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文檔簡介
1、第一部分填空題1. 分離過程是(混合過程 )的逆過程,因此需加入(分離劑)來達到分 離目的。2. 汽液相平衡是處理(氣液傳質(zhì)分離)過程的基礎(chǔ)。相平衡的條件是(所 有相中溫度壓力相等,每一組分的化學(xué)位相等)。3. 萃取精餾塔在萃取劑加入口以上需設(shè)(萃取劑回收段)。4. 吸收因子為(A L ),其值可反應(yīng)吸收過程的(難易程度)。mV5. 吸收劑的再生常采用的是(用蒸汽或惰性氣體的蒸出塔),(用再沸器的蒸出塔),(用蒸餾塔 )。6. 精餾塔計算中每塊板由于(組成)改變而引起的溫度變化,可用(泡露點方程)確定。7. 在塔頂和塔釜同時出現(xiàn)的組分為(分配組分)。8. 解吸收因子定義為(S= m V/L )
2、。9. 吸收過程主要在(塔頂釜兩塊板)完成的。10. 吸收有(1)個關(guān)鍵組分,這是因為(單向傳質(zhì))的緣故。精餾有(2)個關(guān)鍵組分,這是由于(雙向傳質(zhì))的緣故。11. 恒沸劑的沸點應(yīng)顯著比原溶液沸點(大 10K )以上。12. 吸收過程只有在(貧氣吸收)的條件下,才能視為恒摩爾流。13. 采用液相進料的萃取精餾時,要使萃取劑的濃度在全塔內(nèi)為一恒定值, 所以在(進料時補加一定的萃取劑)。14. 要提高萃取劑的選擇性,可(增大)萃取劑的濃度。15. 吸收過程發(fā)生的條件為(Pi>P,yi>yi* )。16. 對窄沸程的精餾過程,其各板的溫度變化由(組成的改變)決定,故可 由(相平衡方程)計
3、算各板的溫度。17. 常見復(fù)雜分離塔流程有(多股進料),(側(cè)線采出),(設(shè)中間冷凝或中間再沸器)。18. 設(shè)置復(fù)雜塔的目的是為了(減少塔數(shù)目,節(jié)省能量)。19. 通過精餾多級平衡過程的計算,可以決定完成一定分離任務(wù)所需的(理 論板數(shù)),為表示塔實際傳質(zhì)效率的大小,則用(級效率)加以考慮。20. 為表示塔傳質(zhì)效率的大小,可用(級效率)表示。21. 對多組分物系的分離,應(yīng)將(分離要求高)或(最困難)的組分最后22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.分離。
4、在相同的組成下,分離成純組分時所需的功(大于)分離成兩個非純組 分時所需的功。分離過程分為(機械分離)和(傳質(zhì)分離)兩大類。傳質(zhì)分離過程分為(平衡分離過程)和(速率控制過程)兩大類。分離劑可以是( 能量)和( 物質(zhì))。機械分離過程是( 過濾、離心分離)。吸收、萃取、膜分離。滲透。 速率分離的過程是過濾、離心分離、吸收、萃取、(膜分離、滲透)。平穩(wěn)分離的過程是過濾、離心分離、()。膜分離。滲透。氣液平相衡常數(shù)定義為(氣相組成和液相組成的比值)。理想氣體的平穩(wěn)常數(shù)與(組成)無關(guān)。低壓下二元非理想農(nóng)液的對揮發(fā)度a 12等于(丫 1P10/ 丫 2P20 )氣液兩相處于平衡時,(化學(xué)位)相等。在多組分
5、精餾中塔頂溫度是由(露點)方程求定的。泡點溫度計算時若刀Kixi>1,溫度應(yīng)調(diào)(小 )泡點壓力計算時若刀Kixi>1,壓力應(yīng)調(diào)(大 ) 在多組分精餾中塔底溫度是由(泡點)方程求定的。關(guān)鍵組分的相揮發(fā)度越大,精餾過程所需的最少理論板數(shù)(越少)。分離要求越高,精餾過程所需的最少理論板數(shù)(越多)。進料中易揮發(fā)含量越大,精餾過程所需的最少理論板數(shù)(不變)。在萃取精餾中所選的萃取劑希望與塔頂餾出組份形成具有(正)偏差 的非理想溶液。萃取精餾塔中,萃取劑是從塔(底)出來。恒沸劑與組分形成最低溫度的恒沸物時,恒沸劑從塔(頂)出來。吸收中平衡常數(shù)大的組分是(難)吸收組分。吸收中平衡常數(shù)小的組分是(
6、易)吸收組分。吸收因子越大對吸收越(有利)溫度越高對吸收越(不利) 壓力越咼對吸收越(有利 )。吸收因子A (反比 )于平衡常數(shù)。吸收因子A (正比)于吸收劑用量L。吸收因子A (正比)于液氣比。從節(jié)能的角度分析難分離的組分應(yīng)放在(最后)分離。從節(jié)能的角度分析分離要求咼的組分應(yīng)放在(最后)分離53.從節(jié)能的角度分析進料中含量高的組分應(yīng)(先)分離第二部分選擇題C1. 計算溶液泡點時,若KiXi 1 0,則說明(C )i 1a. 溫度偏低b.正好泡點c.溫度偏高2. 計算溶液露點時,若/Ki 1 0,則說明(C)a. 溫度偏低b.正好泡點c.溫度偏高3. 吸收操作中,若要提高關(guān)鍵組分的相對吸收率應(yīng)
