化工原理第五章習題及答案_第1頁
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文檔簡介

一、名詞解釋:1、蒸播:利用混合物中各組分間揮發(fā)性不同的性質(zhì),人為的制造氣液兩相,并使兩相接觸進行質(zhì)量傳遞,實現(xiàn)混合物的分離。2、拉烏爾定律:當氣液平衡時溶液上方組分的蒸汽壓與溶液中該組分摩爾分數(shù)成正比。3、揮發(fā)度:組分的分壓與平衡的液相組成(摩爾分數(shù))之比。4、相對揮發(fā)度:混合液中兩組分揮發(fā)度之比。5、精儲:是利用組分揮發(fā)度的差異,同時進行多次部分汽化和部分冷凝的過程。6、理論板:氣液兩相在該板上進行接觸的結(jié)果, 將使離開該板的兩相溫度相等, 組成互成平衡。7、采出率:產(chǎn)品流量與原料液流量之比。8、操作關(guān)系:在一定的操作條件下,第n層板下降液相的組成與相鄰的下一層 (n+1)板上升蒸汽的組成之間的函數(shù)關(guān)系。9、回流比:精流段下降液體摩爾流量與鐳出液摩爾流量之比。10、最小回流比:兩條操作線交點落在平衡曲線上,此時需要無限多理論板數(shù)的回流比。11、全塔效率:在一定分離程度下,所需的理論板數(shù)和實際板數(shù)之比。12、單板效率:是氣相或液相通過一層實際板后組成變化與其通過一層理論板后組成變化之比值。二、填空題:1、在精鐳塔的任意一塊理論板上,其離開塔板的液相泡點溫度與離開塔板的氣相露點溫度的大小相比是。相等2、當塔板上時,稱該塔板為理論塔板。 離開的汽相與液相之間達到平衡時3、直接水蒸汽加熱的精飾塔適用于 的場合。難揮發(fā)組分為水,且要求釜液中易揮發(fā)組分濃度很低4、簡單蒸儲過程中,釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度逐漸 ,其沸點則逐漸 。降低,升高5、間歇精飾操作中,若欲保持儲出液組成不變,必須不斷,若保持回流比不變,則儲出液組成 。 增加回流比,不斷下降6、在精微塔設(shè)計中,若、f'Xd、R、D/F相同時,直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱相比,N NT,間 「直XW,間 XW,直」、, o7、總壓、95C溫度下苯與甲苯的飽和蒸汽壓分別為與,則平衡時汽相中苯的摩爾分率為 ,液相中苯的摩爾分率為 ,苯與甲苯的相對揮發(fā)度8、精飾操作的依據(jù)是 。實現(xiàn)精儲操作的必要條件包括和 o 混合液中各組分揮發(fā)度的差異由塔板或填料層所構(gòu)成的若干個接觸級、塔頂有液相回流、塔底有上升氣流。9、精馀塔操作時,保持F、Xf、q、R不變,增加塔底排液量W,試定性畫出變化前、后塔的操作線。

附圖1附圖2附圖3附圖1附圖2附圖310、精儲塔塔頂某理論板上汽相的露點溫度為 U、液相的泡點溫度為t2,塔底某理論板上汽相的露點溫度為t3、液相的泡點溫度為t4,試按從大到小順序?qū)⒁陨?4個溫度排列如下:>ot4t312tl11、簡單蒸鐳的主要特點是 。間歇、不穩(wěn)定、分離程度不高12、測得在精馀塔操作中,離開某塊理論板的兩股物流的組成分別為和,則其中是汽相組成。13、已知在塔頂為全凝器的連續(xù)精儲塔中, 完成一定分離任務(wù)需N塊理論板。現(xiàn)若按下圖流程設(shè)計,則在相同回流比條件下,完成相同的分離任務(wù), 所需理論板數(shù)將為塊。N-1D,XDLxLD,XD14、間歇精儲與連續(xù)精儲不同點在于:前者為非穩(wěn)態(tài),而后為穩(wěn)態(tài)前者只有精微段,沒有提微段。

