题目
某厂氯化法合成甘油车间,氯丙烯精馏二塔的釜液组成为:3-氯丙烯0.0145,1,2-二氯丙烷0.3090,1,3-二氯丙烯0.6765(摩尔分数)。塔釜压力为常压,用相对挥发度法求塔釜温度。各组分的饱和蒸气压数据为:(p0:kPa;t:℃)
某厂氯化法合成甘油车间,氯丙烯精馏二塔的釜液组成为:3-氯丙烯0.0145,1,2-二氯丙烷0.3090,1,3-二氯丙烯0.6765(摩尔分数)。塔釜压力为常压,用相对挥发度法求塔釜温度。各组分的饱和蒸气压数据为:(p0:kPa;t:℃)
题目解答
答案
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釜液中三个组分结构相近,可视为理想溶液,系统压力为常压,可将汽相视为理想气体混合物。相平衡关系为:Ki=pi0/p以1,2-二氯丙烷为相对挥发度之基准组分G,则根据98℃时各组分之蒸气压值可得出αi:所以pG0=pKG=101.3×1.1012=111.58kPa由1,2-二氯丙烷的蒸气压方程即可求得t=99.7℃。虽然采用了98℃的相对挥发度数据,但计算结果与前法十分接近,完全满足工程计算的要求,而不需要试差。
釜液中三个组分结构相近,可视为理想溶液,系统压力为常压,可将汽相视为理想气体混合物。相平衡关系为:Ki=pi0/p以1,2-二氯丙烷为相对挥发度之基准组分G,则根据98℃时各组分之蒸气压值可得出αi:所以pG0=pKG=101.3×1.1012=111.58kPa由1,2-二氯丙烷的蒸气压方程即可求得t=99.7℃。虽然采用了98℃的相对挥发度数据,但计算结果与前法十分接近,完全满足工程计算的要求,而不需要试差。
解析
本题考查利用相对挥发挥发度法计算塔釜温度,解题思路如下:
11. 确定基本假设:
- 由于釜液中三个组分结构相近的组分,可将其视为理想溶液。
- 系统压力为常压,可把汽相看作理想气体混合物。
- 相平衡关系为 $K_i=\frac{p_{i0}}{p}$,其中 $K_i$ 是组分 $i$ 的相平衡常数,$p_{i0}$ 是组分 $i$ 的饱和蒸气压,$p$ 是系统压力。
- 选择基准组分:
- 以 1,2 - 二氯丙烷为相对挥发度的基准组分 $G$。
- 计算基准组分的饱和蒸气压:
- 已知相对挥发度关系,根据相平衡时 $K_i=\alpha_iK_G$($\alpha_i$ 是组分 $i$ 相对于基准组分 $G\alpha_G = 1$ 的相对挥发度),且 $K_i=\frac{p_{i0}}{p}$,$K_G=\frac{p_{G0}}{p}$,可得 $p_{G0}=pK_G$。
- 已知 $p = 101.3kPa$,$K_G = 1.1012$,则 $p_{G0}=101.3\times1.1012 = 111.58kPa$。
- 求解塔釜温度:
- 利用 1,2 - 二氯丙烷的蒸气压方程,将 $p_{G0}=1 1111.58kPa$ 代入该方程,即可求得塔釜温度 $t = 99.7^{\circ}C$。