Zestaw zadań nr 5
1.
Obliczyć początkową i końcową temperaturę wrzenia roztworu n-heksanu i n-oktanu zawierającego 40% molowych
składnika lotniejszego pod ciśnieniem 2026 hPa. Prężności pary nasyconej w funkcji temperatury podano w tabeli
t
99
104,5
110
115,5
121
126
132,2
137,8
143
149,8
154,5
Pheksan 2026
2229
2533
3039
3546
4052
4559
5065
5673
6483
7294
8104
Poktan 375
2.
93,3
446
527
628
739,5
871
1013
1165
1317
1520
1722
2026
Pod ciśnieniem 1013 hPa w procesie destylacji równowagowej z 10 kmoli/h mieszaniny zawierającej 40% mol.
benzenu i 60% mol. kwasu octowego otrzymuje się destylat zawierający 65% mol. benzenu. Obliczyć strumień
destylatu i skład cieczy wyczerpanej. Zależność równowagowa dla układu benzen - kwas octowy pod ciśnieniem
1013 hPa (wyrażona w ułamkach molowych) podana jest w poniższej tabeli:
x
0,05
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
y*
0,00
0,337
0,465
0,615
0,679
0,728
0,774
x
0,60
0,70
0,80
0,90
0,95
0,97
0,99
y*
3.
0,00
0,815
0,854
0,895
0,942
0,970
0,982
0,992
Jakie będzie stężenie cieczy pozostającej po destylacji i stężenie destylatu, jeżeli ze strumienia 25 kmol/h
mieszaniny zawierającej 15% mol. etanolu i 85% mol. trichloroetylenu w procesie destylacji równowagowej pod
ciśnieniem 1013 hPa uzyska się 5 kmol/h destylatu? Zależność równowagowa dla etanol - trójchloroetylen pod
ciśnieniem 1013 hPa (wyrażona w ułamkach molowych) podana jest w poniższej tabeli:
x
0,01
0,03
0,05
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
y*
0,125
0,241
0,292
0,374
0,457
0,489
0,560
0,522
x
0,60
0,70
0,80
0,85
0,90
0,95
0,97
0,99
y*
0,539
0,570
0,634
0,683
0,763
0,861
0,905
0,962
4.
Doskonały roztwór cieczy A i B poddano destylacji kotłowej. Zawartość składnika lotniejszego (składnik A) w
surowcu wynosi 15% mol. Jaki będzie skład pozostałości oraz średni skład destylatu, jeżeli w trakcie trwania
procesu destylacji odparowuje 30% surowca. Założyć, że współczynnik równowagi międzyfazowej jest stały i
wynosi
kA = 2,2.
5.
35,25 kmol (1000 kg) mieszaniny dwuskładnikowej etanol – woda o stężeniu 37% mol. etanolu należy poddać
destylacji różniczkowej pod ciśnieniem atmosferycznym tak, aby ciecz pozostająca w kotle zawierała 2% mol.
etanolu. Obliczyć ilość cieczy wyczerpanej, ilość destylatu i jego średni skład. Określić także ile kilogramów
etanolu traci się w cieczy wyczerpanej. Zależność równowagową (wyrażoną w ułamkach molowych) podano w
poniższej tabeli:
x
0,01
0,03
0,05
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
y*
0,114
0,241
0,322
0,438
0,529
0,583
0,617
0,652
6.
Zadanie 1
Zadanie 2
1,00
y
0,75
0,50
0,25
0
0
0,25
0,50
0,75
x
Dla xD= 0,65 odczytuje się z wykresu wartość xW=0,2473 na linii równowagi
S = D+W
S x S = D y D + W xW
S xS = D yD + (S-D) xW
D=
W=
Zadanie 3
3,792 kmol/h
6,208 kmol/h
1,00
1,00
y
0,75
0,50
0,25
0
0
0,25
0,50
x
S=
xS=
D=
W=
25
0,15
5
20
Wyprowadzewnie linii operacyjnej
S xS=D y+W x
y=S/D xS - W/D x
S/D *xS=
W/D=
y=-4*x+0,75
0,75
4
Dane do linii operacyjnej
x
0
0,1875
xW=
yD=
y
0,75
0
0,0953
0,3687
0,75
1,00
7.