而后為穩(wěn)態(tài)前者只有精微段,沒有提微段。XF0.4(摩爾分率),用平衡蒸15、某二元理想混合物(相對揮發(fā)度為 3)XF0.4(摩爾分率),用平衡蒸儲方法使50%的物料汽化,則汽相中易揮發(fā)組分的回收率為66%16、精微塔中第n1、n、n+116、精微塔中第n1、n、n+1三塊實際塔板的板效率小于1,與汽相組成yn**相平衡的液相組成為Xn,則Xn____Xn,與液相組成Xn+l相平衡的汽相組成為yn*1,則y;i—yni?和yn—xni。<,>,>17、試比較某精微塔中(從塔頂往下)第n1,n,n1層理論板上參數(shù)的大小,即:y y Tyn-l n,Tn1 Tn,n Xn,Tn tn,Tn n+l?(T一氣相溫度;t—液相溫度) >,<,>,=,<18、對于二元理想溶液,x-y圖上的平衡曲線離對角線越近,說明該物系不容易分離19、在精飾塔設(shè)計中,若xf、xd、R、q、xw相同,則直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱相比,NNt,間 T,直;D D一 一 o > , >F間 F直20、某二元物系的相對揮發(fā)度 a=3,在具有理論板的精儲塔內(nèi)作全回流精馀操作 ,已知x20.3,則y.=____(由塔頂往下數(shù))。21、平衡蒸儲和簡單蒸馀的主要區(qū)別 o前者為穩(wěn)態(tài)過程,后者為非穩(wěn)態(tài)

