《化工原理答案》word版

《《化工原理答案》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第六章蒸馏11、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q线方程分别为y=0.8x+0.19；y=-0.5x+0.675,试求：（1）进料热状况参数q及原料液组成xF；（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。解：由q线方程y=-0.5x+0.675知故q=1/3又故xF=0.675（1-q）=0.675×（1-1/3）=0.45因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q线的交点，所以yq=-0.5xq+0.675yq=0.8xq+0.18联立求解xq=0.373yq=0.48912、用逐板计算习题10中泡点进料时精馏段所需理论板层数。在该组成范围内平衡关系可近似表达为y=0.46x+

2、0.545解：由习题10知xF=0.4、xD=0.95、R=2.6设塔顶为全凝器，故y1=xD=0.95由平衡关系y1=0.46x1+0.545=0.95得x1=0.88由精馏段操作线方程得y2=0.72×0.88+0.26=0.89又0.46x2+0.545=0.89得x2=0.75同理y3=0.72×0.75+0.26=0.80又0.46x3+0.545=0.80得x3=0.55y3=0.72×0.55+0.26=0.66又0.46x4+0.545=0.6624得x4=0.25

3、含苯0.5（摩尔分数，下同），塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.06，操作回流比为2.6。试求理论板层数和进料板位置。平衡数据见例6-2表。解：用图解法求NT在y-x相图上找出xW=0.06、xF=0.50、xD=0.95，对应点为c、e、a。由回流比R=2.6得精馏段操作线截距在图中确定b点，并连接ab为精馏段操作线。已知原料为饱和液体，故q=1，q线为e点出发的一条垂直线，与精馏段操作线交于d点，连接cd为提馏段操作线。绘阶梯数为9，故NT=8（不包括再沸器）。由图可知第五块为进料板。习题6－13附图习题6－14附图2414、在常压下用连续精馏塔分离甲醇－水溶液。已知原料液中甲醇含量

4、为0.35（摩尔分数，下同）馏出液及釜液组成分别为0.95和0.05，泡点进料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，操作回流比为最小回流比的2倍。求（1）理论板层数及进料板位置；（2）从塔顶向下第二块理论板上升的蒸汽组成。平衡数据见习题10。解：（1）根据第10题的平衡数据作出y-x图，由图中可知q线与平衡线交点坐标为xq=0.35、yq=0.70由式（6-36）得R=2Rmin=2×0.71=1.42由精馏段操作线截距与a点连接，作出精馏段操作线ab。ab与q线交于d，连接cd即为提馏段操作线。绘出阶梯数为8，故理论板层数为8（包括再沸器），进料板为第6块（2）图中查得从塔顶第二块板上升的蒸汽

5、组成为0.93。15、用简捷法求算习题13中连续精馏塔所需的理论板层数。解：由习题13图中读得q线与平衡线交点坐标为xq=0.50yq=0.71由式（6-36）得吉利兰图中横坐标由吉利兰图中读得纵坐标由例6-2知αm=2.46由式（6-34a）24所以解之NT=8（不包括再沸器）与习题13结果一致。16、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95（均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度α＝2.0，若操作回流比R=1.5Rmin，进料热状况参数q=1.5，塔顶为全凝器，试计算塔顶向下第二块理论板上升的气相组成和下降液体的组成。解：由相平衡方程式

6、①由q线方程②式①②联立求解，得到交点坐标xq=0.484、yq=0.652由式（6-36）得R=1.5Rmin=1.5×1.77=2.66精馏段操作线方程为用逐板计算法：因塔顶为全凝器，则y1=xD=0.95由平衡线方程得x1=0.905由精馏段操作线方程24由相平衡方程得x2=0.8517、用常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液。已知原料液流量100kmol/h，组成为0.40，馏出液及釜液组成分别为0.95和0.03（均为摩尔分数），进料温度为40℃，塔顶全凝器，泡点回流，R=3.0，塔釜为间接蒸汽加热，加热蒸气压力为300kPa（绝压），若忽略热损失，试求：（1）加热蒸汽用量；（2）冷却水

7、用量（设冷却水进出口温差为15℃）解：由全塔物料衡算查得xF=0.40时，泡点温度ts=96℃，而进料温度tF=40℃，故为冷进料。查ts=96℃时苯、甲苯的汽化潜热为rA=389.4KJ/kgrB=376.8KJ/kg则rm=0.4×389.4×78+0.6×376.8×92=32950kJ/kmol查℃下CPA=CPB=1.88kJ/（kg.℃）则CPm=0.4×1.88×78+0.6×1.8