题目
常压下将含苯(A)60%、甲苯(B)40%(均指摩尔百分数)的混合液闪蒸(即平衡蒸馏),得平衡气液相,气相摩尔数占总摩尔数的分率一气化率(1-q)为0.30。物系相对挥发度a=2.47,试求:闪蒸所得液相的浓度液相浓度相同,问:馏出物中苯的平均浓度为多少料液、平衡液、气相中A的摩尔分率分别以xF、x、y表示,则存在如下关系:y
常压下将含苯(A)60%、甲苯(B)40%(均指摩尔百分数)的混合液闪蒸(即平衡蒸馏),得平衡气液相,气相摩尔数占总摩尔数的分率一气化率(1-q)为
0.30。物系相对挥发度a=
2.47,试求:闪蒸所得液相的浓度液相浓度相同,问:馏出物中苯的平均浓度为多少料液、平衡液、气相中A的摩尔分率分别以xF、x、y表示,则存在如下关系:y
0.30。物系相对挥发度a=
2.47,试求:闪蒸所得液相的浓度液相浓度相同,问:馏出物中苯的平均浓度为多少料液、平衡液、气相中A的摩尔分率分别以xF、x、y表示,则存在如下关系:y
题目解答
答案

解析
步骤 1:确定气化率和相对挥发度
气化率(1-q)为0.30,即气相摩尔数占总摩尔数的分率为0.30,因此液相摩尔数占总摩尔数的分率为0.70。相对挥发度a为2.47。
步骤 2:建立气液平衡关系
根据闪蒸过程的气液平衡关系,气相摩尔分率y和液相摩尔分率x之间的关系为:$y=\dfrac {ax}{1+(a-1)x}$。
步骤 3:建立物料平衡关系
物料平衡关系为:$y=(1-q)x_{F}+qx$,其中$x_{F}$为料液中A的摩尔分率,q为液相摩尔数占总摩尔数的分率。
步骤 4:求解液相摩尔分率
将气化率和相对挥发度代入物料平衡关系和气液平衡关系,联立求解液相摩尔分率x。
步骤 5:求解气相摩尔分率
将液相摩尔分率代入气液平衡关系,求解气相摩尔分率y。
步骤 6:求解馏出物中苯的平均浓度
根据简单蒸馏过程,馏出物中苯的平均浓度为气相摩尔分率y。
气化率(1-q)为0.30,即气相摩尔数占总摩尔数的分率为0.30,因此液相摩尔数占总摩尔数的分率为0.70。相对挥发度a为2.47。
步骤 2:建立气液平衡关系
根据闪蒸过程的气液平衡关系,气相摩尔分率y和液相摩尔分率x之间的关系为:$y=\dfrac {ax}{1+(a-1)x}$。
步骤 3:建立物料平衡关系
物料平衡关系为:$y=(1-q)x_{F}+qx$,其中$x_{F}$为料液中A的摩尔分率,q为液相摩尔数占总摩尔数的分率。
步骤 4:求解液相摩尔分率
将气化率和相对挥发度代入物料平衡关系和气液平衡关系,联立求解液相摩尔分率x。
步骤 5:求解气相摩尔分率
将液相摩尔分率代入气液平衡关系,求解气相摩尔分率y。
步骤 6:求解馏出物中苯的平均浓度
根据简单蒸馏过程,馏出物中苯的平均浓度为气相摩尔分率y。