1、第一部分 填空题 1. 分离过程是(混合过程 )逆过程,因而需加入(分离剂)来达到分离目。 2. 汽液相平衡是解决(气液传质分离)过程基本。相平衡条件是(所有相中温度压力相等,每一组分化学位相等)。 3. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。 4. 吸取因子为( ),其值可反映吸取过程(难易限度 )。 5. 吸取剂再生常采用是(用蒸汽或惰性气体蒸出塔 ),(用再沸器蒸出塔 ),(用蒸馏塔 )。 6. 精馏塔计算中每块板由于(构成 )变化而引起温度变化,可用(泡露点方程 )拟定。 7. 在塔顶和塔釜同步浮现组分为(分派组分)。 8. 解吸取因子定义为
2、 S= m V/ L )。 9. 吸取过程重要在(塔顶釜两块板)完毕。 10. 吸取有(1 )个核心组分,这是由于(单向传质)缘故。精馏有(2)个核心组分,这是由于(双向传质 )缘故。 11. 恒沸剂沸点应明显比原溶液沸点(大10K )以上。 12. 吸取过程只有在(贫气吸取)条件下,才干视为恒摩尔流。 13. 采用液相进料萃取精馏时,要使萃取剂浓度在全塔内为一恒定值,因此在(进料时补加一定萃取剂)。 14. 要提高萃取剂选取性,可(增大 )萃取剂浓度。 15. 吸取过程发生条件为(Pi>Pi*,yi>yi* )。 16. 对窄沸程精馏过程,其各板温度变化由(构成变化
3、决定,故可由(相平衡方程)计算各板温度。 17. 常用复杂分离塔流程有(多股进料 ),(侧线采出 ),(设中间冷凝或中间再沸器)。 18. 设立复杂塔目是为了(减少塔数目,节约能量)。 19. 通过精馏多级平衡过程计算,可以决定完毕一定分离任务所需(理论板数 ),为表达塔实际传质效率大小,则用(级效率)加以考虑。 20. 为表达塔传质效率大小,可用(级效率 )表达。 21. 对多组分物系分离,应将(分离规定高 )或(最困难)组分最后分离。 22. 在相似构成下,分离成纯组分时所需功(不不大于)分离成两个非纯组分时所需功。 23. 分离过程分为( 机械分离 )和(
4、传质分离)两大类。 24. 传质分离过程分为(平衡分离过程 )和( 速率控制过程)两大类。 25. 分离剂可以是( 能量)和( 物质)。 26. 机械分离过程是( 过滤、离心分离)。吸取、萃取、膜分离。渗入。 27. 速率分离过程是过滤、离心分离、吸取、萃取、( 膜分离、渗入)。 28. 平稳分离过程是过滤、离心分离、( )。膜分离。渗入。 29. 气液平相衡常数定义为(气相构成和液相构成比值 )。 30. 抱负气体平稳常数与( 构成)无关。 31. 低压下二元非抱负农液对挥发度 α12等于( γ1P10/γ2P20 ) 32. 气液两相处在平衡时,( 化学位)相等。
5、 33. 在多组分精馏中塔顶温度是由( 露点 )方程求定。 34. 泡点温度计算时若∑Kixi>1,温度应调(小 ) 35. 泡点压力计算时若∑Kixi>1,压力应调(大 ) 36. 在多组分精馏中塔底温度是由( 泡点)方程求定。 37. 核心组分相挥发度越大,精馏过程所需至少理论板数( 越少)。 38. 分离规定越高,精馏过程所需至少理论板数( 越多)。 39. 进料中易挥发含量越大,精馏过程所需至少理论板数( 不变)。 40. 在萃取精馏中所选萃取剂但愿与塔顶馏出组份形成具备( 正 )偏差非抱负溶液。 41. 萃取精馏塔中,萃取剂是从塔(底 )出来。 42. 恒
6、沸剂与组分形成最低温度恒沸物时,恒沸剂从塔( 顶)出来。 43. 吸取中平衡常数大组分是(难 )吸取组分。 44. 吸取中平衡常数小组分是( 易)吸取组分。 45. 吸取因子越大对吸取越(有利 ) 46. 温度越高对吸取越( 不利) 47. 压力越高对吸取越(有利 )。 48. 吸取因子A(反比 )于平衡常数。 49. 吸取因子A( 正比)于吸取剂用量L。 50. 吸取因子A( 正比)于液气比。 51. 从节能角度分析难分离组分应放在( 最后)分离。 52. 从节能角度分析分离规定高组分应放在( 最后)分离。 53. 从节能角度分析进料中含量高组分应(先 )分离
