Tài liệu Bài tập về nhiệt độ áp suất ppt

Đề 1
Câu 1
Xác định thành phần pha lỏng và pha hơi của hổn hợp benzene - toluene ở
nhiệt độ 95
0
C và áp suất 760 mmHg. Cho biết áp suất hơi của benzene và toluene phụ
thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau :
P
benzene
= 10
6,90565 -

1211,033/(220,79 + t)


P
toluene
= 10
6,95464 -

1344,8/(219,482 + t)


P
benzene
: áp suất hơi của benzene tính bằng mmHg
P
toluene
: áp suất hơi của toluene tính bằng mmHg
t : nhiệt độ (
0

C)
Hổn hợp tuân theo định luật Raoult.
Câu 2
Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi có thành phần giống như kết
quả của câu 1 (thành phần của pha hơi) ở áp suất 780 mmHg. Áp suất hơi của
benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình giống như trong câu 1.
Hổn hợp tuân theo định luật Raoult.
Câu 3
Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có
thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 37,5% (theo % khối lượng). Sản phẩm
đỉnh có thành phần benzene là 96% (theo % khối lượng), sản phẩm đáy có thành
phần benzene là 8% (theo % khối lượng). Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi.
3.1. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác
định số đoạn lý thuyết, cho biết tỉ số hoàn lưu thích hợp là R = 1,5 Rmin, số liệu cân
bằng của hệ benzene - toluene được cho trong bảng sau :
y
benzene
0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1
x
benzene
0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1
Nhiệt độ
sôi (
0
C)
110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2
3.2 Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và khối lượng hơi ra
khỏi đỉnh tháp, nếu khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1000 kg/giờ?
Bài giải đề 1
Câu 1 (3 điểm)

Gọi :
x
B
, x
T
là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng.
y
B
, y
T
là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi.
P
B
, P
T
là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 95
0
C.
p
B
, p
T
là áp suất riêng phần của benzene và toluene trong hổn hợp.
P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 760 mmHg.
Ở 95
0
C áp suất hơi của benzene và toluene là :
P
B
= 10

6,90565 -

1211,033/(220,79 + t)

= 10
6,90565 -

1211,033/(220,79 + 95)

P
B
= 10
3,070719
= 1176,843 mmHg
P
T
= 10
6,95464 -

1344,8/(219,482 + t)

= 10
6,95464 -

1344,8/(219,482 + 95)


P
T
= 10

6,95464
= 476,8718 mmHg
Áp dụng định luật Raoult
p
B
= P
B
*x
B
= 1176,843*x
B
p
T
= P
T
*x
T
= 476,8718*x
T
= 476,8718*(1- x
B
) (vì x
B
+ x
T
=1)
P = p
B
+ p
T

= 760 mmHg
⇒ 1176,843*x
B
+ 476,8718(1- x
B
) = 760
⇒ 1176,843*x
B
+ 476,8718 - 476,8718*x
B
= 760
⇒ 699,9713 *x
B
= 283,1282 ⇒ x
B
= 283,1282 /699,9713
x
B
= 0,4045, x
T
= 1- x
B
= 1- 0,4045 = 0,5955
y
B
= (P
B
*x
B
)/P = (1176,843* 0,4055)/760 = 0,6263

⇒ y
T
= 1- y
B
= 1- 0,6263 = 0,3736.
Vậy :
Thành phần của pha lỏng là : x
B
= 0,4045 = 40,45%, x
T
= 0,5955 = 59,55%
Thành phần của pha hơi là : y
B
= 0,6263 = 62,63%, y
T
= 0,3737 = 37,37%
Câu 2 (3 điểm)
Gọi :
x
B
, x
T
là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng.
y
B
, y
T
là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi.
P
B

, P
T
là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 95
0
C.
P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 780 mmHg.
Theo kết quả câu 1 : y
B
= 0,6263 = 62,63% y
T
= 0,3737 = 37,37%
Áp dụng định luật Raoult :
y
B
= (P
B
*x
B
)/P = 0,6263 ⇒ x
B
= (P/P
B
)*0,6263 = (780 *0,6263)/P
B

