化工原理习题下册公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章蒸馏,1 某持续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为：,精馏段 提馏段,若进料时，原料为气液相各占二分之一混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。,分析：若求产品产率，必须确定塔顶产品,塔底产品和进料构成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立，即可确定塔顶，塔底构成。而进料构成可由两个操作线方程与进料方程联解求得,第1页,解：联解,及,得塔顶产品构成,及,得塔底产品构成部分,再联解,及,得,再联解,第2页,将此代入,线方程，且由题巳知,解得,由全塔物料衡算式,及全塔轻组分物料衡算式,知塔顶产品产率,塔底产品产率,由精馏段操作线方程斜率,解得,第3页,2 用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流比取最小回流比1.4倍，所得塔顶产品构成为.95，釜液构成为0.05料液处理量为100 .料液平均相对挥发度为，若进料时蒸气量占二分之一，试求：,（1）提馏段上升蒸气量；,（2）自塔顶第2层板上升蒸气构成。,分析：欲解提馏段蒸气量 V，须先知与之有关精馏段蒸气量V。而V 又须通过 才可确定。可见，先确定最小回流比 ，进而确定R 是解题思绪。,理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程交点恰好落在平衡线上，因此只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。,第4页,解：（）由相平衡方程,及进料方程,联立解得,则,第5页,再由物料衡算方程,及,解得,（,2,）已知,由相平衡关系,再由精馏段操作线方程解得,第6页,3 在一持续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体，其构成为0.5，规定塔顶馏出液构成不小于0.95,釜残液构成不不小于0.05(以上均为轻组分A摩尔分数)。塔顶蒸汽先进入一分凝器，所得冷凝液所有作为塔顶回流,而未凝蒸气进入全凝器，所有冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为2.5,操作回流比 。当馏出液流量为 100 时，试求：,塔顶第1块理论板上升蒸汽构成；,提馏段上升气体量。,分析：由于出分凝器冷凝液 与未液化蒸气 成相平衡关系，故分凝器相称一层理论塔板。应注意，自分凝器回流塔内液相构成 与自全凝器出来产品构成 不一样样。,第7页,解：（,1,）由平衡方程及泡点进料时,精馏段操作线方程,再由平衡方程及,第8页,得,代入精馏段操作线方程,(2),由,当泡点进料时，,则,再由平衡方程,第9页,4 在常压精馏干塔分离双组分理想溶液。构成为0.5（轻组分A摩尔分数，下同）料液在泡点温度下加入塔内。塔顶蒸气先在分凝器中部分冷凝至泡点回流，其构成为 0.88，余下末冷凝部分经全凝器后作为产品，构成为0.95 已测得离开塔顶第1层理论板液相构成为 0.796，塔顶轻组分回收率为96%,塔釜间热蒸气加热。试求算：,(1)该操作条件下回流比和釜液构成；,(2)若用图解法求得理论板数为9，又知全塔效率为70%,塔内实际塔板数为多少？,分析：前已述及，分凝器相称于块理论板，运用分凝器内气液相平衡关系即可确定上升蒸气构成 ,而 与回流液构成 恰好又是操作线关系，运用此操作线方程即可顺利解出回流比。,此外确定塔内实际板数时，应注意用图解法求出理论板数中是包括了起理论板作用分凝器和塔釜两块“虚拟板”。,第10页,解：(1)回流比与釜液构成,由于分凝器中末凝气相构成,又知自分凝器入塔回流液构成,由相平衡方程,解得,再由相平衡方程得,第11页,则精馏段操作线方程为,解得,由全塔物料衡算方程,及,代入物料衡算方程,解得,(2),实际塔板数,第12页,5 一持续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板气、液相构成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板液相构成为0.77，而相邻下层塔板气相构成为0.78（以上均为轻组分A摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其构成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：,精馏段操作线方程；,提馏段操作线方程。,分析：将精馏段操作线方程中回流比 和塔顶产品构成 确定后，方程形成就一定。而这两个参数可由题中所给出相邻3层板气液相构成建立两个操作线方程 联立解出。,同理，将提馏段操作线方程中参数由题中已给条件变换代入，方程即可建立。,第13页,解：精馏段操作线方程,依精馏段操作线方程,将该板和上层板气液相构成代入有,(a),(b),，,则,精馏段操作线方程为,即,再将该板和下层板气液相构成代入有,联立（,a,）、（,b,）解得,第14页,（,2,）提馏段操作线方程,提馏段操作线方程通式为,将,(,泡点进料,),转化上式为,即,解得,将有关数据代入（c），则提馏段操作线方程为,即,第15页,6 持续精馏塔分离二元理想混合液，构成为0.4料液在泡点温度下入塔，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比倍，规定塔顶产品构成抵达0.85，塔底产品构成不不小于0.1，系统相对挥发度为2.786，试求自釜上第块塔板流下液相构成。,分析：由己知塔底产品构成求解出釜入塔蒸气构成，而此构成与规定釜上塔板液相构成属提馏段操作线关系，可见，整顿推导出该操作线是解题关键。由于条件局限性，无法用全塔物料衡算求解 、，故提馏段操作线斜率需用其他法确定。,第16页,解：当泡点进料时，,则,最小回流比,则,再由精馏段操作线方程,确定提馏段操作线与精馏段操作线交点,代入精馏段操作线方程,得交点座标,将,第17页,由点,确定提馏段操作线斜率,而提馏段操作线方程为,出釜蒸气构成,将,代入提馏段操作线方程,解得,第18页,