7、 第二部分 选取题 1. 计算溶液泡点时,若,则阐明( C ) a.温度偏低 b.正好泡点 c.温度偏高 2. 计算溶液露点时,若,则阐明( C ) a.温度偏低b.正好泡点 c.温度偏高 3. 吸取操作中,若要提高核心组分相对吸取率应采用办法是( ) a.提高压力 b.升高温度 c.增长液汽比d.增长塔板数 4. 多组分吸取过程采用图解梯级法根据是( ) a.恒温操作 b.恒摩尔流 c.贫气吸取 5. 当萃取塔塔顶产品不合格时,可采用下列办法来调节( B ) a.加大回流比 b.加大萃取剂用量 c.增长进料量 6. 液相进料萃取精馏过程,应当从何处加萃
8、取剂( C ) a.精馏段 b.提馏段 c.精馏段和进料处 d.提馏段和进料板 7. 简朴精馏塔是指( C ) a.设有中间再沸或中间冷凝换热设备分离装置 b.有多股进料分离装置 c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 8. 分离最小功是指下面过程中所消耗功( B ) a.实际过程 b.可逆过程 9. 下列哪一种是机械分离过程( D ) a.蒸馏 b.吸取 c.膜分离 d.离心分离 10. 下列哪一种是速率分离过程( C ) a.蒸馏 b.吸取 c.膜分离 d.离心分离 11. 下列哪一种是平衡分离过程( A ) a.蒸馏 b. c.膜
9、分离 d.离心分离 12. 溶液蒸气压大小(B ) a.只与温度关于b.不但与温度关于,还与各组分浓度关于 c.不但与温度和各组分浓度关于,还与溶液数量关于 13. 对两个不同纯物质来说,在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大,阐明该物质费点( 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,阐明该组分越(A ) a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小 15. 气液两相处在平衡时( C ) a.两相间组份浓度相等 b.只是两相温度相等 c.两相间各组份化学位相等 d.相间不发生传质 16. 当把一种常人溶液加热时,开
10、始产气愤泡点叫作( C ) a.露点b.临界点c.泡点d.熔点 17. 当把一种气相冷凝时,开始产生液滴点叫作(A ) a.露点b.临界点c.泡点d.熔点 18. 当物系处在泡、露点之间时,体系处在( D ) a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相 19. 系统温度不不大于露点时,体系处在(B ) a. 饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相 20. 系统温度不大于泡点时,体系处在( B ) a. 饱和液相b.冷液体c.饱和气相d.气液两相 21. 闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到分离限度(B ) a.很高b.较低c.只是冷凝过程,无分离作用d.只是气化
11、过程,无分离作用 22. A、B两组份相对挥发度αAB越小( B ) a.A、B两组份越容易分离b.A、B两组分越难分离 c.A、B两组分分离难易与 无关 26、在多组分精馏计算中,最小回流比计算公式中θ值,可有各种根,对的根应是 ( ) (1) 比轻核心组分a值大值 (2) 比轻核心组分a值小值; (3) 在于重核心组分a值,而不大于轻核心组分a值。 27、在多组分轻烃精馏计算中,至少理论板数大小( ) (1)与原料构成无关 (2) 原料中含轻组分越多,所需 越多 d.原料中含轻组分越多,所需越少 23. 当蒸馏塔产品不合格时,可以考虑
12、 D ) a.提高进料量b.减少回流比c.提高塔压d.提高回流比 24. 当蒸馏塔在全回流操作时,下列哪一描述不对的(D ) a. 所需理论板数最小b.不进料c.不出产品d.热力学效率高 b.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程 25. 吉利兰关联图,关联了四个物理量之间关系,下列哪个不是其中之一(D ) a. 最小理论板数b.最小回流比c.理论版d.压力 26. 下列关于简捷法描述那一种不对的(D ) a.计算简便b.可为精准计算提供初值c.所需物性数据少d.计算成果精确 27. 关于萃取精馏塔下列描述中,那一种不对的(B ) a.气液负荷不均,液相负荷大b.回流比提