⇒ x
B
= 488,514/ P
B
y

T
= (P
T
*x
T
)/P = 0,3737 ⇒ x
T
= (P/P
T
)*0,3737 = (780 *0,3737)/P
T
⇒ x
T
= 291,4573/ P
T

Vì hệ thống có 2 cấu tử nên x
B
+ x
T
=1 ⇒ (488,514/ P
B
) + (291,4573/ P
T
) =1
Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của benzene (P
B
) và toluene
(P
T

), nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là nhiệt độ ứng với áp suất hơi đáp ứng
phương trình (488,514/ P
B
) + (291,4573/ P
T
) =1. Do đó để tìm nhiệt độ điểm sương
của hổn hợp sử dụng phương pháp thử sai, giả sử một nhiệt độ sẽ có một áp suất hơi
tương ứng của benzene (P
B
) và toluene (P
T
) nhiệt độ nào đáp ứng phương trình
(488,514/ P
B
) + (291,4573/ P
T
) =1 là nhiệt độ điểm sương của hổn hợp. Kết quả trình
bày ở bảng sau:
Nhiệt độ (
0
C) P
B
(mm Hg) P
T
(mm Hg) (488,514/ P
B
) + (291,4573/ P
T
)
90 1020,991 406,7378 0,4785 + 0,7158 = 1,1943

100 1350,491 556,3219 0,3617 + 0,5233 = 0,8850
96 1210,108 491,99 0,4037 + 0,5918 = 0,9955
95,8 1203,398 488,936 0,4059 + 0,5954 = 1,0013
Vậy nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là 95,8
0
C

Câu 3 (4 điểm)
3.1. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác
định số đoạn lý thuyết :
Benzene (C
6
H
6
) có khối lượng phân tử là M
B
= 78
Toluene (C
7
H
8
) có khối lượng phân tử là M
T
= 92
Gọi x
F
, x
W
, x
D

là phân mol tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong
nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh.
Gọi w
F
, w
W
, w
D
là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi
(benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh :
Theo đề bài w
F
= 37,5% = 0,375, w
W
= 8% = 0,08 và w
D
= 96% = 0,96
Đổi thành phần phần trăm khối lượng thành phân mol theo công thức :
{ }
TFBF
BF
F
M/)w1()M/w(
)M/w(
x
−+
=
Tương tự đối với x
D
và x

W
⇒ x
F
= 0,4144, x
W
= 0,093, x
D
= 0,966
Sử dụng phép nội suy từ bảng dử liệu cân bằng ⇒ y*
F
= 0,632
Vì nhập liệu vào tháp ở nhiệt độ sôi nên tỉ số hoàn lưu tối thiểu được xác định
theo công thức :
532,1
4144,0632,0
632,0966,0
xy
yx
R
F
*
F
*
FD
min
=
−
−
=
−

−
=
Theo đề bài tỉ số hoàn lưu thích hợp là R = 1,5*R
min
= 1,5 * 1,532 = 2,3
⇒ Phương trình đường làm việc của đoạn luyện là :
Thiết
bị
chưng
cất
Sản phẩm đáy
W? w
w
= 0,08
(8% khối lượng)
Sản phẩm đỉnh
D? w
D
= 0,96
(96% khối lượng)
Nhập liệu
F = 1000kg/giờ
w
F
= 0,375
(37,5% khối lượng)
Hơi ra khỏi đỉnh
tháp G ?
Hoàn lưu L
Thiết bị

ngưng tụ
Thiết bị đun sôi
đáy tháp
(1)
(2)
293,0x697,0
13,2
966,0
x
13,2
3,2
1R
x
x
1R
R
y
D
+=
+
+
+
=
+
+
+
=
Để xác định số đoạn lý thuyết cần thực hiện những bước sau :
- Vẽ giản đồ cân bằng x-y theo số liệu cân bằng trong đề bài.
- Vẽ đường làm việc của đoạn luyện là phương trình đường thẳng đi