過程22、精儲塔設(shè)計中,回流比并不總是越大越好,原因是回流比增大,所需理論板數(shù)減少,塔設(shè)備所引起的設(shè)備費降低;但冷凝器、再沸器熱負荷增大,換熱器設(shè)備費及加熱蒸汽、冷卻水所消耗的動力費增大。當費用(設(shè)備費和動力費之和)呈現(xiàn)上升趨勢。為Vkmol/s,其摩爾組成均為yi,相對揮發(fā)度相同且均為常數(shù)。R大到一定值后,總塔頂?shù)谝话迳仙龤庀嗔髀示垖D示的三種冷凝器情況,按從大到小的順序排列回流液濃度XLl,XL2,XL3,以及XD為Vkmol/s,其摩爾組成均為yi,相對揮發(fā)度相同且均為常數(shù)。R大到一定值后,總塔頂?shù)谝话迳仙龤庀嗔髀示垖D示的三種冷凝器情況,按從大到小的順序排列回流液濃度XLl,XL2,XL3,以及XD1,XD2,XD3XL1XL3XL2XD3XXD2D1IV3IV424、在分離要求一定的條件下,當回流比一定時, 狀況進料所需的總理論板數(shù)最少。冷液25、用連續(xù)精馀方法分離雙組分理想混合液,原料中含易揮發(fā)組分,飾出液中含易揮發(fā)組分(以上均為摩爾分率) ,溶液的平均相對揮發(fā)度為,最小回流比為2,則料液的熱狀況參數(shù)q=26、溶液被加熱到鼓起第一個氣泡時的溫度稱為溫度。泡點27、氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時的溫度稱為溫度。露點28、對于二元理想溶液,若輕組分含量越高,則泡點溫度越低29、對于二元理想溶液,若重組分含量越高,則泡點溫度越高30、對于二元理想溶液,相對揮發(fā)度大,說明該物系容易分離31、在相同的外壓及溫度下,沸點越低的物質(zhì)其飽和蒸氣壓越高32、完成一個精儲操作的兩個必要條件是和塔底上升蒸氣。塔頂液相回流33、為完成精馀操作,需要在設(shè)置冷凝器。塔頂34、為完成精鐳操作,需要在設(shè)置再沸器。塔底35、設(shè)計一精飾塔時,回流比選的大,則塔板數(shù)36、精儲操作中,回流比的上限稱為全回流37、精儲操作中,回流比的下限稱為最小回流比38、精儲操作中,全回流時塔頂?shù)漠a(chǎn)品量為零39、精儲操作中,再沸器相當于一塊板。理論板40、用逐板計算法求理論板層數(shù)時,用一次方程就計算出一層理論板。41、42、43、相平衡用圖解法求理論板層數(shù)時,代表一層理論板。?個梯級精儲操作中,當q二時,表示進料中的含量為60%o液相對于正在操作中的精儲塔,若加大操作回流比,則塔頂產(chǎn)品濃度會提高三、單選擇題1、連續(xù)精飾塔設(shè)計時,當采用塔頂全凝器、泡點回流方案時,為完成分離任務(wù)所需理論板數(shù)為N。若采用塔頂分凝器,而回流比和前方案相同時,則完成同樣分離任務(wù)所需理論板數(shù)為N',其相對大小是A、N'>NB、N'=NC、N'VN; D、判斷依據(jù)不足。2、對某雙組分理想物系,當溫度t=80℃時,Pa。106.7kpa,Pbo40kpa,液相摩爾組成TOC\o"1-5"\h\zxa0.4,則與此液相組成相平衡的汽相組成 yA為 。bA、;B、;C、;D、3、恒摩爾流假定主要前提是兩組分的分子汽化潛熱相近,它只適用于理想物系。此話 。BA、對;B、錯;C、無法判斷4、精微段操作線方程為: y=+,這絕不可能。此話 。AA、對;B、錯;C、無法判斷5、某二元混合物,其中A為易揮發(fā)組分,液相組成*=相應(yīng)的泡點為t,與之相平衡的汽相組成y=,相應(yīng)的露點為 T,則:( )oAA、t=TB>t<TC、t>TD不能判斷6、對有恒沸現(xiàn)象的二元體系,用恒沸精儲比萃取精飾好,因為前者能耗小。 BA、對B、錯C、無法判斷7、在常壓下苯的沸點為 80.1℃,環(huán)己烷的沸點為80.73℃,為使這兩組份的混合液能得到分離,可采用哪種分離方法? CA、恒沸精儲 B、普通精儲 C、萃取精偏D、水蒸汽直接加熱精儲8、某二元混合物,汽液相平衡關(guān)系如圖。 ti和t2分別表示圖中 1,2點對應(yīng)的溫度。則ODA、tit2B、tit2C、tit2D、ti與t2大小關(guān)系不能判斷1y1 x o1y1 x o9、精馀塔引入回流,使下降的液流與上升的汽流發(fā)生傳質(zhì),并使上升汽相中的易揮發(fā)組分濃度提高,最恰當?shù)恼f法是由于 。DA、液相中易揮發(fā)組分進入汽相;B、汽相中難揮發(fā)組分進入液相;C、液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時進入汽相,但其中易揮發(fā)組分較多;D、液相中易揮發(fā)組分進入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進入液相的現(xiàn)象同時發(fā)生。10、對于某理想溶液的平衡蒸儲,若維持進料量10、對于某理想溶液的平衡蒸儲,若維持進料量F、物料溫度tF、蒸發(fā)室壓強P不變,而將物料濃度XF物料濃度XF增加,則氣相儲出物組成XD,氣相儲出物量oC、AA、變大B、變小C、不變DA、變大B、變小C、不變D不確定11、精儲塔設(shè)計時,F、XFXDX、V均為定值,將進料熱狀態(tài)從q=l變?yōu)閝>b則設(shè)計所需理論板數(shù)A、多A、多B少C、不變D、判斷依據(jù)不足12、以下說法中不正確的是 。C精飾段操作線方程式是描述精飾段中A、某板下降的液體濃度與下一板上升的蒸汽濃度間的關(guān)系式;B、某板上升的蒸汽濃度與上一板下降的液體濃度之間的關(guān)系式;C、進入某板的氣體與液體的濃度之間的關(guān)系式;D、在相鄰兩板間相遇的汽相與液相濃度之間的關(guān)系式。13、精儲設(shè)計時,若回流比 R增加并不意味產(chǎn)品D減小,精譙操作時也可能有類似情況。此話

