化工原理試題及答案-資料下載頁
2025-06-07 16:48本頁面
【正文】 5在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進(jìn)料量為1000kmol/h，（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于90%，泡點(diǎn)進(jìn)料，泡點(diǎn)回流。已知a=。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw；（2）最小回流比；（3）精餾段操作線方程；（4）提餾段操作線方程；（5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？（6）若改用飽和蒸汽進(jìn)料，仍用（4）中所用回流比，所需理論板數(shù)為多少？解：（1）塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw； 由 ，得： W=F D=1000400=600kmol/h又由物料衡算 得 （2）最小回流比； 泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1, (3) 精餾段操作線方程； (4) 提餾段操作線方程； 則 （5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成 由操作線方程 得 （6）若改用飽和蒸汽進(jìn)料，仍用（4）中所用回流比，所需理論板數(shù)又為多少。飽和蒸氣進(jìn)料， q=0，由 得 因 ， 故 6 用一連續(xù)精餾塔分離苯甲苯混合溶液，（以上均為摩爾分率）。原料液為氣液混合進(jìn)料，其中蒸汽占1/3（摩爾數(shù)比）。，回流比為最小回流比的2倍，試求：（1） 原料液中汽相及液相的組成；（2） 最小回流比；（3） 若塔頂采用全凝器，求從塔頂往下數(shù)第二快理論板下降的液體組成。解：（1）設(shè)原料液液相組成為，汽相組成為（均為摩爾分率）則 （1） （2）聯(lián)立（1）式和（2）式，可得： （2） 因 q=2/3， （3） （4） 聯(lián)立（3）和（4） 可得： 所以 （3）精餾段操作線方程為 R=2= 則 由 得 7有某平均相對揮發(fā)度為3的理想溶液，其中易揮發(fā)組分的組成為60%（摩爾百分率，以下同），于泡點(diǎn)下送入精餾塔中，要求餾出液中易揮發(fā)組分組成不小于90%，殘液中易揮發(fā)組分組成不大于2%，試用計(jì)算方法求以下各項(xiàng)：（1） 每獲得餾出液時原料液用量；（2） ，它相當(dāng)于最小回流比的若干倍；（3） ，精餾段需若干層理論板；（4） 假設(shè)料液加到板上后，加料板上溶液的組成不變，求上升到加料板上蒸汽相的組成。解 （1） 原料液用量依題意知餾出液量，在全塔范圍內(nèi)列總物料及易揮發(fā)組分的衡算，得： 或 由上二式解得，收集的餾出液需用原料液量為： （2） 回流比為最小回流比的倍數(shù)以相對揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系為： 當(dāng)時，與之平衡的氣相組成為： 由于是泡點(diǎn)進(jìn)料，在最小回流比下的操作線斜率為： 因此解得 故操作回流比為最小回流比的倍（3） 精餾段理論板數(shù)當(dāng)回流比，相對揮發(fā)度為3時，精餾段的平衡關(guān)系為式所示，操作線為： 由于采用全凝器，故，將此值代入式解得。然后再利用式算出，又利用式算出，直至算出的等于或小于為止。茲將計(jì)算結(jié)果列于本例附表中。板的序號氣相組成液相組成12 （4） 上升到加料板的蒸汽相組成提餾段操作線方程為： 由于泡點(diǎn)進(jìn)料，故。又 及 將以上數(shù)據(jù)代入提餾段操作線方程：由題意知，料液加到板上后，故上升到加料板的蒸汽相組成為：8用常壓精餾塔分離某二元混合物，其平均相對揮發(fā)度為a=2，原料液量F=10kmol/h，飽和蒸氣進(jìn)料，進(jìn)料濃度xF=（摩爾分率，下同），餾出液濃度xD=，易揮發(fā)組份的回收率為90%，回流比R=2Rmin，塔頂為全凝器，塔底為間接蒸氣加熱，求：（1）餾出液量及釜?dú)堃航M成？（2）從第一塊塔板下降的液體組成x1為多少？（3）最小回流比？（4）精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h？（5）提餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h？解：（1）餾出液量及釜?dú)堃航M成； F=D+W W=FD=105=5kmol/h （2）從第一塊塔板下降的液體組成x1； 塔頂為全凝器， 故 ， （3）最小回流比； 飽和蒸氣進(jìn)料 q=0， 由 得 ， （4）精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h； V=（R+1）D=（2 + 1）5=（5）提餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h。 V180。=V（q1）F==
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