题目内容
(请给出正确答案)
[主观题]
在一单级理论萃取器中,将356kg醋酸-水-异丙醚(A-B-S)三元混合液与124kg混合液接触。该混合液由20%的醋酸(质
在一单级理论萃取器中,将356kg醋酸-水-异丙醚(A-B-S)三元混合液与124kg混合液接触。该混合液由20%的醋酸(质量分数,下同),78%的异丙醚和2%的水组成。萃余相质量为320kg,其中含醋酸20%,操作条件下的平衡数据见本例附图所示。试估算料液的组成及萃取相的组成。
答案
已知F=356kg S0=124kg,R=320kg,xR=20%,yS=20%
由物料衡算:
F+S0=R+E=M=480kg
E=M-R=480-320=160kg
由已知条件(xR=0.2),在相图上定出点R,借助辅助曲线作过点R与BS边的平行线,交辅助曲线于点Q,再由交点Q作AB边的平行线交溶解度曲线于点E,在图上读得yE=0.4。
对溶质A作物料衡算:
S0(xM-yS)=F(xF-xM)
M(xM-xR)=E(yE-xR)
即124(xM-0.2)=356(xF-xM) (a)
480(xM-0.2)=160(0.4-0.2) (b)
由式(b)得
将其代入式(a)中得
在相图上作RE联线,并根据已知条件定出S0点;由xF=0.29在AB边上定出F点,连接FS0,FS0线与RE线交于点M。用尺子量的MS0线段长2.2cm,根据杠杆规则
由此可以定出点F'。根据F'位置,可估算出料液的组成为:醋酸29%,水70%,异丙醚1%。由相图上的点E读得萃取相组成为:醋酸40%,水18%,异丙醚42%。
由物料衡算:
F+S0=R+E=M=480kg
E=M-R=480-320=160kg
由已知条件(xR=0.2),在相图上定出点R,借助辅助曲线作过点R与BS边的平行线,交辅助曲线于点Q,再由交点Q作AB边的平行线交溶解度曲线于点E,在图上读得yE=0.4。
对溶质A作物料衡算:
S0(xM-yS)=F(xF-xM)
M(xM-xR)=E(yE-xR)
即124(xM-0.2)=356(xF-xM) (a)
480(xM-0.2)=160(0.4-0.2) (b)
由式(b)得
将其代入式(a)中得
在相图上作RE联线,并根据已知条件定出S0点;由xF=0.29在AB边上定出F点,连接FS0,FS0线与RE线交于点M。用尺子量的MS0线段长2.2cm,根据杠杆规则
由此可以定出点F'。根据F'位置,可估算出料液的组成为:醋酸29%,水70%,异丙醚1%。由相图上的点E读得萃取相组成为:醋酸40%,水18%,异丙醚42%。
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