精餾作業(yè)答案

1、15、22有錯(cuò)，已改6-3. 甲醇(A)丙醇(B)物系的氣液平衡服從拉烏爾定律。試求： (1)溫度t=80、液相組成x0.5(摩爾分?jǐn)?shù))時(shí)的汽相平衡組成與總壓；(2)總壓為101.33kPa、液相組成x0.4(摩爾分?jǐn)?shù))時(shí)的汽液平衡溫度與汽相組成；(3)液相組成x=0.6、汽相組成y=0.84時(shí)的平衡溫度與總壓。組成均為摩爾分?jǐn)?shù)。用Antoine方程計(jì)算飽和蒸汽壓（kPa）甲醇 丙醇 式中，為溫度，。解：(1) 當(dāng)t=80時(shí)，甲醇 (KPa) 丙醇? (KPa) 又液相組成 所求的總壓 (kPa) 汽相平衡組成 (2)總壓聯(lián)立Antoine方程可解得 汽液平衡溫度，可得：甲醇飽和蒸汽壓 (KP

2、a)丙醇飽和蒸汽壓 (KPa) 汽液組成為 (3)液相組成，汽相組成 ， 聯(lián)立二式可求得 即 即平衡溫度 總壓6-7. 甲醇和丙醇在80時(shí)的飽和蒸氣壓分別為181.1kPa和50.93kPa。甲醇丙醇溶液為理想溶液。試求：(1)80時(shí)甲醇與丙醇的相對揮發(fā)度；(2)在80下汽液兩相平衡時(shí)的液相組成為0.5，試求汽相組成；(3)計(jì)算此時(shí)的汽相總壓。解：(1) 80時(shí)甲醇和丙醇的飽和蒸汽壓分別為KPa，KPa又相對揮發(fā)度 80時(shí)，甲醇和丙醇的相對揮發(fā)度(2)甲醇分壓，丙醇分壓，總壓甲醇分壓 (KPa)丙醇分壓 (KPa) 總壓 (KPa) 汽相組成 6-10. 在一連續(xù)操作的精餾塔中，分離苯甲苯混合

3、液，原料液中苯的組成為0.28(摩爾分?jǐn)?shù))。餾出液組成為0.98(摩爾分?jǐn)?shù))，釜液組成為0.03(摩爾分?jǐn)?shù))。精餾段上升蒸氣的流量為V=1000kmolh，從塔頂進(jìn)入全凝器，冷凝為泡點(diǎn)液體，一部分以回流掖L進(jìn)入塔，剩余部分作為餾出液D采出。若回流比R1.5，試計(jì)算：(1)餾出液流量D與精餾段下降液體流量L；(2)進(jìn)料量F及塔釜釜液采出量W；(3)若進(jìn)料為飽和液體，計(jì)算提餾段下降液體流量L與上升蒸氣流量V；(4)若從塔頂進(jìn)入全凝器的蒸氣溫度為82，計(jì)算塔頂?shù)牟僮鲏毫?。苯與甲苯的飽和蒸氣壓用Antoine方程計(jì)算，其計(jì)算式見例6-2。解： (1)上升的蒸汽，回流比 餾出液流量，精餾段下降流量 (2

4、)又原料液苯組成，餾出液組成，釜液組成 而 進(jìn)料量 () 塔釜釜液采出量 () (3)飽和液體進(jìn)料 提餾段下降液體流量 () 上升蒸汽流量 () (4)當(dāng)時(shí)，依Antonine方程得 可求得A，B在時(shí)的飽和蒸汽且分別為 ( KPa) ( KPa) 塔頂?shù)牟僮鲏簽?( KPa)6-12. 在101.325kPa下連續(xù)操作的精餾塔中分離甲醇水溶液。進(jìn)料流量為100 kmolh，進(jìn)料中甲醇的組成為0.3(摩爾分?jǐn)?shù))，餾出液流量為50kmolh?；亓鞅萊2。甲醇水汽掖相平衡數(shù)據(jù)，見附錄。試求：(1)進(jìn)料液體為40時(shí)進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q值。并計(jì)算精餾段及提餾段的下降液體流量及上升蒸氣流量；(2)若進(jìn)料為汽液

