化工原理精餾習(xí)題及答案(參考版)
2025-06-27 04:11本頁面
【正文】 （苯的汽化潛熱rA=93kcal/kg，甲苯的汽化潛熱rB=，苯和甲苯的平均比熱Cp,l= kcal/kg℃，蒸汽的平均比熱Cp,v= kcal/kg℃，該溶液沸點為93℃）。%，%，每小時處理的原料量為8570kg。解：（1）塔頂和塔底的產(chǎn)品量（kmol/h）； F=D+W=100 （1） （2）上述兩式聯(lián)立求解得 W=（2）第一塊塔板下降的液體組成x1為多少； 因塔頂為全凝器， （3）寫出提餾段操作線數(shù)值方程； 則 （4）最小回流比。若已知塔頂與塔底產(chǎn)量比為2/3，試求：（1） 精餾段操作線方程；（2） 提餾段操作線方程。塔頂為泡點回流。 因 xF = ，即xq＜xF＜yq，說明進料的熱狀況為氣液混合進料。說明原料液的熱狀況，并求出q值。 解：（1）由平衡方程及泡點進料時 精餾段操作線方程 再由平衡方程及 得 代入精餾段操作線方程 (2)由當(dāng)泡點進料時，則 7．用一連續(xù)精餾塔分離由組分A、B所組成的理想混合液。 分析：因為出分凝器的冷凝液與未液化的蒸氣成相平衡關(guān)系，故分凝器相當(dāng)一層理論塔板。,操作回流比。原料液為飽和液體，,(以上均為輕組分A的摩爾分?jǐn)?shù))。 解：由 ,代入物料平衡方程 及 聯(lián)立解得 =整理精餾段操作線方程 (a)而相平衡方程 整理成 （b）交替利用(a) (b)兩式逐板計算由 代入(b)得 代入(a)得 代入(b) 整理提餾段操作線方程由 則 y =即 (c)將代入(C) 得 代入（b）得 故包括塔釜在內(nèi)共需3塊理論塔板。 MD,xDW,xWF,xF,q 分析：因題中未給平衡相圖，只可考慮逐板計算法求理論板數(shù)。已知組成為的原料液在泡點溫度下直接加入塔釜內(nèi)，（以上均為輕組分A的摩爾分?jǐn)?shù)），塔頂產(chǎn)品采出率D/F為1:2，塔頂設(shè)全凝器，泡點回流。理想體系以最小回流比操作時，兩操作線與進料方程的交點恰好落在平衡線上，所以只須用任一操作線方程或進料方程與相平衡方程聯(lián)立求解即可。而又須通過才可確定。 解：由精餾段操作線方程 ，得 R = 4； ，得 xD = 將提餾段操作線方程與對角線方程 y = x 聯(lián)立 解得 x = ，即 xw = 將兩操作線方程聯(lián)立 解得 x = 因是泡點進料，q = 1，q線垂直，兩操作線交點的橫坐標(biāo)即是進料濃度， ∴ xF = 4．用一精餾塔分離二元理想混合物，塔頂為全凝器冷凝，泡點溫度下回流，(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，所得塔頂產(chǎn)品組成為０．９５，釜液組成為０．０５．料液的處理量為１００．料液的平均相對揮發(fā)度為３，若進料時蒸氣量占一半，試求： （1）提餾段上升蒸氣量； （2）自塔頂?shù)?層板上升的蒸氣組成。 解：（1）由題知，y1 = xD = ，R = 2 由相平衡方程 ， 得 即 由精餾段操作線方程 則 （2）V = L + D，L/D = R，V =（R + 1）D ∴ V = 350 = 150 kmol/h， L = 250 = 100 kmol/h 3．一連續(xù)精餾塔，泡點進料。求： （1）塔頂?shù)诙K塔板上升的氣相組成； （2）精餾段各板上升蒸氣量V及下降液體量L（以kmol/h表示）。 解：（1） 代入數(shù)據(jù) 解此方程組，得 D = kmol/h，W = kmol/h （2）飽和液體進料時，V = V’，即V = 132 kmol/h，則 L = V – D = 132 – = kmol/h R = L/D = 精餾段操作線方程 2．氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一連續(xù)精餾塔中分離。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一塊理論板后精餾段液相組成變化程度要高于對應(yīng)的氣相組成（即ΔХ﹥ΔY），提餾段則相反。精餾是通過多次的 和 的過程分離混合物。若將含輕組分50%的該物系進行平衡蒸餾分離，控制液化率50%，分離后餾出液輕組分濃度是原料含輕組分濃度的 倍。在混合液中加入第三組
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