A、對;B、錯;C、無法判斷TOC\o"1-5"\h\z14、操作中的精儲塔,若保持F、q、XD、V不變,而增大XF,則R 、\o"CurrentDocument"D oB、AA、變大B 、變小C、不變D不確定15、二元溶液連續(xù)精鐳計算中,進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 oBA、平衡線; B、操作線與q線;C、平衡線與操作線; D、平衡線與q線。16、某精憎塔的設(shè)計任務(wù)為: 原料為F、xf,塔頂為xd,塔底為xw,若塔釜上升蒸汽量V不變,加料熱狀態(tài)由原來的飽和蒸汽改為飽和液體,則所需理論板 Nt oAA、增加B、減少C、不變D、不確定17、精儲分離 2.5的二元理想混合液,已知回流比R=3,塔頂XD二,測得第三層塔板(精儲段)的下降液體濃度為,第二層板下降液體濃度為, 則第三層塔板的汽相單板效率 Emv為oCA、%B、%C、%D、%18、被分離物系最小回流比 Rmin的數(shù)值與18、被分離物系最小回流比 Rmin的數(shù)值與 無關(guān)。DA、被分離物系的汽液平衡關(guān)系;B、塔頂產(chǎn)品組成;C、進料組成和進料狀態(tài); D、塔底產(chǎn)品組成。19、蒸鐳是分離( )混合物的單元操作。 BA、A、氣體;B、液體;C、固體;D、剛體。TOC\o"1-5"\h\z20、蒸鐳是利用各組分的( )不同的特性實現(xiàn)分離的目的。 CA、溶解度; B 、等規(guī)度; C 、揮發(fā)度; D、調(diào)和度。21、在二元混合液中,( )的組分稱為易揮發(fā)組分。 AA、沸點低; B 、沸點高; C 、沸點恒定; D 、沸點變化。22、在二元混合液中,( )的組分稱為難揮發(fā)組分。 BA、沸點低;B、沸點高;C、沸點恒定; D、沸點變化。23、()是保證精飾過程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條件之一。A、液相回流;B、進料;、側(cè)線抽出;D、產(chǎn)品提純。24、在()中溶液部分氣化而產(chǎn)生上升蒸氣,是精偏得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個必不可少條件。CA、冷凝器;B、蒸發(fā)器;、再沸器;、換熱器。25、再沸器的作用是提供一定量的()流。D26、27、28、A、上升物料;B、上升組分;C、上升產(chǎn)品;、上升蒸氣。( )的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流。A、冷凝器;在精鐳塔中,A、浮閥板;在精馀塔中,A、精儲段;29、在精譙塔中,A、精微段;30、的。A、B、蒸發(fā)器;原料液進入的那層板稱為B、噴射板;加料板以上的塔段稱為(B、提儲段;、再沸器;、加料板;、進料段;加料板以下的塔段(包括加料板)稱為(B、提鐳段;、進料段;、換熱器。、分離板。、混合段。、混合段。)是指離開這種板的氣液兩相相互成平衡,而且塔板上的液相組成也可視為均勻浮閥板;、噴射板、理論板;D、分離板。四、判斷題:1、若過熱蒸汽狀態(tài)進料,q線方程的斜率>0;(2、理論板圖解時與下列參數(shù):F,XF,q,R,a,XD,XW無關(guān);()3、連續(xù)精飾塔,塔頂及塔底產(chǎn)品分別為D及W,則提儲段液汽比總是大于1,精儲段液汽比總是小于lo()4、精鐳設(shè)計時,采用相同的塔釜蒸發(fā)量,則冷加料比熱加料需要較少理論板數(shù)。五、問答題:1、試分析精儲過程中回流比大小對操作費與設(shè)備費的影響并說明適宜回流比如何確定。取較小回流比時,為達到一定的分離程度需要的理論板層數(shù)要多,使設(shè)備費高,隨回流比加大,所需理論板數(shù)減少,使設(shè)備費降低,同時操作費增加;但若繼續(xù)加大回流比,則會因塔徑,換熱器的加大,而使設(shè)備費又將上升。操作回流比R應(yīng)盡可能使設(shè)備費與操作費總和為最小,通常取R=(?2)Rmino2、在設(shè)計連續(xù)精儲塔時,欲保持鐳出液組成XD2、在設(shè)計連續(xù)精儲塔時,欲保持鐳出液組成XD和易揮發(fā)組分的收率n不變,試定性判斷分別改變?nèi)缦虏僮鲄?shù)(其它參數(shù)不變)時所需理論板層數(shù)將如何變化:加大回流比R,提高操作壓強P,提高加料溫度t,回流比加大回流比R,提高操作壓強P,提高加料溫度t,回流比R保持不變增加生產(chǎn)能力30%(仍能正常操作)。(1)NTI(1)NTI;(4)不變3、精儲操作時,若F、XF3、精儲操作時,若F、XF、q、R均不變,而將塔頂產(chǎn)品量 D增加,其結(jié)果將導(dǎo)致塔頂組成XD、塔底殘液XW如何變化?