7、采用措施是()a提高壓力b.升高溫度c.增加液汽比d.增加塔板數(shù)4. 多組分吸收過程采用圖解梯級法的依據(jù)是()a. 恒溫操作b.恒摩爾流c.貧氣吸收5. 當萃取塔塔頂產(chǎn)品不合格時,可采用下列方法來調(diào)節(jié)( B)a加大回流比b.加大萃取劑用量c.增加進料量6. 液相進料的萃取精餾過程,應(yīng)該從何處加萃取劑(C )a精餾段b.提餾段c.精餾段和進料處d.提餾段和進料板7. 簡單精餾塔是指(C )a. 設(shè)有中間再沸或中間冷凝換熱設(shè)備的分離裝置b. 有多股進料的分離裝置c. 僅有一股進料且無側(cè)線出料和中間換熱設(shè)備8. 分離最小功是指下面的過程中所消耗的功( B )a.實際過程b.可逆過程9. 下列哪一個是
8、機械分離過程(D )a蒸餾b.吸收 c.膜分離d.離心分離10. 下列哪一個是速率分離過程(C)a蒸餾b.吸收 c.膜分離d.離心分離11. 下列哪一個是平衡分離過程(A)a蒸餾 b. c.膜分離d.離心分離12. 溶液的蒸氣壓大?。˙ )a只與溫度有關(guān)b.不僅與溫度有關(guān),還與各組分的濃度有關(guān)c.不僅與溫度和各組分的濃度有關(guān),還與溶液的數(shù)量有關(guān)13. 對兩個不同純物質(zhì)來說,在同一溫度壓力條件下汽液相平衡K值越大,說明該物質(zhì)費點(A)a.越低b.越高c.不一定高,也不一定低14. 汽液相平衡K值越大,說明該組分越(A )a易揮發(fā)b.難揮發(fā)c.沸點高d.蒸汽壓小15. 氣液兩相處于平衡時( C)a
9、兩相間組份的濃度相等b.只是兩相溫度相等c.兩相間各組份的化學(xué)位相等d.相間不發(fā)生傳質(zhì)16. 當把一個常人溶液加熱時,開始產(chǎn)生氣泡的點叫作( C)a露點b.臨界點c.泡點d.熔點17. 當把一個氣相冷凝時,開始產(chǎn)生液滴的點叫作(A )a露點b.臨界點c.泡點d.熔點18. 當物系處于泡、露點之間時,體系處于( D)a. 飽和液相b.過熱蒸汽c.飽和蒸汽d.氣液兩相19. 系統(tǒng)溫度大于露點時,體系處于(B )a. 飽和液相b.過熱氣相c.飽和氣相d.氣液兩相20. 系統(tǒng)溫度小于泡點時,體系處于( B)a.飽和液相b.冷液體c.飽和氣相d.氣液兩相21. 閃蒸是單級蒸餾過程,所能達到的分離程度(B
10、 )a很高b.較低c.只是冷凝過程,無分離作用d.只是氣化過程,無分離作用22. A、B兩組份的相對揮發(fā)度a AB越?。˙ )a.A、B兩組份越容易分離b.A、B兩組分越難分離c. A、B兩組分的分離難易與越多d. 原料中含輕組分越多,所需的越少23. 當蒸餾塔的產(chǎn)品不合格時,可以考慮( D )a.提高進料量b.降低回流比c.提高塔壓d.提高回流比24. 當蒸餾塔的在全回流操作時,下列哪一描述不正確(D )a. 所需理論板數(shù)最小b.不進料c.不出產(chǎn)品d.熱力學(xué)效率高b. 恒摩爾流不太適合d.是蒸餾過程25. 吉利蘭關(guān)聯(lián)圖,關(guān)聯(lián)了四個物理量之間的關(guān)系,下列哪個不是其中之一(D )a.最小理論板數(shù)
11、b.最小回流比c.理論版d.壓力26. 下列關(guān)于簡捷法的描述那一個不正確(D )a.計算簡便b.可為精確計算提供初值c.所需物性數(shù)據(jù)少d.計算結(jié)果準確27. 關(guān)于萃取精餾塔的下列描述中,那一個不正確(B )a.氣液負荷不均,液相負荷大b.回流比提高產(chǎn)品純度提高c. 恒摩爾流不太適合d.是蒸餾過程28. 當萃取精餾塔的進料是飽和氣相對( C )a.萃取利從塔的中部進入b.塔頂?shù)谝话寮尤隿.塔項幾塊板以下進入d.進料位置不重要29. 萃取塔的汽、液相最大的負荷處應(yīng)在( A)a塔的底部b.塔的中部c.塔的項部30. 對一個恒沸精餾過程,從塔內(nèi)分出的最低溫度的恒沸物(B)a.定是做為塔底產(chǎn)品得到b.一
12、定是為塔頂產(chǎn)品得到c.可能是塔項產(chǎn)品,也可能是塔底產(chǎn)品 d.視具體情況而變31. 吸收塔的汽、液相最大負荷處應(yīng)在(A )a塔的底部b.塔的中商c.塔的頂部32. 下列哪一個不是吸收的有利條件(A)a.提高溫度b.提高吸收劑用量c.提高壓力d.減少處理的氣體量33. 下列哪一個不是影響吸收因子的物理量(D)a溫度b.吸收劑用量c.壓力d.氣體濃度34. 平均吸收因子法(C)a.假設(shè)全塔的溫度相等b.假設(shè)全塔的壓力相等c.假設(shè)各板的吸收因子相等35. 當體系的yi-yi*>0時(B)a.發(fā)生解吸過程b.發(fā)生吸收過程c.發(fā)生精餾過程d.沒有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移36. 當體系的yi-yi*=O時(D )
