蒸餾汽液平衡方程表達式

A. 精餾時的平衡線方程是什麼有具體公式嗎

y=ax/[1+（a-1）x]

B. 氣液平衡方程是什麼

y＊=ax/［1 （a-1）］

C. 氣液平衡的泡點表達式

氣液平衡的泡點表達式PA=PAoxA (6-1a) 。

汽液相平衡，是指溶液與其上方蒸汽達到平衡時氣液兩相間各組分組成的關系。理想溶液的汽液相平衡服從拉烏爾(Raoult)定律。 因此對含有A、B組分的理想溶液可以得出： PA=PAoxA (6-1a) PB=PBoxB= PBo（1-xA） （6-1b) 式中： PA, PB ——溶液上方A。

汽—液平衡比的數值

或從此後這一數值被稱為平衡常數，取決於流體的壓力、溫度和組分。不同研究者已在廣泛的溫度與壓力范圍內為許多不同的流體組分確定出K值范圍。這些K值在解決許多石油工程問題方面具有極其實際的應用價值，因為如果某一給定的地層流體的K值為已知的話，則在任一溫度與壓力下液相和汽相的相對數值便可計算出來。

D. 1，3-丙二醇和2，3丁二醇的安托因常數是多少

1.1 蒸餾過程概述與汽液平衡關系
1-1正戊烷（C5H12）和正已烷(C6H14)的飽和蒸汽壓數據列於本題附表，試計算總壓P=13.3kPa下該溶液的汽液平衡數據和平均相對揮發度。假設該物系為理想溶液。

習題1-1 附表

溫度 T / K
C5H12
223.1
233.0
244.0
251.0
260.6
275.1
291.7
309.3

C6H14
248.2
259.1
276.9
279.0
289.0
304.8
322.8
341.9

飽和蒸汽壓 p0 / kPa
1.3
2.6
5.3
8.0
13.3
26.6
53.2
101.3

1-2 某精餾塔再沸器的操作壓力為105.0kPa，釜液中含苯0.15（摩爾分率），其餘為甲苯。苯與甲苯的安托尼常數列於本題附表，安托尼方程中溫度的單位為℃，壓力單位為kPa。本物系可視作理想溶液。求此溶液的泡點及其平衡汽相組成。

習題1-2 附表

組分
A
B
C

苯
6.023
1206.35
220.24

甲 苯
6.078
1343.94
219.58

1.2 平衡蒸餾與簡單蒸餾
1-3 常壓下對含苯0.6（摩爾分率）的苯—甲苯混合液進行蒸餾分離，原料處理量為100kmol。物系的平均相對揮發度為2.6，汽化率為0.45，試計算：

(1) 平衡蒸餾的汽液相組成；

(2) 簡單蒸餾的餾出液量及其平均組成。

1-4 在常壓下對苯-甲苯混合液進行蒸餾，原料液量為100kmol/h，組成為0.7（苯摩爾分率，下同），塔頂產品組成為0.8。物系的平均相對揮發度為2.46，試分別求出平衡蒸餾和簡單蒸餾兩種操作方式下的氣化率。

（平衡蒸餾：0.448， 簡單蒸餾: 0.667）

1.3 兩組分連續精餾的計算（Ⅰ）
1-5 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知原料液流量為100 kg/h，組成為0.5 （易揮發組分的摩爾分率，下同），若要求釜液組成不大於0.05，餾出液回收率為95%。試求餾出液的流量和組成。

1-6 在連續精餾塔中分離含甲醇0.45（摩爾分率，下同）的甲醇－水溶液，其流量為100kmol/h，要求餾出液中甲醇的含量為0.96，釜液中甲醇的含量為0.03，迴流比為2.6。試求：

（1）餾出液的流量；

（2）飽和液體進料時，精餾段和提餾段的操作線方程。

1-7 在連續精餾操作中，已知加料量為100kmol/h，其中汽、液各半，精餾段和提餾段的操作線方程分別為

y=0.75x+0.24

及 y=1.25x-0.0125

試求操作迴流比，原料液的組成、餾出液的流量及組成。

1-8 一連續精餾塔分離二元理想混合溶液，已知精餾段某層塔板的氣、液相組成分別為0.83和 0.70，相鄰上層塔板的液相組成為0.77，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78(以上均為輕組分A的摩爾分數，下同)。塔頂為泡點迴流。進料為飽和液體，其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產量比為2／3，試求：

(1)精餾段操作線方程；

(2)提餾段操作線方程。

(精餾段3y=2x+0.95；提餾段3y=4.5x-0.195)

1.4 兩組分連續精餾的計算（Ⅱ）
1-9 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知精餾段操作線方程為 ，提餾段操作線方程為 。若原料液於露點溫度下進入精餾塔中，試求原料液、餾出液和釜殘液的組成及迴流比。