試定性分析。XD、XW均下降。理由:由F不變、D理由:由F不變、D增加可知W變??;由F、q、R不變,可知V'R1DqIF隨D增大而增大,因而,提儲段操作線斜率 -L增大而增大,因而,提儲段操作線斜率 -LVWVw1_將變小,提鐳段理論板分離能力VV提iBj,XW1、2),這與理論板數(shù)固定相至于XD的變化情況需用排除法確定, 過程如下:R不變,則精鐳段操作線斜率不變。假設(shè)XD不變或變大,作圖可知,理論板數(shù)均比原工況時的多(見附圖矛盾。所以,1、2),這與理論板數(shù)固定相附圖附圖2附圖4、某板式精儲塔,提儲段n '板上液相濃度為X,n,試在下面yX圖中表示該板下一層板上升的汽相組成y;1。如n'板為理論板,標示出n'板上升蒸汽的組成。如N板為實際板,定性標示出N板上升蒸汽組成。5、簡述簡單蒸馀與精儲的區(qū)別。簡單蒸鐳是一次部分氣化與部分冷凝,而精微則是多次部分氣化與部分冷凝。6、精譙塔的塔頂和塔底為什么要分別設(shè)置冷凝器和再沸器?冷凝器提供液相產(chǎn)品與液相回流,再沸器提供塔內(nèi)上升的蒸氣。7、設(shè)計一精鐳塔時,回流比選取的大小對塔板數(shù)有何影響?回流比越大,達到要求的分離精度所需要的塔板數(shù)越少。8、精鐳操作中,在下限操作時,能否達到所要求的分離精度?為什么?不能,若要達到所要求的分離精度需要有無窮多塊理論板,實際上是不可能的。9、精鐳操作中,在上限操作時對實際生產(chǎn)有無意義?一般在什么情況下采用?在上限操作時,產(chǎn)品量為零,對實際生產(chǎn)無意義,一般在科研、裝置開工期間或緊急停工時采用。TOC\o"1-5"\h\z10、為什么再沸器相當于一塊理論板 ?在再沸器中,物料又一次部分氣化,氣液兩相達到平衡,與理論板的效果相同。11、用逐板計算法求理論板層數(shù)時,為什么用一次相平衡方程就計算出一層理論板 ?使用一次相平衡方程,就意味著物料達到一次氣液平衡, 就相當于越過一塊理論板。12、用圖解法求理論板層數(shù)時,為什么一個梯級代表一層理論板 ?每一個梯級與平衡線相交一次,表示汽、液兩相達到一次平衡,因此代表一層理論板。13、對于正在操作中的精微塔,若改變其操作回流比,對塔頂產(chǎn)品濃度會有何影響 ?回流比越大,塔頂產(chǎn)品濃度越高。14、設(shè)計一精飾塔時,進料量對塔板層數(shù)有無影響?為什么 ?進料量對塔板層數(shù)無影響,影響塔板層數(shù)的因素主要有進料和產(chǎn)品的濃度、進料熱狀況以及回流比。15^用q代表進料熱狀況,說明q=0,q=l,0<q<1時的意義。q=0表示飽和氣相進料,q=l表示飽和液相進料,0Vq<1表示氣液混合進料。16、塔板的作用是什么?塔板的作用是提供氣液接觸的場所。六、計算題:1、(15分)分離苯一甲苯混合液,原料液中含苯(摩爾分率,下同),泡點進料,儲出液中要求含苯,塔頂用分凝器一全凝器流程(如圖) ,測得塔頂回流液中含苯,離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓囊后w含苯,求:(1)操作條件下平均相對揮發(fā)度 ;(2)操作回流比R;(3)最小回流比Rmin0解:解:(1)如圖所不。解:(1)VXD將XD0.95,XL0.88代入得:1)XL0.950.88解之得:2.59(5分)1)0.882.590.79(2)設(shè)離開第一塊理論板的汽相組成為yi,yi0.9071(l)XL11.59 0.79VyiLxLDxDV0.907L0.88D0.95VLD(R1)D即V(R1)DRDRDLRD解之得:1.59(5分)*yF Kp——1(l)XF2.590.5 0.72111.590.5Rmin(5Rmin(5分)lOOkmol,其中甲xd-0.950.7211.04y,xF0.7210.52、(15分)由一層理論板及塔釜組成的常壓連續(xù)回收塔,每小時加入甲醇水溶液醇含量為(摩爾分率,下同),要求塔頂?shù)玫郊状己繛榈蔫D出液。塔頂采用全凝器,泡點醇含量為(摩爾分率,下同)進料,塔內(nèi)只有一層理論板,料液就在這一板上加入,且不用回流。在操作范圍內(nèi),相對揮發(fā)度5.8o試求:(1)釜液組成;(2)儲出液量(kmol/h)oyixd0.6(5分)(5分)XI 0.205(l)yi5.84.80.6LF,VVDL WxwywL Wxwyw——<xi—「VVFFxfDxd一XI D D-WG0,2051000.3-D0.6-WG0,2051000.3-D0.6D D9.50,6DXy/ 5£xw又yw1 (1)xw14.8xw(1)(2)(5分)一E.(_xp——xva)_LQQ_(CL3_xwD-3Q_LQOxw