Doskonały roztwór cieczy A i B poddano destylacji kotłowej. Zawartość składnika lotniejszego (składnik A) w
surowcu wynosi 15% mol. Jaki będzie skład pozostałości oraz średni skład destylatu, jeżeli w trakcie trwania
procesu destylacji odparowuje 30% surowca. Założyć, że współczynnik równowagi międzyfazowej jest stały i
wynosi
kA = 2,2.
stąd
Zadanie 5
10,0
1/(y-x)
7,5
5,0
2,5
0
0
0,125
0,250
0,375
0,500
x
Lp=
x
y*
0
0,01
35,25kmol
1/(y-x)=
Pola=
0
0,114 9,615385
0,02 0,1835 6,116208
0,03
0,241 4,739336 0,054278
0,05
0,322 3,676471 0,084158
0,1
0,438 2,95858 0,165876
0,2
0,529 3,039514 0,299905
0,3
0,583 3,533569 0,328654
0,37 0,60737 4,212832 0,271124
0,4
0,5
0,617 4,608295
0,652 6,578947
Suma pól= 1,203995
Dla
xp=
xk=
0,37
0,02
Całka Rayghleya=
ln (Lp/Lk)=
Lp/Lk=
Lk=
yD śr=
y*=
y*=
0,60737
0,1835
1,203995
1,203995
3,333407
10,57477kmol
0,520
Zadanie 6
Roztwór ciekły zawierający 10%mol. propanu (C3), 65% mol. n-butanu (C4) i 25% mol. n-pentanu (C5) jest
destylowany rzutowo w temperaturze 40oC pod ciśnieniem całkowitym 600 mmHg. Obliczyć ilość i skład powstającej
fazy ciekłej i parowej zakładając, że układ podlega prawu Raoulta. Prężności pary nasyconej w temperaturze procesu
wynoszą odpowiednio: C3 - 3800 mmHg, C4 - 820 mmHg, C5 - 190 mmHg.
xAS = 0,10
xBS = 0,65
xCS = 0,25
p = 600 mm Hg
PA = 3800 mm Hg
PB = 820 mm Hg
PC = 190 mm Hg
xAS =
xBS =
xCS =
p=
PA =
PB =
PC =
0,1
0,65
0,25
600mm Hg
3800mm Hg
kA=
6,333333
820mm Hg
kB=
1,366667
190mm Hg
kC=
0,316667
xAW=
xBW=
xCW=
Suma
0,038462 0,585586 0,314465 0,938513
0,036946 0,581742 0,319966 0,938654
0,035545 0,577949 0,325662 0,939156
0,034247 0,574205 0,331565 0,940017
0,03304 0,570509 0,337686 0,941234
0,031915 0,56686 0,344037 0,942812
0,030864 0,563258 0,350631 0,944754
0,02988 0,559701 0,357483 0,947065
0,028958 0,556189 0,364609 0,949756
0,02809 0,552721 0,372024 0,952835
0,027273 0,549296 0,379747 0,956315
0,026502 0,545913 0,387797 0,960212
0,025773 0,542571 0,396197 0,964541
0,025084 0,53927 0,404968 0,969321
0,02443 0,536009 0,414136 0,974575
0,02381 0,532787 0,423729 0,980325
0,02322 0,529603 0,433777
0,9866
0,022659 0,526458 0,444313 0,993429
0,3
0,32
0,34
0,36
0,38
0,4
0,42
0,44
0,46
0,48
0,5
0,52
0,54
0,56
0,58
0,6
0,62
0,64
0,0221760,5236590,4542431,000077
0,658
0,022124 0,523349 0,455373 1,000847
0,66
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)