13、高产品纯度提高 c.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程 28. 当萃取精馏塔进料是饱和气相对( C ) a.萃取利从塔中部进入b.塔顶第一板加入 c.塔项几块板如下进入d.进料位置不重要 29. 萃取塔汽、液相最大负荷处应在( A ) a.塔底部b.塔中部c.塔项部 30. 对一种恒沸精馏过程,从塔内分出最低温度恒沸物( B ) a.一定是做为塔底产品得到b.一定是为塔顶产品得到 c.也许是塔项产品,也也许是塔底产品d.视详细状况而变 31. 吸取塔汽、液相最大负荷处应在(A ) a.塔底部b.塔中商c.塔顶部 32. 下列哪一种不是吸取有利条件( A ) a.提高温度
14、b.提高吸取剂用量c.提高压力d.减少解决气体量 33. 下列哪一种不是影响吸取因子物理量( D ) a.温度b.吸取剂用量c.压力d.气体浓度 34. 平均吸取因子法( C ) a.假设全塔温度相等b.假设全塔压力相等c.假设各板吸取因子相等 35. 当体系yi-yi*>0时( B ) a. 发生解吸过程b.发生吸取过程c.发生精馏过程d.没有物质净转移 36. 当体系yi-yi*=0时(D ) a.发生解吸过程b.发生吸取过程c.发生精馏过程d.没有物质净转移 第三部分 名词解释 1. 分离过程:将一股式多股原料提成构成不同两种或各种产品过程。 2. 机械分离过程:
15、原料自身两相以上,所构成混合物,简朴地将其各相加以分离过程。 3. 传质分离过程:传质分离过程用于均相混合物分离,其特点是有质量传递现象发生。按所根据物理化学原理不同,工业上惯用分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类。 4. 相平衡:混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存状态。从热力学上看,整个物系自由焓处在最小状态,从动力学看,相间无物质静传递。 5. 相对挥发度:两组分平衡常数比值叫这两个组分相对挥发度。 6. 泡点温度:当把一种液相加热时,开始产气愤泡时温度。 7. 露点温度:当把一种气体冷却时,开始产气愤泡时温度。 8. 气化率:气化过程气化量与进料量比值
16、 9. 冷凝率:冷凝过程冷凝量与进料量比。 10. 回流比:回流液相量与塔顶产品量比值。 11. 精馏过程:将挥发度不同组分所构成混合物,在精馏塔中同步多次地某些气化和某些冷凝,使其分离成几乎纯态构成过程。 12. 全塔效率:理论板数与实际板数比值。 13. 精馏最小回流比:精馏时有一种回流比下, 完毕给定分离任务所需理论板数无穷多,回流比不大于这个回流比,无论多少块板都不能完毕给定分离任务,这个回流比就是最小回流比。实际回流比不不大于最小回流比。 14. 理论板:离开板气液两相处在平衡板叫做理论板。 15. 萃取剂选取性:加溶剂时相对挥发度与未加溶剂时相对挥发度比值。 16
17、 萃取精馏:向相对挥发度接近于1或等于1体系,加入第三组分P,P体系中任何组分形成恒沸物,从塔底出来精馏过程。 17. 共沸精馏:向相对挥发度接近于1或等于1体系,加入第三组分P,P体系中某个或某几种组分形成恒沸物,从塔顶出来精馏过程。 18. 吸取过程:按混合物中各组份溶液度差别分离混合物过程叫吸取过程。 19. 吸取因子:操作线斜率(L/V)与平衡线斜率(KI)比值。 20. 绝对吸取率:被吸取组分量占进料中量分率。 21. 膜定义:广义上定义为两相之间不持续区间。 22. 半透膜:可以让溶液中一种或几种组分通过而其她组分不能通过这种选取性膜叫半透膜。 23. 渗入:当用半