xdxw0.6xw0.6xw將式2、3代入式1得:,5.8xw將式2、3代入式1得:,5.8xw14.8xw0.630lOOxw解之得:xw0.0914xw0.396(舍去)(2)將xw0.0914代入式3得:D41.01kmol/h(5分)3、(15分)在常壓連續(xù)精儲塔內(nèi)分離苯和甲苯混合液, 混合液的流量為lOOOkmol/h,其中含苯40%,要求塔頂播出液中含苯90%,塔釜殘液中含苯2%(均為摩爾分率)。泡點進料,塔頂冷凝器為全凝器,塔釜間接蒸汽加熱,取回流比為最小回流比的倍。 全塔平均相對揮發(fā)度為。試求:為全凝器,塔釜間接蒸汽加熱,(1)塔頂與塔底產(chǎn)品量D、W;(2)回流比R;(3)從上往下數(shù)的塔內(nèi)第二塊理論板上升氣體組成;(4)若在塔操作中,將進料狀態(tài)改為飽和蒸汽進料,而保持F(2)回流比R;(3)從上往下數(shù)的塔內(nèi)第二塊理論板上升氣體組成;(4)若在塔操作中,將進料狀態(tài)改為飽和蒸汽進料,而保持F、R、D、xf不變,此時能否完成分離任務(wù)?為什么?解:(1)100FxfDxdWxw1000.4D0.9W0.02解:(1)100FxfDxdWxw1000.4D0.9W0.02(3分)D=43.2kmol/h(3分)W=56.8kmol/h{2}泡點進料,XeXF0.4ye 2.50.40.6251Xe11.50.4(3)精偏段操作線方程:yixd0.9(4)F、R、D不變,RminXDye1.5yn1xiy2Ye{2}泡點進料,XeXF0.4ye 2.50.40.6251Xe11.50.4(3)精偏段操作線方程:yixd0.9(4)F、R、D不變,RminXDye1.5yn1xiy2YeXeRmin(T9(T6250.6250.41.5L22RXnXDR1R11.221.83Xn2.830.9 0.65xn2.830.783(3分)0318l)yi2.51.50.90.65xi0.3180.650.7830.3180.827(4分)而進料狀態(tài)由飽和液體改為飽和蒸汽時,_L _,Xw必,又由全,Xw必,又由全VV V塔物料衡算可知,xd塔物料衡算可知,xdo可見不能完成分離任務(wù)。分)40%(摩爾分率)的4、(1540%(摩爾分率)的由一層理論板與塔釜組成的連續(xù)精儲塔,每小時向塔釜加入含甲醇R=3,要求塔頂儲出液甲醇水溶液lOOkmol,R=3,要求塔頂儲出液組成xd=,在操作條件下的平衡關(guān)系為 y0.45x0.55,求:(1)塔釜組成x;解:5、XD(2)每小時能獲得的儲出液量D。(1)yi(15分)組成為XFxd0.84xiY2xwF(XFxw)XDXWyi0.550.45R xiR1y20.550.450.840.550.6440.45XD31 40.6930.840.644 40.450.55— 0.318100(0.40.318) 15.7kmol/h0.840.3180.45的原料以汽液混合狀態(tài)進入精偏塔,其中氣液摩爾比為0.95(以上均為摩爾分率),塔頂易揮發(fā)組分回收率為 95%,回流比(4分)(4分)0.693(3分)(4分)12,塔頂R1.5Rmin,塔釜間接蒸汽加熱,相對揮發(fā)度2.5,試求:(1)原料中汽相和液相組成;(2)列出提儲段操作線方程;解:(1)設(shè)原料中汽相組成為Ye,液相組成為Xe,則Ly2_xx將XF0.45,2.5代入得:yeXel)Xeyelx3e2.5xe11.5xe0.45解之得:Xe0.375ye0.62Q)q一3RminXDye0.950.6yeXe 1.556R0.60.3751.5Rmin 1.5(5分)1.5562.334Q巴Fxf0.950.95年xd0.95-0^450.950.45DxdWxwWxwDxD0.05FxFFxFFxfFxF(5分)LWxw