5、混合物，汽液比為7：3，試求q值。解： (1)甲醇的摩爾質(zhì)量，水的摩爾質(zhì)量 進(jìn)料液的摩爾質(zhì)量 () 進(jìn)料流量 () 當(dāng)時(shí)，泡點(diǎn)，故進(jìn)料溫度低于泡點(diǎn)的冷液 又時(shí)， 平均摩爾汽化熱 () 又平均溫度時(shí) ， 平均摩爾熱容 () 進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù) 餾出液流量， 精餾段下降流量 () 提餾段下降流量 () 精餾段上升蒸汽流量 ()提餾段上升蒸汽流量 () (2)汽液比為7:3 又 習(xí)題6-13附圖6-13. 在一常壓下連續(xù)操作的精餾塔中分離某雙組分溶液，該物系的平均相對揮發(fā)度2.92。（1）離開塔頂?shù)诙碚摪宓囊合嘟M成0.75(摩爾分?jǐn)?shù))，試求離開該板的汽相組成；(2)從塔頂?shù)谝焕碚摪暹M(jìn)入第二理論板的液相

6、組成0. 88(摩爾分?jǐn)?shù))，若精餾段的液汽比LV為23，試用進(jìn)、出第二理論板的汽液兩相的物料衡算計(jì)算從下面第三理論板進(jìn)入第二理論板的汽相組成。（如習(xí)題6-13附圖所示)；(3)若為泡點(diǎn)回流，試求塔頂回流比R；(4)試用精餾段操作線方程計(jì)算餾出液組成。解：(1)平均揮發(fā)度，第二理論板的液相組成 離開液板的汽相組成 (2)，由物料衡算可得：代入數(shù)據(jù)可解得：從下面第三理論板進(jìn)入第二理論板的汽相組成 (3) 液氣比 回流比 (4) 回流比 又當(dāng)時(shí)，代入上式可求得餾出液組成6-14. 在一連續(xù)操作的精餾塔中分離某雙組分溶液。進(jìn)料組成為0.3，餾出液組成為0.95，釜液組成為0.04，均為易揮發(fā)組分的摩爾

7、分?jǐn)?shù)。進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q1.2，塔頂液相回流比R2。試寫出本題條件下的精餾段及提餾段操作線方程。解： 依題意得 進(jìn)料組成，餾出液組成，釜液組成，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)，塔頂液相回流比 又精餾段 提餾段 其操作線方程6-15. 某連續(xù)操作的精餾塔，泡點(diǎn)進(jìn)料。已知操作線方程如下 精餾段 y0.8x0.172 提餾段 y1.3x0.018試求塔頂液體回流比R、餾出液組成、塔釜汽相回流比R、釜液組成及進(jìn)料組成。解： 依題意得 精餾段解得 (1) (2) 聯(lián)立(1)，(2)解得 提餾段 解得 (3) (4) 聯(lián)立(3)，(4)解得 泡點(diǎn)進(jìn)料 解得 所求的塔頂回流比 餾出液組成 塔釜汽相回流比 釜液組成進(jìn)料組成6-

8、18. 想用一常壓下連續(xù)操作的精餾塔分離苯的質(zhì)量分敷為0.4的苯甲苯混合液。要求餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.94，釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.06塔頂液相回流比R2，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q1.38，苯甲苯溶液的平均相對揮發(fā)度2.46。試用逐板法計(jì)算理論板數(shù)及加料板位置。解： 依題意得 餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)，釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為，塔頂液相回流比，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)，苯甲苯溶液的平均相對揮發(fā)度 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù) 又相平衡方程 (1) 精餾段操作線方程 (2) 而 提餾段操作方程 (3) 利用上述(1)，(2)，(3)方程按 當(dāng)或時(shí)，按 當(dāng)時(shí)，計(jì)算結(jié)束。 求得下表塔板序號xy塔板序號

9、xy10.8640.9470.3020.51620.7650.88980.2030.38530.6550.82490.1200.25140.5490.750100.06220.14050.4630.6790.0266<Xw60.4010.622 完成分離任務(wù)需10塊理論板，精餾段5塊，在第5與第6塊塔板間進(jìn)料6-22. 用常壓下操作的連續(xù)精餾塔分離苯甲苯混合液。進(jìn)料中含苯0.4摩爾分?jǐn)?shù)，要求餾出液含苯0.97摩爾分?jǐn)?shù)。苯甲苯溶液的平均相對揮發(fā)度為2.46。試計(jì)算下列兩種進(jìn)料熱狀態(tài)下的最小回流比：(1)冷液進(jìn)料，其進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q1.38；(2)進(jìn)料為汽液混合物，汽液比為3：4。解： 依題意得：，(1) 冷液進(jìn)料，q1.38時(shí) (1) (2) 聯(lián)立(1)，(2)可求得， 最小回流比(2) 汽液混合物進(jìn)料，汽液比為3:4即 (3) (4) 聯(lián)立(3)，(4)可求得， 6-24. 分離乙醇異丁醇混合液（理想溶液，平均相對