18、透膜隔开没浓度溶液时,纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动现象叫渗入。 24. 反渗入:当用半透膜隔开不同浓度溶液时,纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动现象叫反渗入。 第四部分 问答题 1. 已知A,B二组分恒压相图如下图所示,既有一温度为T0原料经加热后出口温度为T4 过加器先后压力看作不变。试阐明该原料在通过加热器过程中,各相应温度处相态和构成变化状况? t0过冷液体,构成等于xF t1饱和液体,构成等于xF t2气夜两相,y>xF >x t3饱和气体,构成等于xF t4过热气体,构成等于x
19、F 2. 简述绝热闪蒸过程特点。 绝热闪蒸过程是等焓过程,节流后压力减少,因此会有汽化现象发生,汽化要吸取热量,由于是绝热过程,只能吸取自身热量,因而,体系漫度减少。 3. 图中A塔操作压力量对比20atm,塔底产品经节流阀后不久进入B塔。B塔操作压力 为10atm,试问: a.液体经节流后会发生哪些变化? b.如果B塔操作压力为5atm时,会与在某些方面10atm下状况有何不同? (1)经节流后有气相产生,由于气化要吸取自身热量,系统温度将减少。 (2)B塔操作压力为5atm时比操作压力为10atm时气化率大,温度下降幅度也大。 4. 简述精馏过程最小回流时特点。 最小回
20、流比是馏极限状况之一,此时,未完毕给定分离任务,所需要理论经板数无穷多,如果回流比不大于最小回流比,则无论多少理论板数也不能完毕给定分离任务。 5. 简述精馏过程全回流特点。 全回流是精馏极限状况之一。全回流所需理论板数至少。此时,不进料,不出产 品。 6. 简述捷法特点。 简捷法是通过N、Nm、R、Rm四者关系计算理论板数近似计算法,其计算简便,不需太多物性数据,当规定计算精度高时,不失为一种快捷办法,也可为精准计算提供初值。 7. 简述萃取塔操作要注意事项。 a.气液相负荷不均,液相负荷远不不大于气相负荷; b.塔料温度要严控制; c.回流比不能随意调节。 8. √萃取精
21、馏塔如果不设回收段,把萃剂与塔顶回流同步都从塔顶打入塔内,将会产生什 么后果,为什么? 在萃取精馏中不设回收段,将会使入塔顶萃取剂得不到回收,塔顶产品夹带萃取剂,从而影响产品纯度,使塔顶得不到纯净产品。 9. 依照题给X-Y相图,回答如下问题: a.该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统?有最高还是最低温度恒沸物? b.回入萃取剂之后在精馏段和提馏段利还是利? a.该系统在未加萃剂P时是正偏差系统,有最低温度恒沸物。 b.加入萃取剂之后在精馏段有利,固本来有恒沸物,P加入之后恒沸物消失;在提馏段是不利,因P加入之后体系中组分相对挥发度减少。 10. 从热力学角度简述萃取剂选取
22、原则。 萃取应能使体系相对挥发度提高,即与塔组分形成正偏差,与塔组分形成负偏差或者抱负溶液。 11. 工艺角度简述萃剂选取原则。 a.容易再生,即不起化学反映、不形成恒沸物、P沸点高; b.适当物性,互 溶度大、稳定性好; c.价格低廉,来源丰富。 12. 说出4种恒沸剂回收方尖。 a.冷疑分层;b.过冷分层;c.变压精馏d.萃取(5)盐析 13. 说出4种恒沸剂回收办法。 14. 恒沸精馏中,恒沸剂用量不能随便调节?为什么? 因恒沸剂用量与塔产品纯度关于,多或少都不能得到所但愿目产物。 15. 吸取有利条件是什么? 低温、高压、高气相浓度、低液相浓度、高用量、低气相量
23、 16. 试分板吸取因子对吸取过程影响 吸取因子 A=L/(VKi),吸取因子越大对吸取有利,所需理论板数越少,反之亦然。 17. 用平均吸取因子法计算理论板数时,分别采用 L0/V N+1(L0:吸取剂用量,V N+1原料气用量)和L平/v平,来进行计算吸取因子A。试分析求得理论板数哪个大,为什 L0/VN+1比L平/V平小,故用L平/V平计算A大,所需理论板数小。 18. 在吸取过程中,若核心组分在操作条件下吸取因子A不大于设计吸取率 Φ,将会浮现什么现象? 此时,吸取塔无论有多少块理论板也完不成给定分离任务,只能达到不大于等于A 吸取率。正常操作时,A应不不大于吸取率Φ
