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 93,3 99 104,5 110 115,5 121 126 132,2 137,8 143 149,8 154,5
P 2026 2229 2533 3039 3546 4052 4559 5065 5673 6483 7294 8104
heksan
P 375 446 527 628 739,5 871 1013 1165 1317 1520 1722 2026
oktan
2. 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 0,00 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* 0,815 0,854 0,895 0,942 0,970 0,982 0,992
3. 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
k = 2,2.
A
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
0,75
0,50
0,25
0
0 0,25 0,50 0,75 1,00
x
Dla x = 0,65 odczytuje się z wykresu wartość x =0,2473 na linii równowagi
D W
S = D+W
S x = D y + W x
S D W
S x = D y + (S-D) x
S D W
D= 3,792 kmol/h
W=
6,208 kmol/h
Zadanie 3
y
1,00
0,75
0,50
0,25
0
0 0,25 0,50 0,75 1,00
x
S= 25
xS= 0,15
D= 5
W= 20
Wyprowadzewnie linii operacyjnej
S xS=D y+W x
y=S/D xS - W/D x
S/D *xS= 0,75
W/D= 4
y=-4*x+0,75
Dane do linii operacyjnej
x y
0 0,75
0,1875 0
x = 0,0953
W
y = 0,3687
D
y
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
k = 2,2.
A
stąd
Zadanie 5
10,0
7,5
5,0
2,5
0
0 0,125 0,250 0,375 0,500
x
Lp= 35,25kmol
x y* 1/(y-x)= Pola=
0 0
0,01 0,114 9,615385
0,02 0,1835 6,116208
0,03 0,2414,7393360,054278
0,05 0,3223,6764710,084158
0,1 0,438 2,958580,165876
0,2 0,5293,0395140,299905
0,3 0,5833,5335690,328654
0,37 0,607374,212832 0,271124
0,4 0,617 4,608295
6,578947
0,5 0,652
Suma pól= 1,203995
Dla
xp= 0,37 y*= 0,60737
xk= 0,02 y*= 0,1835
Całka Rayghleya= 1,203995
ln (Lp/Lk)= 1,203995
Lp/Lk= 3,333407
Lk= 10,57477kmol
yD śr= 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.
x = 0,10
AS
1/(y-x)
x = 0,65
BS
x = 0,25
CS
p = 600 mm Hg
P = 3800 mm Hg
A
P = 820 mm Hg
B
P = 190 mm Hg
C
x = 0,1
AS
x = 0,65
BS
x = 0,25
CS
p = 600mm Hg
P = 3800mm Hg kA= 6,333333
A
P = 820mm Hg kB= 1,366667
B
P = 190mm Hg kC= 0,316667
C
xAW= xBW= xCW= Suma
0,038462 0,585586 0,314465 0,938513 0,3
0,036946 0,581742 0,319966 0,938654 0,32
0,035545 0,577949 0,325662 0,939156 0,34
0,034247 0,574205 0,331565 0,940017 0,36
0,03304 0,570509 0,337686 0,941234 0,38
0,031915 0,56686 0,344037 0,942812 0,4
0,030864 0,563258 0,350631 0,944754 0,42
0,02988 0,559701 0,357483 0,947065 0,44
0,028958 0,556189 0,364609 0,949756 0,46
0,02809 0,552721 0,372024 0,952835 0,48
0,027273 0,549296 0,379747 0,956315 0,5
0,026502 0,545913 0,387797 0,960212 0,52
0,025773 0,542571 0,396197 0,964541 0,54
0,025084 0,53927 0,404968 0,969321 0,56
0,02443 0,536009 0,414136 0,974575 0,58
0,02381 0,532787 0,423729 0,980325 0,6
0,02322 0,529603 0,433777 0,9866 0,62
0,022659 0,526458 0,444313 0,993429 0,64
0,0221760,5236590,4542431,000077 0,658
0,022124 0,523349 0,455373 1,000847 0,66