分离工程习解答.docVIP

［例2-3］?? 求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa压力下的泡点温度。B. 露点温度 ??a.?解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p－T－K 图（见图 2-1）。???假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa，查图求 K i ， ?????????组分??? xi??????Ki??????yi=Kixi?????????正丁烷? 0.15 ???2.5??? 0.375?????????正戊烷? 0.40 ???0.76 ??0.304?????????正已烷? 0.45 ???0.28 ??0.126 ?????????说明所设温度偏低,选正丁烷为KG ,。查p-t-k图t为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得 ?????? ?故泡点温度为 58.7℃。 解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa，查图求 K i ， ?????????组分??? xi??????Ki??????yi/Ki=xi?????????正丁烷? 0.15 ???4.2??? 0.036?????????正戊烷? 0.40 ???1.6 ??0.25?????????正已烷? 0.45 ???0.65 ??0.692 ?????? 选正戊烷为参考组分，则 由,查图2-1a得t=78℃ K1=4，K2=1.56， K3=0.6， 故混合物在78℃。 ［例2-7］ 进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。 ???解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的 T 和 p ，从 p - T - K 图查 K i ，再采用上述顺序解法求解。 ???(1)核实闪蒸温度???假设 50℃为进料泡点温度，则?????? ???假设 50℃为进料的露点温度，则?????????说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 ???(2)求 Ψ ，令 Ψ 1 =0.1(最不利的初值) ?????????????=0.8785???因 f (0.1)0，应增大Ψ 值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程: ????????? ???计算 R - R 方程导数公式为： ?????? ???????????? ???当 Ψ 1 =0.1时, ?????? ???由(2-62): ?????? ???以下计算依此类推，迭代的中间结果列表如下： 迭代次数 Ψ f ( Ψ ) df ( Ψ )/ d ( Ψ ) 1 2 3 4 0.1 0.29 0.46 0.51 0.8785 0.329 0.066 0.00173 4.631 1.891 1.32 — ???f (Ψ4)数值已达到 p - T - K 图的精确度。 ???(3)用式(2-57)计算 x i ，用式(2-58)计算 y i ?????? ?????? ???由类似计算得: x 2 =0.0583, y 2 =0.1400 ???x 3 =0.1670, y 3 =0.1336 ???x 4 =0.6998, y 4 =0.2099 ???(4) 求 V ， L ??????kmol/h ??????kmol/h ???(5)核实 和 ??????， ???因 Ψ 值不能再精确，故结果已满意。 一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。 解1：因为各组分都是烷烃，所以汽、液相均可以看成理想溶液，值只取决于温度和压力。可使用烃类的P-T-K图。 ⑴泡点压力的计算：75348 假设P=2.0MPa，因T=25℃，查图求 组分i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 8.5 1.8 0.57 0.26 0.425 0.18 0.171 0.143 0.919 =0.919＜1，说明所设压力偏高，重设P=1.8MPa 组分i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 9.4 1.95 0.62 0.28 0.47 0.195 0.186 0