24、 。 19. √有一烃类混合物送入精馏装置进行分离,进料构成和相对挥发度a值如下,既有A、B 两种方案可供选取,你以为哪种方案合理?为什么? 异丁烷 正丁烷 戊烷 摩尔% 25 30 45 a值 1.24 1.00 0.34 由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分组份,应放在最后分离;进料中戊烷含量高,应尽早分出。因此方案B是合理。 20. 在吸取过程中塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流 吸取为单相传质过程吸取剂吸取了气体中溶质而流量在下降过 程中不断增长气体流量相应减少因而气液相流量在塔内都不能 视为
25、恒定。 第五部分 计算题 1. 以烃类蒸汽混合物具有甲烷a.5%,乙烷b.10%,丙烷c.30%及异丁烷d.55%。试求混合物在25℃时露点压力与泡点压力,并拟定在t=25℃,p=1MPa大气压时气相分率。 解:a.求混合物在25℃时露点压力 设p=1MPa=101.3kPa,由t=25℃查图2-1a得: K1=165,K2=27, K3=8.1, K4=3.2 选异丁烷为参照组分,则 由和t=25℃查图2-1a得p=650kPa: K1=28,K2=5.35, K3=1.7, K4=0.681 故混合物在25℃时露点压力为650kPa。 b.求混合物在25
26、℃时泡点压力 设p=1MPa=101.3kPa,由t=25℃查图2-1a得: K1=165,K2=27, K3=8.1, K4=3.2 选异丁烷为参照组分,则 由和t=25℃查图2-1a得p=2800kPa: K1=6.1,K2=1.37, K3=0.44, K4=0.2114 由和t=25℃查图2-1a得p=1550kPa: K1=11.0,K2=2.2, K3=0.70, K4=0.306 由和t=25℃查图2-1a得p=1800kPa: K1=9.6,K2=1.9, K3=0.62, K4=0.27 则混合物在25℃时泡点压力为1800
27、kPa。 c.t=25℃,p=1MPa=101.3kPa K1=165,K2=27, K3=8.1, K4=3.2 故在t=25℃,p=1MPa大气压时气相分率等于1。 2. 已知第一脱甲烷塔进料构成及操作条件下各组分相平衡常数如下表所示,规定甲烷蒸出率为98%,乙烯回收率为96%,试分别按清晰分割和不清晰分割办法计算馏出液和釜液构成,并比较两种计算成果。 序 号 1 2 3 4 5 6 7 组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 xiF/摩尔% 33.8 5.8 33.2 25.7 0
28、50 0.20 0.70 Ki / 1.7 0.28 0.18 0.033 0.022 0.004 解: 取100Kmol进料为基准,选用甲烷为轻核心组分,乙烯为重核心组分。 按清晰分割概念,组分1为轻组分,所有从塔顶馏出液在采出,组分4、5、6、7为重组分,所有从塔釜液中采出。 由于甲烷蒸出率为98% ; 乙烯回收率为96% ; 或 ; ; ; ; 将计算成果列表如下: 组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 0.338 0.58 0.332 0.257
29、 0.005 0.003 0.007 1.000 0.828 0.139 0.033 / / / / 1.000 / 0.002 0.538 0.434 0.008 0.005 0.012 1.000 33.8 5.684 1.328 / / / / 40.812 0.116 31.872 25.70 0.50 0.30 0.70 59.188 3. 规定在常压下分离环己烷a.(沸点80.8℃)和苯b.(沸点80.2℃),它们恒沸构成为苯0.502(摩尔分数),共沸点77.4℃,现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏,丙酮与环己烷