13、a.發(fā)生解吸過程b.發(fā)生吸收過程c.發(fā)生精餾過程d.沒有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移第三部分名詞解釋1. 分離過程:將一股式多股原料分成組成不同的兩種或多種產(chǎn)品的過程。2. 機械分離過程:原料本身兩相以上,所組成的混合物,簡單地將其各相加以 分離的過程。3. 傳質(zhì)分離過程:傳質(zhì)分離過程用于均相混合物的分離,其特點是有質(zhì)量傳遞 現(xiàn)象發(fā)生。按所依據(jù)的物理化學(xué)原理不同,工業(yè)上常用的分離過程又分為平 衡分離過程和速率分離過程兩類。4. 相平衡:混合物或溶液形成若干相,這些相保持著物理平衡而共存的狀態(tài)。從熱力學(xué)上看,整個物系的自由焓處于最小狀態(tài),從動力學(xué)看,相間無物質(zhì) 的靜的傳遞。5. 相對揮發(fā)度:兩組分平衡常數(shù)的比值
14、叫這兩個組分的相對揮發(fā)度。6. 泡點溫度:當把一個液相加熱時,開始產(chǎn)生氣泡時的溫度。7. 露點溫度:當把一個氣體冷卻時,開始產(chǎn)生氣泡時的溫度。8. 氣化率:氣化過程的氣化量與進料量的比值。9. 冷凝率:冷凝過程的冷凝量與進料量的比。10. 回流比:回流的液的相量與塔頂產(chǎn)品量的比值。11. 精餾過程:將揮發(fā)度不同的組分所組成的混合物, 在精餾塔中同時多次地部 分氣化和部分冷凝,使其分離成幾乎純態(tài)組成的過程。12. 全塔效率:理論板數(shù)與實際板數(shù)的比值。13. 精餾的最小回流比:精餾時有一個回流比下,完成給定的分離任務(wù)所需的理論板數(shù)無窮多,回流比小于這個回流比,無論多少塊板都不能完成給定的 分離任務(wù)
15、,這個回流比就是最小的回流比。實際回流比大于最小回流比。14. 理論板:離開板的氣液兩相處于平衡的板叫做理論板。15. 萃取劑的選擇性:加溶劑時的相對揮發(fā)度與未加溶劑時的相對揮發(fā)度的比 值。16. 萃取精餾:向相對揮發(fā)度接近于1或等于1的體系,加入第三組分P,P體 系中任何組分形成恒沸物,從塔底出來的精餾過程。17. 共沸精餾:向相對揮發(fā)度接近于1或等于1的體系,加入第三組分P,P體 系中某個或某幾個組分形成恒沸物,從塔頂出來的精餾過程。18. 吸收過程:按混合物中各組份溶液度的差異分離混合物的過程叫吸收過程。19. 吸收因子:操作線的斜率(L/V )與平衡線的斜率(KI)的比值。20. 絕對
16、吸收率:被吸收的組分的量占進料中的量的分率。21. 膜的定義:廣義上定義為兩相之間不連續(xù)的區(qū)間。22. 半透膜:能夠讓溶液中的一種或幾種組分通過而其他組分不能通過的這種選 擇性膜叫半透膜。23. 滲透:當用半透膜隔開沒濃度的溶液時,純?nèi)軇┩ㄟ^膜向低高濃度溶液流動 的現(xiàn)象叫滲透。24. 反滲透:當用半透膜隔開不同濃度的溶液時, 純?nèi)軇┩ㄟ^膜向低濃度溶液流動的現(xiàn)象叫反滲透第四部分問答題1. 已知A ,B二組分的恒壓相圖如下圖所示,現(xiàn)有一溫度為TO原料經(jīng)加熱后出 口溫度為T4過加器前后壓力看作不變。試說明該原料在通過加熱器的過程中,各相應(yīng)溫度處的相態(tài)和組成變化的情況?tO過冷液體,組成等于XFt1飽
17、和液體,組成等于XFt2氣夜兩相,y>xF >xt3飽和氣體,組成等于XFt4過熱氣體,組成等于XF2. 簡述絕熱閃蒸過程的特點。絕熱閃蒸過程是等焓過程,節(jié)流后壓力降低,所以會有汽化現(xiàn)象發(fā)生,汽化 要吸收熱量,由于是絕熱過程,只能吸收本身的熱量,因此,體系的漫度降 低。3.圖中A塔的操作壓力量對比20atm,塔底產(chǎn)品經(jīng)節(jié)流閥后很快進入 B塔。B塔的操作壓力 為10atm,試問:a. 液體經(jīng)節(jié)流后會發(fā)生哪些變化?b. 如果B塔的操作壓力為5atm時,會與 在某些方面10atm下的情況有何不同?(1) 經(jīng)節(jié)流后有氣相產(chǎn)生,由于氣化要吸 收自身的熱量,系統(tǒng)溫度將降低。(2) B塔的操作壓
18、力為5atm時比操作壓力為10atm時氣化率大,溫度下降幅度也大4. 簡述精餾過程最小回流時的特點最小回流比是餾的極限情況之一,此時,未完成給定的分離任務(wù),所需要理 論經(jīng)板數(shù)無窮多,如果回流比小于最小回流比,則無論多少理論板數(shù)也不能 完成給定的分離任務(wù)。5. 簡述精餾過程全回流的特點。全回流是精餾的極限情況之一。 全回流所需的理論板數(shù)最少。 此時,不進料, 不出產(chǎn)品。6. 簡述捷法的特點。簡捷法是通過N、Nm、R、Rm四者的關(guān)系計算理論的板數(shù)的近似計算法,其 計算簡便,不需太多物性數(shù)據(jù),當要求計算精度高時,不失為一種快捷的方 法,也可為精確計算提供初值。7. 簡述萃取塔操作要注意的事項。a.