1-10連續精餾塔在常壓下分離含甲醇30%與水70%的混合液，要求塔頂產品含甲醇不低於95%，塔底殘液含甲醇不大於5%（以上均為摩爾分率）。泡點進料。

試計算：（1）最小迴流比Rmin；

（2）若R=2Rmin，求所需理論塔板數；

（3）若總板效率為50% ，所需實際塔板數與加料板位置。（化工原理例題分析與練習P117）

（Rmin=0.78, N理=7（不包括塔釜）, N實際=14（不包括塔釜），N精=10, N提=4（不包括塔釜））

1-11 在連續精餾塔中，分離苯－甲苯混合液。若原料為飽和液體，其中含苯0.5（摩爾分率，下同）。塔頂餾出液組成為0.95，塔底釜殘液組成為0.06，迴流比為2.6。試求理論板層數和加料板位置。苯－甲苯混合液的平衡數據見例1－2附表。

1.5 兩組分連續精餾的計算（Ⅲ）
1-12 在常壓連續精餾塔內分離甲醇－水溶液，料液組成為0.4 （甲醇的摩爾分率，下同），流量為100kmol/h，於泡點下加入塔內。要求餾出液組成為0.96，釜液組成為0.04，塔釜間接蒸汽加熱，迴流比R＝1.86Rmin。

試求：(1) 所需理論板層數及加料板位置；

(2) 若改為直接水蒸汽加熱，其它均保持不變，餾出液中甲醇收率將如何變化。

常壓下物系平衡數據列於本題附表中。

習題 1-12附表

溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率

100
96.4
93.5
91.2
89.3
87.7
84.4
81.7
78.0
0.0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.15
0.20
0.30
0.0
0.134
0.234
0.304
0.365
0.418
0.517
0.579
0.665
75.3
73.1
71.2
69.3
67.6
66.0
65.0
64.5
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.0
0.729
0.779
0.825
0.870
0.915
0.958
0.979
1.0

1-13 在常壓連續精餾塔內分離乙醇－水混合液，原料液為飽和液體，其中含乙醇0.30（摩爾分率，下同），餾出液組成不低於0.80，釜液組成為0.02；操作迴流比為2.5，若於精餾某一塔板處側線取料，其摩爾流量為餾出液摩爾流量的1/2，側線產品為飽和液體，組成為0.6。試求所需的理論板層數、進料板及側線取料口的位置。物系平衡數據見本題附表。

習題1-13 附表

液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率

0.0
0.01
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.14
0.18
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.0
0.11
0.175
0.273
0.340
0.392
0.430
0.482
0.513
0.525
0.551
0.575
0.595
0.614
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.894
0.90
0.95
1.0
0.635
0.657
0.678
0.698
0.725
0.755
0.785
0.820
0.855
0.894
0.898
0.942
1.0

1.6 兩組分連續精餾的計算（Ⅳ）
1-14在連續操作的板式精餾塔中分離苯－甲苯混合液。在全迴流條件下測得相鄰板上的液相組成分別為0.255、0.385和0.575，試求三層板中較低的兩層的單板效率EML。

操作條件下苯－甲苯混合液的平均相對揮發度可取作2.5。

1-15 在常壓連續精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知進料量為100kmol/h，組成為0.35（易揮發組分的摩爾分率，下同），飽和蒸汽進料，塔頂全凝器，泡點迴流，餾出液流量為35kmol/h，物系的平均相對揮發度為2.5。

已知精餾段操作線方程為
試求：(1) 提餾段操作線方程；

(2) 自塔頂第1層板下降的液相組成為0.90時的汽相默弗里板效率。

1-16在常壓連續精餾塔中分離某理想二元混合物。已知完成規定的分離任務所需的理論板層數為12（包括再沸器），若該精餾塔的全塔效率為55％，塔板間距為0.45m，試計算該精餾塔的有效高度。

1-17在常壓連續精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知進料量為100kmol/h，組成為0.48，餾出液組成為0.98（均為摩爾分率）。飽和液體進料，塔頂全凝器，泡點迴流，操作迴流比為最小迴流比的1.65倍。在本題范圍內，汽液平衡方程為 ，汽相默弗里板效率為0.5，餾出液采出率為0.48。

試求：(1) 釜殘液組成；

(2)經過塔頂第一層實際板汽相組成的變化。

1-18某一連續精餾塔分離一種二元理想溶液，已知F=10kmol/s，xF=0.5，q=0，xD=0.95,xW=0.1， (以上均為摩爾分率)，系統的相對揮發度a=2，塔頂為全凝器，泡點迴流，塔釜間接蒸汽加熱，且知塔釜的汽化量為最小汽化量的1.5倍。試求：

(1) 塔頂易揮發組分的回收率;