30、形成恒沸物,共沸构成为0.60(环己烷摩尔分数),若但愿得到几乎纯净苯,试计算: ①所需恒沸剂量。 ②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。(以100kmol/h进料计) 解:以100kmol/h进料为基准,设丙酮恒沸剂用量为Skg,正好与料液中环己烷构成恒沸物,进料量和塔顶恒沸物量和构成分别为。 对环己烷作物料平衡 ; 恒沸剂S用量为 由于塔釜但愿得到几乎纯净苯, 4. 四氢呋喃a.-水b.混合液当(摩尔分数)时形成恒沸物,恒沸温度为63.4℃,当以呋喃(S)为恒沸剂时,则与其水成为非均相恒沸物,恒沸温度为30.5℃,恒沸构成为。规定该溶液分离得(顶)及(釜),试以简捷法计算所需理论板
31、数N。 已知:;;;;;。30.5℃时各饱和蒸汽压:;; 5. 某裂解气构成如下表所示。 组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑ 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000 现拟以i-C4H10馏分作吸取剂,从裂解气中回收99%乙烯,原料气解决量为100kmol/h,塔操作压力为4.052Mpa,塔平均温度按-14℃计,求: ①为完毕此吸取任务所需最小液气比。 ②操作液气比若取为最小液气比1.5倍,试拟定为完毕吸取任务所需理论板数。 ③各个组分吸取分率和出塔尾气
32、量和构成。 ④塔顶应加入吸取剂量。 解:选乙烯为核心组分,查得在4.052Mpa和-14℃下各组分相平衡常数列于下表。 a.最小液气比计算 在最小液气比下,9, b.理论板数计算 操作液气比 核心组分吸取因子为 理论板数 c.各个组分吸取分率和出塔尾气量和构成 由和 以及;;进行计算成果见表。 组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑ 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000 Ki / 3.15 0.72 0.50 0.145 0.056
33、 ,kmol/h 13.2 37.18 30.2 9.7 8.4 1.32 100.0 A / 0.3394 1.485 2.1384 7.374 19.093 0 0.3394 0.99 0.995 1.000 1.000 13.2 24.561 0.302 0.0485 0 0 38.1115 0.3464 0.6445 0.0079 0.0013 d.吸取剂量 塔内气体平均流率为: 塔内液体平均流率为: 由,得 6. 拟进行吸取某厂裂解气构成如下。 组分 CH4 C2H6 C
34、3H8 i-C4H10 n-C4H10 i -C5H10 n-C5H10 n-C6H14 ∑ 0.765 0.045 0.065 0.025 0.045 0.015 0.025 0.015 1.000 当在1.013Mpa压力下,以相对分子质量为220物质为吸取剂,吸取剂温度为30℃,而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷(i-C4H10)回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分回收率。操作液气比为最小液气比1.07倍,求塔顶尾气数量和构成。 解:选异丁烷为核心组分,查得在1.013Mpa和35℃下各组分相平衡常数列于下表。 a.最小液气比计算 在
35、最小液气比下,, b.理论板数计算 操作液气比 核心组分吸取因子为 理论板数 c.各个组分回收率和塔顶尾气数量和构成 由和 以及;;进行计算成果见表。 组分 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i -C5H10 n-C5H10 n-C6H14 ∑ 0.765 0.045 0.065 0.025 0.045 0.015 0.025 0.015 1.000 Ki 19.0 4.0 1.37 0.59 0.44 0.20 0.15 0.055 , kmol/h 76.5 4.5
