x 2=0.8931； 1=1.315121 8931.03434.0ln； 2=1.003922 1069.0343
14、4.0lnP=SiPx=1.3151 0.1069 64.7695+1.00390.8931 84.8458PSP=85.1769 kPa 75.9 kPa设 T 为 344.6K则 A=1.7884-4.2510-3 344.6=0.3239； SP1=75.9324 kPa344.640500826.16ln1SP； S2=99.4687 kPa344.640503526.16ln2SP由 ；）（ 112 21ln xAPSS P ）（1213239.09324.754687.99ln x=0.0832 2x=0.9168； 1=1.312921 9168.03239.0ln； =1.002222 0832.03239.0lnP=SiPx=1.3129 0.0832 75.9324+1.00220.9168 99.4687=99.69 kPa 75.9 kPa 13.924.7568, 21221 sspp； 且在 此 温 度 下 ，所以，此溶液形成最低共沸物，共沸温度为 344.6K。四 9、某原料气组成如下：组分 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 n-C6