qua điểm (x
D
= 0,966; y = 0,966) và đi qua điểm (x = 0; y = 0,293)
- Vẽ đường trạng thái nhập liệu là đường thẳng đứng song song với
trục tung và có toạ độ x = x
F
= 0,414
- Vẽ đường làm việc phần chưng là đường thẳng qua điểm (x
W
= 0,093;
y = 0,093) và giao điểm của đường làm việc phần luyện và đường trạng thái nhập
liệu.
- Vẽ số bậc thay đỗi nồng độ ⇒ số đoạn lý thuyết.
3.2 Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và khối lượng
hơi ra khỏi đỉnh tháp, nếu khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1000 kg/giờ
Chọn căn bản tính 1 giờ
Gọi F, W, D lần lượt là khối lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh,
F = 1000 kg/giờ; w
F
, w
W
, w
D
là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay
hơi (benzene) tương ứng trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh.
L là khối lượng hoàn lưu và G là khối lượng lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp.
Cân bằng vật chất tổng quát toàn hệ thống theo đường biên (1) trong hình vẽ
F = D +W =1000 (1)
Cân bằng đối với cấu tử dễ bay hơi :
F*w

F
= Dw
D
+ Ww
B
= 0,96D + 0,08W =1000*0,375 = 375 (2)
Giải hệ thống phương trình (1) và (2)
D + W = 1000 (1)
0,96D + 0,08W = 375 (2)
D = 335; W = 665
Cân bằng vật chất đối với thiết bị ngưng tụ theo đường biên (2)
G = L + D = 2,3D + D = 3,3 D
(vì theo định nghĩa R = L/D =2,3 ⇒ L = 2,3D)
⇒ G = 335 * 3,3 = 1105,5
Vậy :
Khối lượng sản phẩm đỉnh là 335 kg/giờ
Khối lượng sản phẩm đáy là 665 kg/giờ
Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 1105,5 kg/giờ.
Đề 2
Câu 1
Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi gồm có 40% (theo % khối
lượng) acetone (C
3
H
6
O), 40% (theo % khối lượng) ethanol (C
2
H
6
O) và 20% (theo %

khối lượng) methanol (CH
4
O). Áp suất tổng cộng của hổn hợp là 750 mmHg. Cho
biết áp suất hơi của acetone, ethanol và methanol phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương
trình như sau :
P
acetone
= 10
7,02447 -

1161/(224 + t)


P
ethanol
= 10
8,04494 -

1554,3/(222,65 + t)


P
methanol
= 10
7,87863 -

1473,11/(230 + t)

P
acetone

: áp suất hơi của acetone tính bằng mmHg
P
ethanol
: áp suất hơi của ethanol tính bằng mmHg
P
methanol
: áp suất hơi của methanol tính bằng mmHg
t : nhiệt độ (
0
C)
Hổn hợp tuân theo định luật Raoult.
Câu 2
Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có
thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 30% (theo % khối lượng). Sản phẩm đỉnh
có thành phần benzene là 90% (theo % khối lượng), sản phẩm đáy có thành phần
benzene là 10% (theo % khối lượng). Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi.
2.1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng hổn
hợp hoàn lưu và tỉ số hoàn lưu.
2.2 Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác
định số đoạn lý thuyết, số liệu cân bằng của hệ benzene - toluene được cho trong
bảng sau :
y
benzene
0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1
x
benzene
0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1
Nhiệt độ
sôi (
0

C)
110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2
Cho biết khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1200 kg/giờ?
Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 1080 kg/giờ
Tỉ số hoàn lưu được định nghĩa là R = L/D. L là khối lượng hổn hợp hoàn lưu
và D là khối lượng sản phẩm đỉnh
Bài giải đề 2
Câu 1
Gọi :
M
A
, M
E
và M
M
là phân tử lượng tương ứng của acetone (C
3
H
6
O), ethanol
(C
2
H
6
O) và methanol (CH
4
O) ⇒ M
A
= 58, M
E

= 46 và M
M
= 32
y
A
, y
E
và y
M
là phân mol tương ứng của acetone, ethanol và methanol trong
hổn hợp hơi.
w
A
, w
E
và w
M
là % khối lượng tương ứng của acetone, ethanol và methanol
trong hổn hợp hơi :w
A
= 40%, w
E
= 40% và w
M
= 20%.
x
A
, x
E
và x