36、 6.5 2.5 4.5 1.5 2.5 1.5 100.0 A 0.0299 0.142 0.4146 0.963 1.291 2.840 3.787 10.327 0.0299 0.142 0.4146 0.90 0.987 1.000 1.000 1.000 74.213 3.861 3.8051 0.25 0.0585 0 0 0 82.19 0.903 0.047 0.046 0.003 0.001 1.000 d.吸取剂量 塔内气体平均流率为:
37、 塔内液体平均流率为: 由,得 7. 在一精馏塔中分离苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)和异丙苯(C)四元混合物。进料量200mol/h,进料构成zB=0.2,zT=0.1,zX=0.4(mol)。塔顶采用全凝器,饱和液体回流。相对挥发度数据为:=2.25,=1.0,=0.33,=0.21。规定异丙苯在釜液中回收率为99.8%,甲苯在馏出液中回收率为99.5%。求至少理论板数和全回流操作下组分分派 解:依照题意顶甲苯为轻核心组分,异丙苯为重核心组分,从相对挥发度大小可以看出,二甲苯为中间组分,在作物料衡算时,初定它在馏出液和釜液中分派比,并通过计算修正 物料衡算如下 组分 进
38、料 馏出液 釜液 B 40 40 - T 60 600.995 600.005 X 20 2 18 C 解得 D=101.86 W=98.14 =0.5861 =0.0031 =0.00157 =0.8135 =7.35 解得 =1.05mol; =18.95mol 组分 进料 B 40 40 — T 60 600.995 600.005 X 20 1.05 18.95 C 80 组分
39、 B 0.3964 0 T 0.5916 0.0030 X 0.0104 0.1912 C 0.00158 0.8057 =7.37 组分 进料 馏出液 釜液 数量 Mol% 数量 mol% 数量 mol% 苯 40 20 40 39.643 — 甲苯 60 30 59.7 59.167 0.3 3.02 二甲苯 20 10 1.04 1.03 18.96 19.13 异丙苯 8. 某原料气构成如下: 组分 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10
40、n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 n-C6H14 y0(摩尔分率)0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045 先拟用不挥发烃类液体为吸取剂在板式塔吸取塔中进行吸取,平均吸取温度为38℃,压力为1.013Mpa,如果规定将i-C4H10回收90%。试求: ①为完毕此吸取任务所需最小液气比。 ②操作液气比为组小液气比1.1倍时,为完毕此吸取任务所需理论板数。 ③各组分吸取分率和离塔尾气构成。 ④求塔底吸取液量 解:由题意知,i-C4H10为核心组分 由P=1.013Mpa,t平=38℃ 查得K关=0.56 (P-T
41、K图) ①在最小液气比下 N=∞,A关=中关=0.9 =0.56 0.9=0.504 ②.=1.10.504=0.5544 因此 理论板数为 ③它组分吸取率公式 , 计算成果如下: 组分 进料量 相平衡常数Ki 被吸取量 塔顶尾气 数量 构成 CH4 76.5 17.4 0.032 0.032 2.448 74.05 0.923 C2H6 4.5 3.75 0.148 0.148 0.668 3.834 0.048 C3H8 3.5 1.3 0.426 0.426 1.491 2.009 0.025 i-
42、C4H10 2.5 0.56 0.99 0.90 2.250 0.250 0.003 n-C4H10 4.5 0.4 1.386 0.99 4.455 0.045 0.0006 i-C5H12 1.5 0.18 3.08 1.00 1.500 0.0 0.0 n-C5H12 2.5 0.144 3.85 1.00 2.500 0.0 0.0 n-C6H14 4.5 0.056 9.9 1.00 4.500 0.0 0.0 共计 100.0 — — — 19.810 80.190 以CH4为例:
