2017化工原理复习题.docx

文档介绍：化工原理复****题
第一章蒸馏
¸B组成的理想混合液。原料液中含A ,馏出液中含A (以上均为摩尔分率)。,,试说明原料液的热状况,并求出q值。
解:在最回流比下,操作线与q线交点坐标(xq ,yq)位于平衡线上;且q线过(xF ,xF)可以计算出q线斜率即 q/(1-q),这样就可以得到q的值
由式1-47 Rmin = [(xD/xq)-α(1-xD)/(1-xq)]/(α-1)代入数据得
= [()-×(1-)/(1-xq)]/(-1)
∴xq = 或xq = (舍去)
即 xq = 根据平衡关系式y = /(1 + )
得到yq =
q线 y = qx/(q-1)- xF/(q-1)过(,),(,)
q/(q-1)= (-)/(-)得 q =
∵ 0 < q < 1 ∴原料液为气液混合物
(易挥发组分的摩尔分率,下同)的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器,分凝器向塔内提供回流液,,。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率96%。,试求:(1)操作回流比和最小回流比;(2)若馏出液量为100kmol/h,则原料液流量为多少?
解:(1)在塔顶满足气液平衡关系式 y = αx/[1 +(α-1)x] 代入已知数据
= /[1 + (α-1)] ∴α=
第一块板的气相组成 y1 = /(1 + )
= ×/(1 + ×)=
在塔顶做物料衡算 V = L + D
Vy1 = LxL + DxD
(L + D)= + ∴ L/D =
即回流比为 R =
由式1-47 Rmin = [(xD/xq)-α(1-xD)/(1-xq)]/(α-1)泡点进料 xq = xF
∴ Rmin =
(2)回收率DxD/FxF = 96%得到
F = 100×/(×)= kmol/h
—水混合液。饱和液体进料,直接蒸气加热。,试求
(1)在无限多层理论板层数时,计算每摩尔进料所需蒸气量;
(2)若蒸气量取为2倍最小蒸气量时,求所需理论板层数及两产品的组成。
假设塔内气液恒摩尔流动。常压下气液平衡资料列于例1-5题附表中。
解:
由方程F+V0=D+W和F=D+W及D= F解得
=。
在无限多层理论板层数时的操作线斜率为:
, 直接蒸汽加热,=0。
由平衡数据查得,=,=,所以解得=(mol/mol进料)。
(2) =2时所需理论板层数及两产品的组成
显然=, ==,所以=。
图解法求得理论板层数为5(图解法略)。
15在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯的混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为 ,,试计算三层中较低的两层的单板效率EMV 。
操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下:
x
y
解:假设测得相邻三层板分别为第n-1层,第n层,第n+1层
即 xn-1 = xn = xn+ 1 = 根据回流条件 yn+1 = xn
∴ yn = yn+1 = yn+2 =
由表中所给数据α=
与第n层板液相平衡的气相组成 yn* = ×/(1+×)=
与第n+1层板液相平衡的气相组成 yn+1* = ×/(1+×)=
由式1-51 EMV = (yn-yn+1)/(yn*-yn+1)
可得第n层板气相单板效率 EMVn = (xn-1-xn)/(yn*-xn)
= (-)/(-)
= %
第n层板气相单板效率 EMVn+1 = (