M
là phân mol tương ứng của acetone, ethanol và methanol trong
pha lỏng cân bằng với pha hơi ở nhiệt độ điểm sương.
P
A
, P
E
và P
M
là áp suất hơi tương ứng của acetone, ethanol và methanol .
P là áp suất tổng cộng của hổn hợp hơi P = 750 mmHg.
Đổi % khối lượng hổn hợp hơi sang % mol (phân mol) theo công thức :
)M/w()M/w()M/w(
)M/w(
y
MMEEAA
AA
A
++
=
Tương tự đối với y
E
và y
M
⇒ y
A
= 0,316 (31,6 % mol), y
E
= 0,398 (39,8 % mol)
và y

M
= 0,286 (28,6 %mol)
Áp dụng định luật Raoult
y
A
= (P
A
*x
A
)/P = 0,316 ⇒ x
A
= (P/P
A
)*0,316 = (750 *0,316)/P
A

⇒ x
A
= 237/ P
A
y
E
= (P
E
*x
E
)/P = 0,398 ⇒ x
E
= (P/P
E

)*0,398 = (750 *0,398)/P
E

⇒ x
E
= 298,5/ P
E
y
M
= (P
M
*x
M
)/P = 0,286 ⇒ x
M
= (P/P
M
)*0,286 = (750 *0,286)/P
M

⇒ x
M
= 214,5/ P
M

Vì hệ thống có 2 cấu tử nên x
A
+ x
E
+ x

M
=1
⇒ (237/ P
A
) + (298,5/ P
E
) + (214,5/ P
M
) =1
Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của acetone (P
A
), ethanol (P
E
)
và methanol (P
M
), nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là nhiệt độ ứng với áp suất hơi
đáp ứng phương trình (237/ P
A
) + (298,5/ P
E
) + (214,5/ P
M
) =1. Do đó để tìm nhiệt
độ điểm sương của hổn hợp sử dụng phương pháp thử sai, giả sử một nhiệt độ sẽ có
một áp suất hơi tương ứng của acetone (P
A
), ethanol (P
E
) và methanol (P

M
)nhiệt độ
nào đáp ứng phương trình (237/ P
A
) + (298,5/ P
E
) + (214,5/ P
M
) =1 là nhiệt độ điểm
sương của hổn hợp. Kết quả trình bày ở bảng sau:
Nhiệt độ (
0
C) P
A
(mm Hg) P
E
(mm Hg) P
M
(mm Hg) (237/ P
A
) + (298,5/ P
E
) +
(214,5/ P
M
)
72 1265,739 588,6645 1001,803 0,90851
70 1189,845 541,7732 929,5298 0,980916
69 1153,487 519,5255 895,0364 1,019682
69,5 1171,556 530,5518 912,1489 1

Vậy nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là 69,5
0
C
Câu 2
2.1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng
hoàn lưu và tỉ số hoàn lưu (3 điểm).
Chọn căn bản tính 1 giờ
Gọi F, W, D lần lượt là khối lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh,
F = 1200 kg/giờ; w
F
, w
W
, w
D
là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay
hơi (benzene) tương ứng trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh.
Theo đề bài w
F
= 30% = 0,30, w
W
= 10% = 0,10 và w
D
= 90% = 0,90
L là khối lượng hoàn lưu và G là khối lượng lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp,
G =1080 kg/giờ.
Cân bằng vật chất tổng quát toàn hệ thống theo đường biên (1) trong hình vẽ
F = D +W =1200 (1)
Cân bằng đối với cấu tử dễ bay hơi :
F*w
F

= Dw
D
+ Ww
B
= 0,90D + 0,10W =1200*0,30 = 360 (2)
Giải hệ thống phương trình (1) và (2)
D + W = 1200 (1)
0,90D + 0,10W = 360 (2)
D = 300; W = 900
Cân bằng vật chất đối với thiết bị ngưng tụ theo đường biên (2)
G = L + D ⇒ L = G - D = 1080 - 300 = 780
Theo định nghĩa R = L/D = 780/300 = 2,6
Vậy : Khối lượng sản phẩm đỉnh là 300 kg/giờ.
Khối lượng sản phẩm đáy là 900 kg/giờ.
Thiết
bị
chưng
cất
Sản phẩm đáy
W? w
w
= 0,10
(10% khối lượng)
Sản phẩm đỉnh
D? w
D
= 0,90
(90% khối lượng)
Nhập liệu
F = 1200kg/giờ

