Определение мольных долей компонентов в жидкости и равновесном паре

Мольные доли компонентов определим по формуле [2, c.154]:

(3.1.).

Где — массовая доля низкокипящего компонента; - массовая доля высококипящего компонента; - молряная масса низкокипящего компонента; - молряная масса высококипящего компонента.

Молярные массы и температуры кипения компонентов — бензола и толуола [7, с. 502, 998]:

молярная масса бензола — температура кипения бензола tк = 80,10С;

молярная масса толуола -; температура кипения толуола tк = 92,10С;

Определяем мольные доли компонентов в жидкости и равновесном паре х и у.

Мольная доля бензола в начальной смеси:

Мольная доля бензола в дистилляте:

Мольная доля бензола в кубовом остатке:

Построение диаграммы равновесия

На диаграмме равновесия (рис. 2) по данным таблицы 1 [3, с.784] строим кривую равновесия разделяемой смеси. На у-х-диаграмме проводим диагональ ОК и вертикальные прямые:

Таблица 1. Равновесный состав фаз смеси бензол — толуол.

Отмечаем точки W и N (пересечения диагонали соответственно с первой () и третьей () прямыми) и точку F1 пересечения второй прямой () с кривой равновесия. Найденной точке F1 соответствует концентрация бензола жидкости .

Рис. 2 у-х-диаграмма.

Рис. 3 Фазовая диаграмма

В качестве вспомогательной линии проводим на у-х-диаграмме равновесия прямую, предварительно рассчитав величину ОМ. Точку пересечения прямой MN c xF соединяем с точкой W, в результате чего получаем рабочую линию FW исчерпывающей части колонны, а соединяя с точкой N, получаем рабочую линию FN укрепляющей части колонны. По у-х-диаграмме определяем теоретическое число тарелок (ступеней изменения концентраций). Для этого строим ступенчатую линию, состоящую из горизонтальных и вертикальных отрезков, в пределах изменения х от хD до хW.