43、 = = V1(CH4)=(1-)VN+1=(1-0.032)76.5=74.05 ④塔内气体平均流率:Kmol/h 塔内液体平均流率:L= 由=0.5544;=40.05Kmol/h 9. 已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷(摩尔分率),操作压力下各组分平衡常数 可按下式进行计算,试求其露点温度. 乙烷:K=0.13333t+46667 丙烷: k=0.6667t+1.13333 正丁烷: k=0.02857t+0.08571 (t单位为℃) 设温度为
44、24℃,用泡点方程∑yi/Ki=1 进行试差,不满足露点方程,设温度为 23℃, 重新试差,满足露点方程,露点温度为23℃,成果见表。 组份 组份 设温度为24℃ 设温度为23℃ 圆整 Ki Kixi Ki Kixi 乙烷 0.05 8.6666 0.006 8.5333 0.006 0.006 丙烷 0.30 2.7334 0.110 2.6667 0.112 0.113 正丁烷 0.65 0.7714 0.843 0.7428 0.875 0.881 Σ 1.00 0.959
45、 0.993 1.000 10. 一轻烃混合物进行精馏塔计算,求得阳小回流比Rm=1.45,最小理论板数Nm=求得最小回流化为R=1.25Rm,全塔平均板效率为n=0.60,求所需最小塔板板数。 R=1.25×1.45=1.8125 由此图查,得: 由于,Nm=8.6因此,N=19.43 实际板数为:19.43/0.6=32.4=33块 11. 某多组分精馏塔原料构成、产品构成(组分1为轻核心组分)及各组分相对挥建发度如表所示,已知提馏段第n板上升气相构成,提馏段操作线方程为,精馏段操作线方程为xn,i=1
46、2yn-1,i-0.2xD,i 试求离开第n+2板液相构成.(规定各板构成列表)(塔序从下往上,第n+1板为进料板). (1)用提馏段操作线方程xni=0.8yn-1,i+0.2xWi计算x'n+1,i ,即 xn+1,1=0.8×0.473+0.2×0.013=0.381 其她组分计算成果列于表。. (2)用相平衡方程 计算y'n+1,i计算成果列于表. (3)由于第n+1板为进料板为进料板,因此,用精馏段操作线方程计算xn+2,I,即 其她组分计算成果列于表。 (4)计算成果汇总 xn+1,i αx'
47、n+1,i y'n+1,i x'n+2,i xn+2,i 1 0.3810 0.9335 0.6223 0.5004 0.5508 2 0.5234 0.5234 0.3489 0.4097 0.4147 3 0.0502 0.0246 0.0164 0.0465 0.0197 4 0.0454 0.0186 0.0124
48、 0.0434 0.0149 ∑ 1.0000 1.5000 12. 某厂裂解气构成(摩尔%)如下:13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4% 丙烯、1.32异丁烷、所用吸取剂中不含所吸取组分。规定乙烯回收率达到99%。该吸取塔解决气体量为100kmo1/h,操作条件下各组分相平衡常数如下: 氢 甲烷 乙烯 乙烷 丙烷 异丁烷 ∞ 3.1 0.72 0.52 0.15
49、 0.058 操作液气化为最小液气比1.5倍 试求: (1) 最小液气化; (2) 所需理论板数; (3) 各组份吸取因子、吸取率 (4) 塔顶尾气构成及数量; (5) 塔顶应加入吸取剂量 解:(1) 最小液气化 (2)所需理论板数N (3)各组份吸取因子、吸取率 吸取因子,以甲烷为例: 吸取率,以甲烷为例: (4)塔顶尾气构成及数量(
50、见表) νN+1 A φ νN+1φ ν1 y1 H 13.2 0 0 0 13.2 34.68 C10 37.2 3.449 0.34 12.64 24.56 64.48 C2= 30.2 1.485 0.99 29.90 0.030 0.79 C20 9.7






