化工原理下册部分题.pdfVIP

1. 某双组分理想物系当温度 t=80 ℃时， P °=106.7kPa ，P °=40kPa ，液相 A B 摩尔组成 x A =0.4 ，试求：⑴ 与此液相组成相平衡的汽相组成 y ；⑵ 相对挥 发度α。 解： （1）xA =(P 总 －PB °) ／(PA °－PB°) ； 0.4=(P 总 －40) ／（106.7 －40） ∴P总 =66.7kPa ； yA=xA ·PA °／P总 =0.4 ×106.7 ／66.7=0.64 （２）α=PA °／PB°=106.7 ／40=2.67 5. 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线 方程分别为 y=0.723x+0.263 和 y=1.25x-0.0188 ，每小时送入塔内 75kmol 的 混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少 （kmol/h ）。 解 : 已知 两 操 作 线 方 程 : y=0.723x+0.263( 精 馏 段 ) y ′=1.25x ′ -0.0188( 提馏段 ) ∴R/(R+1)=0.723 R=2.61 x D / (R+1)=0.263 x D=3.61 ×0.263=0.9494 两操作线交点时 , y=y ′ x=x ′ ∴0.723x+0.263=1.25x-0.0188 x F =0.5347 饱和液体进料 q=1, x F = x =0.5347 提馏段操作线经过点 (x W，x W) ∴y ′=x w =1.25x W－0.0188 x W=0.0752 由全塔物料衡算 F=D+W F x F = D x D + W x W F W D W D =(x —x )/(x －x )F =(0.5347-0.0752)/(0.9494-0.0752) ×75=39.42kmol/h ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=3.61×39.42=142.3kmol/h 6. 已知某精馏塔进料组成 xF=0.5 ，塔顶馏出液组成 xD=0.95 ，平衡关系ｙ＝ 0.8 min ｘ＋0.2 ，试求下列二种情况下的最小回流比 R 。 ⑴ 饱和蒸汽加料； ⑵ 饱 和液体加料。 解： R min = (x D－y q)/(y q － x q ) (1) ； y =0.8 x + 0.2 (2) ； q q y q= qx q/ (q － 1) －x f / (q －1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=xf =0.5 ，由(2) x q = (0.5-0.2)/0.8=0.375 ， R min =(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 ⑵q=1, 由(3) x q =xf =0.5 ，由(2) y q =0.8 ×0.5+0.2=0.6 ， R min= (0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.5 9. 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量 100kmol/h ，加料 组成为 50%, 塔顶产品组成 xD=95％，产量 D=50kmol/h ，回流比 R=2Rmin ，设全塔 均为理论板， 以上组成均为摩尔分率。 相对挥发度α =3。求：1.Rmin( 最小回流比 ) 2. 精馏段和提馏段上升蒸汽量。 3. 列出该情况下的精馏段操作线方程。 解： 1. y= αx/[1+( α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料 q=1, xq = x F = 0.5,