19、氣液相負荷不均,液相負荷遠大于氣相負荷;b. 塔料的溫度要嚴控制;c. 回流比不能隨意調(diào)整。8. V萃取精餾塔如果不設(shè)回收段,把萃劑與塔頂回流同時都從塔頂打入塔內(nèi), 將會產(chǎn)生什么后果,為什么?在萃取精餾中不設(shè)回收段,將會使入塔頂?shù)妮腿┑貌坏交厥眨敭a(chǎn)品夾 帶萃取劑,從而影響產(chǎn)品的純度,使塔頂?shù)貌坏郊儍舻漠a(chǎn)品。9. 根據(jù)題給的X-Y相圖,回答以下問題:a. 該系統(tǒng)在未回萃取劑P時是正偏差是負偏差系統(tǒng)?有最高還是最低溫度的 恒沸物?b. 回入萃取劑之后在精餾段和提餾段利還是利?a. 該系統(tǒng)在未加萃劑P時是正偏差系統(tǒng),有最低溫度的恒沸物。b. 加入萃取劑之后在精餾段有利,固原來有恒沸物,P加入之
20、后恒沸物消失;在提餾段是不利,因P加入之后體系中組分的相對揮發(fā)度降低。10. 從熱力學(xué)角度簡述萃取劑的選擇原則。萃取應(yīng)能使的體系的相對揮發(fā)度提高,即與塔組分形成正偏差,與塔組分形 成負偏差或者理想溶液。11. 工藝角度簡述萃劑的選擇原則。a. 容易再生,即不起化學(xué)反應(yīng)、不形成恒沸物、P沸點高;b. 適宜的物性,互 溶度大、穩(wěn)定性好;c. 價格低廉,來源豐富。12. 說出4種恒沸劑的回收方尖。a.冷疑分層;b.過冷分層;c.變壓精餾d.萃取(5)鹽析13. 說出4種恒沸劑的回收方法。14. 恒沸精餾中,恒沸劑用量不能隨便調(diào)整?為什么?因恒沸劑用量與塔的產(chǎn)品純度有關(guān),多或少都不能得到所希望的目的產(chǎn)
21、物。15. 吸收的有利條件是什么?低溫、高壓、高的氣相濃度、低的液相濃度、高的用量、低的氣相量。16. 試分板吸收因子對吸收過程的影響吸收因子A=L/ (VKi ),吸收因子越大對吸收有利,所需的理論板數(shù)越少, 反之亦然。17. 用平均吸收因子法計算理論板數(shù)時,分別采用L0/V N+1(L0:吸收劑用量,VN+1原料氣用量)和L平/v平,來進行計算吸收因子A。試分析求得的理論板 數(shù)哪個大,為什因為耳所以心心;占十缶浮所以洱氣何£所以互 雖因加=2.丄張q7叫所A因此馮NL0/VN+1比L平/V平小,故用L平/V平計算的A大,所需的理論板數(shù)小。18. 在吸收過程中,若關(guān)鍵組分在操作條件
22、下的吸收因子A小于設(shè)計吸收率,將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?此時,吸收塔無論有多少塊理論板也完不成給定的分離任務(wù),只能達到小于等于A的吸收率。正常操作時,A應(yīng)大于吸收率 異丁烷止烷戊烷摩爾%253045a值1.241.000.34由于正丁烷和異丁烷是體系中最難分19. V有一烴類混合物送入精餾裝置進行 分離,進料組成和相對揮發(fā)度a值如下, 現(xiàn)有A、B兩種方案可供選擇,你認為 哪種方案合理?為什么?的組份,應(yīng)放在最后分離;進料中戊烷含量高,應(yīng)盡早分出。所以方案B是合理的。20. 在吸收過程中塔中每級汽、液流量為什么不能視為恒摩爾流吸收為單相傳質(zhì)過程吸收劑吸收了氣體中的溶質(zhì)而流量在下降過程中不斷增加氣體的流量
23、相應(yīng)的減少因此氣液相流量在塔內(nèi)都不能視為恒定第五部分計算題1. 以烴類蒸汽混合物含有甲烷 a.5%,乙烷b.10%,丙烷c.30%及異丁烷d.55%。 試求混合物在25T時的露點壓力與泡點壓力,并確定在t=25C, p=1MPa大氣壓時的氣相分率。解:a.求混合物在25C時的露點壓力設(shè) p=1MPa=101.3kPa,由 t=25C查圖 2-1a得:Ki=165, K2=27, K3=8.1, K4=3.2yi0.05 0.10 0.30 0.55 門” dXj-0.2129 1Ki 165 278.13.2選異丁烷為參考組分,則K4 KgXi 3.2 0.2129 0.6813由 K40.6
24、813和 t=25C查圖 2-1a得 p=650kPa:K1 =28, K2=5.35, K3=1.7, K4=0.681y0.050.100.300.55 “c dX 1.003 1Ki285.351.70.681故混合物在25r時的露點壓力為650kPa。b.求混合物在25E時的泡點壓力設(shè) p=1MPa=101.3kPa 由 t=25C查圖 2-1a得:K1=165, K2=27,K3=8.1, K4=3.2yiKixi 165 0.05 27 0.10 8.1 0.30 3.2 0.55 15.14 1選異丁烷為參考組分,則K4 生0.2114yi 15.14由 K40.2114和 t=