(2) 塔釜的汽化量;

(3) 第二塊理論板的液體組成(塔序由頂部算起) 。

(h=89.5％；V』=11.07kmol/s; x2=0.843)

1.7 間歇精餾與特殊精餾
1-19 在例1-12的精餾塔內若進行恆迴流比的間歇精餾，試計算一批精餾所需的時間。

E. 什麼是理想溶液的汽液兩相平衡寫出數字表達式

雙組分溶液的氣液平衡是什麼?對精餾有何作用汽液相平衡,是指溶液與其上方蒸汽達到平衡時氣液兩相間各組分組成的關系.理想溶液的汽液相平衡服從拉烏爾(Raoult)定律.因此對含有A、B組分的理想溶液可以得出：PA=PAoxA(6-1a)PB=PBoxB=PBo（1-xA）（6-1b)式中：PA,PB——溶液上方A和B兩組分的平衡分壓,Pa；PAo,PBo——同溫度下,純組分A和B的飽和蒸汽壓,Pa；xA,xB——混合液組分A和B的摩爾分率.理想物系氣相服從道爾頓分壓定律,既總壓等於各組分分壓之和.對雙組分物系：P=PA+PB（6-2）式中：P——氣相總壓,Pa；PA和PB—A,B組分在氣相的分壓,Pa.根據拉烏爾定律和道爾頓分壓定律,可得泡點方程：oAoBAPPppx（6-4）式（6-4）稱為泡點方程,該方程描述平衡物系的溫度與液相組成的關系.可得露點方程式：oBoAoBoAAppppppy6-5式（6-5）稱為露點方程式,該方程描述平衡物系的溫度與氣相組成的關系.在總壓一定的條件下,對於理想溶液,只要溶液的飽和溫度已知,根據A,B組分的蒸氣壓數據,查出飽和蒸汽壓PA0,PB0,則可以採用式（6-4）的泡點方程確定液相組成xA,採用式（6-5）的露點方程確定與液相呈平衡的氣相組成yA-------------------氣液相平衡以及相平衡常數的物理意義是什麼?相就是指在系統中具有相同的物理性質和化學性質的均勻部分，不同相之間往往有一個相界面把不同的相分開，例如，液相和固相，液相和氣相之間。在一定的溫度和壓力下，如果物料系統中存存兩個或兩個以卜的相．物料在各相的相Xi量以及物料中各組分在各相中的濃度不隨時間變化，我們稱此狀態叫相平衡。在蒸餾過程中，當蒸氣未被引出前與液體處於某一相同的溫度和壓力下，並且相互密切接觸，同時氣相和液相的相對量以及組分在兩相中的濃度分布都不再變化，稱之為達到了相平衡（氣一液相平衡）。相平衡時系統內溫度、壓力和組成都是一定的，一個系統中氣液相達到平衡狀態有兩個條件：①液相中各組分的蒸汽分壓必須等於氣相中同組分的分壓；各組分在單位時間內汽化的分子數和冷凝的分子數就相等；②液相的溫度必須等於氣相的溫度，否則兩相間會發生熱交換，當任一相的溫度升高或降低時，勢必引起各組分量的變化。這就說明在一定溫度下，氣液兩相達到相平衡狀態時，氣液兩相中的同一組分的摩爾分數比衡定。相平衡方程如下式：yA=kAXA式中yA-組分在氣相中的摩爾分率；XA-組分在液相中的摩爾分率；kA-組分的平衡常數。氣液兩相平衡時，兩相溫度相等，此溫度對氣相來說，代表露點溫度；對液相來說，代表泡點溫度。氣液平衡是兩相傳質的極限狀態。氣液兩相不平衡到平衡的原理，是氣化和冷凝、吸收和解吸過程的基礎。例如，蒸餾的最基本過程就是氣液兩相充分接觸，通過兩相組分濃度差和溫度差進行傳質傳熱，使系統趨近於動平衡，這樣經過塔板多級接觸，就能達到混合物組分的最大限度分離。氣液相平衡常數K是指氣液兩相達到平衡時，在系統的溫度、壓力條件下，系統中某一組分i在氣相中的摩爾分率Yi與液相中的摩爾分率戈，的比值。即Kt=Yi/X,相平衡常數是石油蒸餾過程相平衡計算時最重要的參數，對於壓力低於0.3MPa的理想溶液，相平衡常數可以用下式計算：Kt=Pi/PK,=P;/P式中P?-i組分在系統溫度下的飽和蒸氣壓，Pa;P-系統壓力，Pa。對於石油或石油餾分，可用實沸點蒸餾的方法切割成為沸程在10~30℃的若干個窄餾分、把每個窄餾分看成為一個組分——假組分，藉助於多元系統氣液相平衡計算的方法、進行石油蒸餾過程中的氣液相平衡的計算。