w
F
= 0,30
(30% khối lượng)
Hơi ra khỏi đỉnh tháp
G =1080 kg/giờ
Hoàn lưu L?
Tỉ số hoàn lưu
R?
Thiết bị
ngưng tụ
Thiết bị đun sôi
đáy tháp
(1)
(2)
Khối lượng hổn hợp hoàn lưu là 780 kg/giờ.
Tỉ số hoàn lưu R = 2,6
2.2. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác
định số đoạn lý thuyết (3 điểm):
Benzene (C
6
H
6
) có khối lượng phân tử là M
B
= 78
Toluene (C
7
H
8

) có khối lượng phân tử là M
T
= 92
Gọi x
F
, x
W
, x
D
là phân mol tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong
nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh.
Gọi w
F
, w
W
, w
D
là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi
(benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh :
Theo đề bài w
F
= 30% = 0,30, w
W
= 10% = 0,10 và w
D
= 90% = 0,90
Đổi thành phần phần trăm khối lượng thành phân mol theo công thức :
{ }
TFBF
BF

F
M/)w1()M/w(
)M/w(
x
−+
=
Tương tự đối với x
D
và x
W
⇒ x
F
= 0,336, x
W
= 0,116, x
D
= 0,914
Từ kết quả phần 2.1 ⇒ R = 2,6
⇒ Phương trình đường làm việc của đoạn luyện là :
254,0x722,0
16,2
914,0
x
16,2
6,2
1R
x
x
1R
R

y
D
+=
+
+
+
=
+
+
+
=
Để xác định số đoạn lý thuyết cần thực hiện những bước sau :
- Vẽ giản đồ cân bằng x-y theo số liệu cân bằng trong đề bài.
- Vẽ đường làm việc của đoạn luyện là phương trình đường thẳng đi
qua điểm (x
D
= 0,914; y = 0,914) và đi qua điểm (x = 0; y = 0,254)
- Vẽ đường trạng thái nhập liệu là đường thẳng đứng song song với
trục tung và có toạ độ x = x
F
= 0,336
- Vẽ đường làm việc phần chưng là đường thẳng qua điểm (x
W
= 0,116; y =
0,116) và giao điểm của đường làm việc phần luyện và đường trạng thái nhập liệu.
- Vẽ số bậc thay đỗi nồng độ ⇒ số đoạn lý thuyết.
Đề 3
Câu I :
Một dung dịch lỏng gồm có 256g rượu methanol (CH
3

OH), 322g rượu ethanol
(C
2
H
5
OH) và 300g acetic acid (CH
3
COOH) ở nhiệt độ 75
O
C.
1. Tính áp suất tổng cộng và phân mol của pha hơi cân bằng với pha lỏng của dung
dịch trên.
2. Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi có thành phần giống như thành
phần pha hơi cân bằng với dung dịch lỏng kể trên (kết quả câu 1) ở áp suất tổng cộng là 0,9
atm.
Hổn hợp tuân theo định luật Raoult
Áp suất hơi của các chất phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình như sau :
P = 10
A -

B/(C + t)


Với : P : Áp suất hơi tính bằng đơn vị mmHg
t : nhiệt độ
0
C
A,B,C : Hằng số tùy thuộc từng chất tìm trong bảng như sau
Hợp chất Công thức Nhiệt độ áp dụng A B C
Acetic acid C

2
H
4
O
2
36
0
C ÷ 170
0
C 7,18807 1416,7 211
Acetone C
3
H
6
O Mọi nhiệt độ 7,02447 1161 224
Ammonia NH
3
-83
0
C ÷ 60
0
C 7,55466 1002,711 247,885
Benzene C
6
H
6
Mọi nhiệt độ 6,90565 1211,033 220,790
Carbon di sulfide CS
2
-10

0
C ÷ 160
0
C 6,85145 1122,500 236,460
Ethyl alcohol C
2
H
5
OH Mọi nhiệt độ 8,04494 1554,300 222,650
Methyl alcohol CH
3
OH -20
0
C ÷ 140
0
C 7,87863 1473,110 230
Toluene C
7
H
8
Mọi nhiệt độ 6,95464 1344,800 219,482

Câu II :
Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có thành
phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 30% mol. Sản phẩm đỉnh có thành phần benzene là 90%
mol, sản phẩm đáy có thành phần benzene là 10% mol. Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ
sôi.
1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng hoàn lưu và
tỉ số hoàn lưu? Tỉ số hoàn lưu R được định nghĩa là tỉ số giữa tổng số mol hoàn lưu với tổng
số mol sản phẩm đỉnh (R = L/D).