25、25°c查圖 2-1a得 p=2800kPa:K1 =6.1, K2=1.37, K3=0.44, K4=0.2114y 氏x 6.1 0.05 1.37 0.10 0.44 Q30 021140.55 069031K4Kgyi0.21140.69030.306由 K4 0.306 和 t=25C查圖 2-1a得 p=1550kPa:K1=11.0, K2=2.2, K3=0.70, K4=0.306yiKixi11.0 0.05 2.2 0.10 0.7 0.30 0.306 0.55 1.148 1K4Kgyi0.3061.1480.27由 K4 0.27和 t=25C查圖 2-
26、1a得 p=1800kPa:K1=9.6, K2=1.9,K3=0.62, K4=0.27yiKixi 9.6 0.05 1.9 0.10 0.62 0.30 0.27 0.55 1.004 1則混合物在25C時的泡點壓力為1800kPa。c. t=25C, p=1MPa=101.3kPaK1=165, K2=27,K3=8.1,K4=3.2Zi0.050.100.300.550.2129 1Ki165278.13.2KiZi1650.0527 0.10 8.10.30 3.2 0.55 15.14 1故在t=25C, p=1MPa大氣壓時的氣相分率等于 1。2. 已知第一脫甲烷塔的進料組成及
27、操作條件下各組分的相平衡常數(shù)如下表所示,要求甲烷的蒸出率為98%,乙烯的回收率為96%,試分別按清晰分割和 不清晰分割方法計算餾出液和釜液的組成,并比較兩種計算結(jié)果。序號1234567組分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4XiF/摩爾%33.85.833.225.70.500.200.70Ki/1.70.280.180.0330.0220.004解:取lOOKmol進料為基準,選取甲烷為輕關(guān)鍵組分,乙烯為重關(guān)鍵組分。按清晰分割的概念,組分1為輕組分,全部從塔頂餾出液在采出,組分4、5、& 7為重組分,全部從塔釜液中采出。由于甲烷的蒸出率為98%D2 5.8 0.98 5.6
28、84Kmol ; B2 5.8 5.684 0.116Kmol乙烯的回收率為96%B333.2 0.9631.872Kmol . D333.2 31.872 1.328KmolD DiD2 D3 33.8 5.684 1.328 40.812KmolB F D 100 40.812 59.188Kmol、7或 BBi0.116 31.872 25.7 0.50 0.30 0.70 59.188KmolX1DD133.80.828X2DD25.6840.139D40.812D40.812X3DD31.3280.033D40.812X2BB20.1160.002B331.8720.538B59.1
29、88X3BB59.188B425.700.434X5BB50.500.008X4BB59.188B59.188X6BB60.300.005X7BB70.700.012B59.188B59.188將計算結(jié)果列表如下:組分zXiDXiBDiBiH20.3380.828/33.8CH40.580.1390.0025.6840.116C2H40.3320.0330.5381.32831.872C2H60.257/0.434/25.70C3H60.005/0.008/0.50C3H80.003/0.005/0.30C40.007/0.012/0.701.0001.0001.00040.81259.188
30、3. 要求在常壓下分離環(huán)己烷a.(沸點808C)和苯b.(沸點802C),它們的恒沸組成為苯0.502 (摩爾分數(shù)),共沸點77.4C,現(xiàn)以丙酮為恒沸劑進行恒沸 精餾,丙酮與環(huán)己烷形成恒沸物,共沸組成為0.60(環(huán)己烷摩爾分數(shù)),若希望得到幾乎純凈的苯,試計算: 所需恒沸劑量。 塔頂、塔釜餾出物量各為多少。(以100kmol/h進料計)恰好與料液中的環(huán) F , D, XFi , XDi。83km°l解:以100kmol/h進料為基準,設(shè)丙酮恒沸劑的用量為Skg,己烷組成恒沸物,進料量和塔頂恒沸物的量和組成分別為D FxFi 100 0.498對環(huán)己烷作物料平衡DXD1 Fxf1 ;X
31、D10.60恒沸劑S的用量為S Dxd3 83 040 33.2km°l由于塔釜希望得到幾乎純凈的苯,W W2 Fxf2 100 0.502 5°.2km°l4. 四氫呋喃a.-水b.混合液當Xi 0.854 (摩爾分數(shù))時形成恒沸物,恒沸溫度為 63.4C,當以呋喃(S)為恒沸劑時,則與其水成為非均相恒沸物,恒沸溫度為30.5C,恒沸組成為X2 0.0438。要求該溶液分離得xi 0.999(頂)及Xi 0.001 (釜),試以簡捷法計算所需理論板數(shù) N。已知.Ai20.42 ;A?i1.068 ; As 0 As0 A?s1.95 ;As22.59。 30 5