F. 請汽液平衡計算的狀態方程法的適用范圍及特點

摘要 范圍：

G. 什麼叫汽液平衡什麼叫相對揮發度

汽液平衡
汽相與液相間的相平衡。它與氣液平衡有一些共同的規律，所以有時把它與氣液平衡合在一起進行研究。為簡便起見，常把汽相或氣相與液相之間的平衡合寫成汽（氣）液平衡。習慣上把低於臨界溫度的氣體稱為蒸氣,簡稱汽,它可以加壓液化;高於臨界溫度的氣相,不能加壓液化，稱為氣體(見p－V－T關系)。例如,苯與甲苯的混合液在25℃與它們的蒸氣的平衡，因兩組分的臨界溫度各為288.9℃和318.8℃，故屬汽液平衡；氮溶於水在25℃下的平衡，因氮的臨界溫度為-147.0℃，故屬氣液平衡。化工生產中常見的是一個氣相或汽相與一個液相之間的平衡，但也會遇到一個汽相與兩個以上液相之間的平衡。例如在分離乙酸乙烯酯、乙酸和水的精餾塔中，由於水與酯形成部分互溶的兩個液相，在某些塔板上會出現兩個液相與一個汽相相互接觸的汽液平衡問題。
類型 在化工熱力學中，氣液平衡是按偏離理想狀態程度不同的氣相和液相的相互組合來分類的。
液相通常可分為：①理想溶液。對於各組分的性質極為相似（如旋光異構體、同位素等）或差別不大（如甲醇－乙醇、苯-甲苯、乙烷-丙烷等）的溶液可近似地看作理想溶液。在這種情況下組分i的逸度弙（上標L表示液相）符合路易斯-蘭德爾規則：即
弙＝fxi

式中f為在系統溫度、壓力下純液體組分i的逸度;xi為液相中組分i的摩爾分率。如果把蒸氣近似地看作理想氣體，此式可簡化為：
pi＝pxi

式中p為純液體組分i的飽和蒸氣壓，此式即為拉烏爾定律。②非理想溶液。不符合路易斯－蘭德爾規則的溶液。按偏離情況,又分為正偏差（弙＞fxi）和負偏差(弙＜fxi)。偏離嚴重時,前者會出現最低恆沸點（隨組成xi的變化,在恆定溫度下，總壓出現極大值,在恆定壓力下,沸點出現最低值）,後者會出現最高恆沸點（隨組成xi的變化，在恆定溫度下，總壓出現極小值，在恆定壓力下，沸點出現最高值）。弙可用活度系數方程或狀態方程計算（見相平衡關聯）。
汽（氣）相可分為：①理想氣體混合物，在常壓或壓力較低的情況下，一般氣體混合物均可近似地看作理想氣體混合物。這時組分i的逸度弙(上標V表示汽相)等於分壓，即：
弙＝pi

②實際氣體的理想溶液（指符合理想溶液規律的氣體混合物），當壓力稍高時，氣體分子間的相互作用力不可忽略，已不能看作為理想氣體。在這種情況下，如果各組分的性質很接近，如中等壓力下的輕烴混合物，則可近似地看作理想溶液。這時組分i的逸度可按路易斯-蘭德爾規則計算：
弙＝fyi

式中f為純氣體組分i在系統溫度壓力下的逸度；yi為汽相中組分i的摩爾分率。③實際氣體的非理想溶液(指不符合理想溶液規律的氣體混合物),則用狀態方程計算弙。
將上述兩種液相和三種氣相組合起來，存在五種汽（氣）液平衡關系：

液相為理想溶液，汽（氣）相為非理想溶液，也是一種可能的組合，但由於液相的非理想性一般較汽相的為強，因而不存在這種組合。
平衡計算 包括泡點、露點和閃急蒸餾的計算，其基本公式為：
弙(T,p,x)＝弙(T,p,y)

如果已知弙i與T、p、x或y的關系,就可由一相的組成計算另一相的組成。蒸餾和吸收主要利用汽(氣)相組成yi與液相組成 xi 的差別，進行混合物的分離。比值Ki＝yi/xi稱為相平衡比,用以表示混合物中各組分的揮發能力，數值愈大則愈容易揮發。工程計算中常選取某一組分j 作為基準，將任一組分i的相平衡比與組分j的相平衡比相比較,其比值αij＝Ki/Kj稱為相對揮發度,用以表示混合物中各組分的相對揮發能力。Ki或αij是吸收、蒸餾計算的基本數據。http://ke..com/view/949899.html?wtp=tt

相對揮發度
相對揮發度:習慣上將溶液中易揮發組分的揮發度對難揮發組分的揮發度之比，稱為相對揮發度。以α表示。
http://ke..com/view/1481322.htm