化工原理蒸餾部分模擬試題及答案

化工原理蒸餾部分模擬試題及答案

（總9頁）--本頁僅作為預(yù)覽文檔封面，#由y=0.783x+0.207得y=0.89921 22.5x0.899= 2- x=0.7811+1.5x 227有某平均相對揮發(fā)度為3的理想溶液，其中易揮發(fā)組分的組成為60%(摩爾百分率，以下同)，于泡點下送入精餾塔中，要求餾出液中易揮發(fā)組分組成不小于90%，殘液中易揮發(fā)組分組成不大于2%，試用計算方法求以下各項：每獲得1kmol餾出液時原料液用量；若回流比R為，它相當(dāng)于最小回流比的若干倍；回流比R為時，精餾段需若干層理論板；假設(shè)料液加到板上后，加料板上溶液的組成不變，仍為，求上升到加料板上蒸汽相的組成。解(1)原料液用量依題意知餾出液量D=1kmol，在全塔范圍內(nèi)列總物料及易揮發(fā)組分的衡算，得：TOC\o"1-5"\h\zF=D+W=1+W (a)Fx=Dx+做F DW或 0.6F=0.9(1)+0.02W (b)由上二式解得，收集1kmol的餾出液需用原料液量為：F=1.52kmol回流比為最小回流比的倍數(shù)\o"CurrentDocument"Ox 3x ,、以相對揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系為：y= = (。)1+(a—1)x1+2x當(dāng)x當(dāng)x0.6時，與之平衡的氣相組成為：yFq3(0.6):0.8181+2(0.6)由于是泡點進料，在最小回流比下的操作線斜率為：Rx—y0.9—0.818 _―mi^=-D-4=- =0.273R+1x—x0.9—0.6min Dq因此解得 R.=0.376min1.5故操作回流比為最小回流比的0376°4倍精餾段理論板數(shù)

當(dāng)回流比R=1.5，相對揮發(fā)度a為3時，精餾段的平衡關(guān)系為式c所示，操作線為：Rxy= x+—D—n+1 R+1nR+11.5 x1.51.5 x1.5+1n+與二0.6x

1.5+1n+0.36(d)由于采用全凝器，故y1= 0.9，將此值代入式c解得X「0.75。然后再利用TOC\o"1-5"\h\z式d算出兀，又利用式c算出x。，直至算出的x等于或小于x為止。茲將計算結(jié)果列于22 F本例附表中。 ,、 板的序號 氣相組成y 液相組成x（4）上升到加料板的蒸汽相組成 1提餾段操作線方程為： 2 <L+qF Wy/= x/ xsL+qF-W2L+qF-Ww由于泡點進料，故q=1。又L=RD=1.5kmol 及W=F-D=1.52-1=0.52kmol將以上數(shù)據(jù)代入提餾段操作線方程：1.5+1.52 （0.52）（0.02）y/= x/ =1.208x/-0.00416由題意知料液加31.5+1.52-0.5221.5+1.52-0.52 由題意知，料液加到板上后，板上液相組成仍為，故上升到加料板的蒸汽相組成為：y3=1.208x0.6-0.00416=0.728用常壓精餾塔分離某二元混合物，其平均相對揮發(fā)度為a=2,原料液量F=10kmol/h，飽和蒸氣進料，進料濃度xF=（摩爾分率，下同），餾出液濃度xD二，易揮發(fā)組份的回收率為90%，回流比R=2Rmin，塔頂為全凝器，塔底為間接蒸氣加熱，求：（1）餾出液量及釜殘液組成（2）從第一塊塔板下降的液體組成xi為多少（3）最小回流比（4）精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h（5）提餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h解：（1）餾出液量及釜殘液組成；0.9x10x0.50.90Fx=DxD =5kmol/hTOC\o"1-5"\h\zFD 0.9F=D+WW=F-D=10-5=5kmol/hDx+Wx-FxDWFFx-Dx 10xDx+Wx-FxDWFx-——F D- -0.1wW 5（2）從第一塊塔板下降的液體組成xi；axy-:-7一塔頂為全凝器，故工=xn=0.9，1+（a-1）x 1DX二 二 二0.821 a—(a—1)y1(3)最小回流比；飽和蒸氣進料q=0, y=X=0.5qFax由y二―7—qr;—得x=0.33,

q 1+(a—1)x qq(4)精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h；V=(