V,RDqF

(R1)D(q1)F0.05Fxf

(R1)D(q1)FDR—qf(R1)-(q1)F2.3340.45_2 1.473.3340.45(_I)3提飾段操作線方程為:y6、(15分)0.05xf(R1)-(q1)

F0.05 0.4523.3340.45_(1)3L Wxw—x--1.47x0.0193VV0.0193(5分)在一連續(xù)常壓精馀塔中分離某理想混合液,XD0.94,Xw=o已知此塔進料q線方程為在一連續(xù)常壓精馀塔中分離某理想混合液,y6x1.5y,采用回流比為最小回流比的倍, 混合液在本題條件下的相對揮發(fā)度為 2,求:(1)精微段操作線方程。(2)若塔底產(chǎn)品W=150kmol/h,求進料量F和塔頂產(chǎn)品量Do(3)提儲段操作線方程。解:(1)由q線方程QT— 1.5qiqiq1.2,xf0.32x.聯(lián)立方程y——與y6x1.510.50.940.5 2.6350.50.333得0.50.940.5 2.6350.50.333Rxdyqmin yqXq1.2Rmin1.22.6353.1621.2Rmin1.22.6353.162(5(5分)(5分)1.21210.94285.8kmol/h1.2210.94445.8kmol/hy——x0.76x0.226R1R1FDWFxfDxdWxwD=hF=hVR1Dq1F60.944.162LLqFRDqF60.943.162

y_Lxwxw1.507x0.0203 (5分)VV7、(15分)一常壓連續(xù)操作的精飾塔,用來分離苯和甲苯混合物?;旌衔锖侥柗致剩?100Knwl/h流量進入精馀塔,進料狀態(tài)為氣液各占 50%摩爾數(shù),操作回流比為最小回流比的倍;要求塔頂飾出液組成為(苯的摩爾分率,下同),塔底釜液組成為。在操作條件下,苯和甲苯的相對揮發(fā)度為。試求:(1)塔頂和塔底產(chǎn)品量;(2)最小回流比;(3)精飾段操作線方程;(4)提馀段操作線方程。FDW解:(1)由FxfDxdWxwF(xfxw)100(0.60.5)得D 61.11kmol/hxdxw0.950.05WFD10061.11 38.89kmol/h (4分)(2)由題可知:q0.5q線方程為: yq線方程為: yyx1.2平衡線方程為:).5x0.510.51① xy1(l)x②1 1.5x令①二②并化簡得:1.5x21.7X1.20求得q線與平衡線交點:xq0.492,yq0.708(3)R(4)L8、(15分)一連續(xù)精鏘塔,精儲段提儲段求原料液、Rminxdyq0.950.7081.12(5分)1.5RminYnYnyqXq1.51.12RXn0.7080.4921.68XD1.68xn1(R1)(R1)1.68 1i0.627xn 0.354qFRD0.5F1.6861.11v(qLxmf

V1)FWxwD(R1) (0.5152.66Xm113.771.34xm0.017泡點進料。已知操作線方程如下:0.8x0.1721.3x0.018儲出液、釜液組成及回流比。解:由精儲段操作線方y(tǒng)RlxRIxd0.

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