32、C時各飽和蒸汽壓:P0 27.359kPa ; p0 4.833kPa ; pS 100.4i8kPa5.某裂解氣組成如下表所示組分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4Hi0y0,i0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000現(xiàn)擬以i-C4Hi0餾分作吸收劑,從裂解氣中回收99%的乙烯,原料氣的處理 量為100kmol/h,塔的操作壓力為4.052Mpa,塔的平均溫度按-14C計,求: 為完成此吸收任務(wù)所需最小液氣比。 操作液氣比若取為最小液氣比的1.5倍,試確定為完成吸收任務(wù)所需理論 板數(shù)。 各個組分的吸收分率和出塔尾氣的量和組成。 塔頂應(yīng)加入的吸收劑量
33、解:選乙烯為關(guān)鍵組分,查得在4.052Mpa和-14 C下各組分的相平衡常數(shù)列于下表。a.最小液氣比的計算在最小液氣比下N,A 關(guān)關(guān) 0.99,力iV min關(guān) K關(guān) 0.72 0.990.7128b.理論板數(shù)的計算操作液氣比V 1.5 V min1.5 0.7128 1.0692A關(guān)關(guān)鍵組分的吸收因子為LVK關(guān)1.06920.721.485lgN理論板數(shù)IgA,0.991.485lg0.99 1lg 1.4851 8.868C.各個組分的吸收分率和出塔尾氣的量和組成A關(guān)K關(guān)LA由 Ki VKi和N 1AiAi八N1Ai組分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10yN 1,i0.132
34、0.37180.30200.0970.0840.01321.000Ki/3.150.720.500.1450.056n 1,i , kmol/h13.237.1830.29.78.41.32100.0A/0.33941.4852.13847.37419.09300.33940.990.9951.0001.00013.224.5610.3020.04850038.1115yu0.34640.64450.00790.0013以及 51 i VN 1,i ; V1v1,i ; y1,iV1JV進行計算結(jié)果見表d.吸收劑量V100 38.1115269.056kmol /h塔內(nèi)氣體的平均流率為:塔內(nèi)液
35、體的平均流率為:L0(L0 61.8885)2L030.944組CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10in-C5H10n-C6H14由 % 1.0692 得 L0 42.89kmol/h6.擬進行吸收的某廠裂解氣的組成如下分-C5H10y0,i0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000當在1.013Mpa壓力下,以相對分子質(zhì)量為220的物質(zhì)為吸收劑,吸收劑溫 度為30T,而塔中液相平均溫度為35C。試計算異丁烷(i-C4Hio)回收率 為0.90時所需理論塔板數(shù)以及各組分的回收率。操作液氣比為最小液氣比的1.07倍,求塔頂尾氣的數(shù)量和
36、組成。解:選異丁烷為關(guān)鍵組分,查得在1.013Mpa和35T下各組分的相平衡常數(shù)列于 下表。a.最小液氣比的計算在最小液氣比下 N ,A關(guān)關(guān)0.9,LViV min關(guān) K關(guān) 0.59 0.90.531b.理論板數(shù)的計算操作液氣比 % 1.5 LV min 1.07 0.531 0.568A關(guān)關(guān)鍵組分的吸收因子為LVK關(guān)0.5680.590.963lglgN理論板數(shù)0.9 0.9630.9 1lg Alg 0.96311.255A N1AAiAiN 1A1C.各個組分的回收率和塔頂尾氣的數(shù)量和組成A關(guān)K關(guān)LAy1,i由 Ki VKi和組分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5
37、H10n-C5H10n-C6H14yN 1,i0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055N 1,i >kmol/ h76.54.56.52.54.51.52.51.5100.0A0.0290.140.4140.9631.2912.8403.78710.327以及 1 i VN 1,i ; V1V1,i9260.02990.1420.41460.900.9871.0001.0001.0001,i74.2133.8613.80510.250.058500082.19y1,i0.