Cho biết khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1053,6 kg/giờ?
Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 857,52 kg/giờ
2. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số
bậc thay đỗi nồng độ lý thuyết. Sử dụng giá trị của tỉ số hoàn lưu trong kết quả của tỉ số
hoàn lưu trong câu 1là giá trị của tỉ số hoàn lưu thích hợp. Số liệu cân bằng của hệ benzene -
toluene được cho trong bảng sau :
y
benzene
0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1
x
benzene
0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1
Nhiệt độ sôi (
0
C) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2
Bài giải đề 3
Câu I :
1. Tính áp suất tổng cộng và phân mol của pha hơi cân bằng với pha
lỏng trong dung dịch methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic
(CH
3
COOH).
Gọi :
M

M
, M
E
và M
A
là khối lượng phân tử tương ứng của methanol (CH
3
OH),
ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH) ⇒ M
M
= 32, M
E
= 46 và M
A
= 60
m
M
, m
E
và m
A
là khối lượng tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol

(C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH) có trong dung dịch. Theo đề bài m
M
= 256g,
m
E
= 322g và m
A
= 300g.
n
M
, n
E
và n
A
là số gmol tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH)
và acid acetic (CH
3
COOH) trong dung dịch.

x
M
, x
E
và x
A
là phân mol tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH)
và acid acetic (CH
3
COOH) trong dung dịch lỏng (pha lỏng)
y
M
, y
E
và y
A
là phân mol tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH)
và acid acetic (CH

3
COOH) trong pha hơi cân bằng với pha lỏng
P
M
, P
E
và P
A
là áp suất hơi tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol
(C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH) ở 75
0
C
p
M
, p
E
và p
A
là áp suất riêng phần tương ứng của methanol (CH
3
OH), ethanol
(C

2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH) trong pha hơi cân bằng với pha lỏng ở 75
0
C.
P là áp suất tổng cộng của hệ thống P = p
M
+ p
E
+ p
A

Số gmol methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH)
trong dung dịch là :
n
M
= m
M
/M

M
= 256/32 = 8 gmol
n
E
= m
E
/M
E
= 322/46 = 7 gmol
n
A
= m
A
/M
A
= 300/60 = 5 gmol
⇒ Tổng số gmol của hổn hợp lỏng là : n = 8 + 7 + 5 = 20gmol
Phân mol methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH)
trong dung dịch là :
x
M
= n

M
/n = 8/20 = 0,40
x
E
= n
E
/n = 7/20 = 0,35
x
A
= n
A
/n = 5/20 = 0,25
Áp suất hơi của methanol (CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic
(CH
3
COOH) ở 75
0
C là
P
M
= 10
A-{B/(C + T)}
= 10
7,87683 -{1473,11/(230 + 75)}

= 1118,822 mmHg
P
E
= 10
A-{B/(C + T)}
= 10
8,04494 -{1554,3/(222,650 + 75)}
= 665,327 mmHg
P
A
= 10
A-{B/(C + T)}
= 10
7,18807 -{1416,7/(211 + 75)}
= 171,622 mmHg
Áp dụng định luật Raoult ⇒ áp suất riêng phần tương ứng của methanol
(CH
3
OH), ethanol (C
2
H
5
OH) và acid acetic (CH
3
COOH) ở 75
0
C là
p
M
= P

M
*x
M
= 1118,822 *0.4 = 447,529 mmHg
p
E
= P
E
*x
E
= 665,237 *0,35 = 232,833 mmHg
p
A
= P
A
*x
A
= 171,622 *0,25 = 42,905 mmHg