38、9030.0470.0460.0030.0011.000d.吸收劑量V塔內(nèi)氣體的平均流率為:100 82.18891.09kmol / h2L塔內(nèi)液體的平均流率為:L0 (L0 17.81)00L0 8.9062由 LV °.568 得 Lo 42.833kmol/h7. 在一精餾塔中分離苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)和異丙苯(C)四元混合物。進料量200mol/h,進料組成zB=0.2,zT=0.1,zx=0.4(mol)。塔頂采用全凝器,飽和液體回流。相對揮發(fā)度數(shù)據(jù)為:bt =2.25, tt=1.0, xt =0.33,CT =0.21。規(guī)定異丙苯在釜液中的回收率為99.8
39、%,甲苯在餾出液中的回收率為99.5%。求最少理論板數(shù)和全回流操作下的組分分配 解:根據(jù)題意頂甲苯為輕關(guān)鍵組分,異丙苯為重關(guān)鍵組分,從相對揮發(fā)度的大小可以看出,二甲苯為中間組分,在作物料衡算時,初定它在餾出液和釜液中的分配比,并通過計算修正解得物料衡算如下Xtd =0.5861xtw =0.0031Xcd=0.00157Xcw=0.8135組分進料餾出液di釜液wB4040-T6060 0.995600.005X20218C800. 00240800. 9200DWD=101.86W=98.14Nmlg (乞)D(竺)WXtXcCTig 0610.00160.81350.0031=7.35Wx
40、ig(xT NmcTdx WX 20解得 dx=1.05mol; WX =18.95mol組分進料diWB4040T6060 0.99560 0.005X201.0518.95C8080 0.002800. 998100 .9199. 09組分X diX wiB0.39640T0.59160.0030X0.01040.1912C0.001580.8057lgM(空)Xc(丿WXt,0.59160.8051lg0.00160.0030=7.37Nmlg (-1 )CTlg( 10.21)(歸)(Wx2)%(xT)NmcTdx Wx 20組分進料餾出液釜液數(shù)量Mol%數(shù)量mol%數(shù)量mol%苯40
41、204039.643甲苯603059.759.1670.33.02二甲苯20101.041.0318.9619.13異丙苯80400. 160. 15979 . 8480 . 55200100100 . 9100 . 0099. 1100 . 008. 某原料氣組成如下:組分 CH4C2H6C3H8i-C4Hio n-C4Hio i-C5Hi2 n-C5H12 n-C6Hi4yo(摩爾分率)0.7650.0450.0350.0250.0450.0150.0250.045先擬用不揮發(fā)的烴類液體為吸收劑在板式塔吸收塔中進行吸收,平均吸收溫 度為38C,壓力為1.013Mpa,如果要求將i-C4Hi
42、0回收90%。試求: 為完成此吸收任務(wù)所需的最小液氣比。 操作液氣比為組小液氣比的1.1倍時,為完成此吸收任務(wù)所需理論板數(shù)。 各組分的吸收分率和離塔尾氣的組成。 求塔底的吸收液量解:由題意知,i-C4H10為關(guān)鍵組分由 P=1.013Mpa, t 平=38C查得 K 關(guān)=0.56 ( P-T-K 圖)在最小液氣比下 N=%,A關(guān)=中關(guān)=0.9(LV)min K關(guān) A關(guān)=0.560.9=0.504.% 1(Lv )min=1.1 0.504=0.5544lo( F)log AN所以理論板數(shù)為0.99 0.9、 log組分進料量相平衡常數(shù)KiAii被吸收量塔頂尾氣數(shù)量組成CH476.517.40.
43、0320.0322.44874.050.923C2H64.53.750.1480.1480.6683.8340.048C3H83.51.30.4260.4261.4912.0090.025i-C4H102.50.560.990.902.2500.2500.003n-C4H104.50.41.3860.994.4550.0450.0006i-C5H121.50.183.081.001.5000.00.0n-C5H122.50.1443.851.002.5000.00.0n-C6H144.50.0569.91.004.5000.00.0a VK-,Ai1計算結(jié)果如下:N 1AiN 1 A它組分吸收
44、率公式合計100.019.81080.190以CH4為例:LAi 二 VK0.554417.40.0329.48 10.0320.999 48 10.032110.32V1 (CH4) = (1- i) VN+1 =74.05 0.92376.5(1-0.032)76.5=74.05y(cH4)V(ch4)V1塔內(nèi)氣體平均流率:10080.190v90.10Kmol/hL0( L019.81)塔內(nèi)液體平均流率:L=L09.905由1 v =0.5544;L° =40.05Kmol/h9. 已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷(摩爾分率),操作壓力下各組分的平 衡常數(shù)可按
45、下式進行計算,試求其露點溫度.乙烷:K=0.13333t+46667丙烷:k=0.6667t+1.13333正丁烷:k=0.02857t+0.08571 (t 的單位為C )設(shè)溫度為24C,用泡點方程刀yi/Ki=1進行試差,不滿足露點方程,設(shè)溫度為 23C,重新試差,滿足露點方程,露點溫度為 23C ,結(jié)果見表組份組份設(shè)溫度為24 C設(shè)溫度為23 C圓整KiKixiKiKixi乙烷0.058.66660.0068.53330.0060.006丙烷0.302.73340.1102.66670.1120.113止烷0.650.77140.8430.74280.8750.8811.000.9590
46、.9931.00010. 一輕烴混合物進行精餾塔的計算,求得陽小回流比Rm=1.45,最小理論板數(shù)Nm=求得最小回流化為R=1.25Rm,全塔平均板效率為n= 0.60,求所需最小塔 板板數(shù)。R= 1.25 *.45=1.8125R + 1 18125-1.45 = 0.131.8125 + 1由此圖查,得:N Nm=0. 53JV+1由于,Nm = 8.6 所以,N = 19.43實際板數(shù)為:19.43/0.6=32.4=33塊11. 某多組分精餾塔的原料組成、產(chǎn)品組成(組分 1為輕關(guān)鍵組分)及各組分的 相對揮建發(fā)度如表所示,已知提餾段第n板上升的氣相組成,提餾段操作線方 程為,精餾段操作線
47、方程為xn,i=1.2yn-1,i-0.2xD,i試求離開第n+2板的液相組 成.(要求各板組成列表)(塔序從下往上,第n+1板為進料板).爼分X I* If7 .100 9300.0132.450.7320 40 0200.6531.00O.Pl30.100.0000.L6?0.4P0.021.4 .10a aoo0.1670,410.015用提餾段操作線方程Xni=0.8yn-1,i+0.2xWi計算x'n+1,i,即xn+1,1=0.8 X 0.473+0.2X 0.013=0.381其他組分的計算結(jié)果列于表。.(2)用相平衡方程a r + u計算y'n+1,i計算結(jié)果列
48、于表.由于第n+1板為進料板為進料板,所以,用精餾段操作線方程計算xn+2,I,即 其他組分的計算結(jié)果列于表。(4)計算結(jié)果匯總xn+1,ia x+1,iy'n+1,ix'n+2,ixn+2,i10.38100.93350.62230.50040.550820.52340.52340.34890.40970.414730.05020.02460.01640.04650.019740.04540.01860.01240.04340.01491.00001.500012. 某廠裂解氣組成(摩爾 )如下:13.2%氫、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4%丙烯、1.3
49、2異丁烷、所用的吸收劑中不含所吸收組分。要求乙烯的回收率達到99%。該吸收塔處理的氣體量為100kmo1/h,操作條件下各組分的相平衡常數(shù)如下:氫甲烷乙烯烷丙烷異丁烷OO3.10.720.520.150.058操作液氣化為最小液氣比的1.5倍試求:(1)最小液氣化;(2)所需理論板數(shù);(3)各組份的吸收因子、吸收率(4)塔頂尾氣的組成及數(shù)量;(5)塔頂應(yīng)加入的吸收劑量解:(1)最小液氣化蟲=$ = o,pp-) =mA= 0.72 *0.9? =0.7128(2)所需理論板數(shù)N=1.5*0.7128 = 1 0692A = (-) = 1,0692 x = 1 435 薩 K0.72N 二-1=8.361剖(3) 各組份的吸收因子、吸收率吸收因子,以甲烷為例:=1.0692x = 0.3-149阡骯 v疋甲烷3.1吸收率,以甲烷為例:”端掠卿烷_ 0,44爭屈訂一3449門“£6+1那烷_ - 0344嚴"'(4) 塔頂尾氣的組成及數(shù)量(見表)V+1AH13.20Ci037.23.449C2=30.21.485C
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