化工原理答案.pdf

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1、蒸馏5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。解：全塔物料衡算（质量分数表示）FDWFxDxWxFDWDxD由题意得：F=4000，xF=0.3，xW=0.5，D100%0.88代入上式得FxF0.1240000.30.05WW2880kg/h故D400028801120kg/hFx

2、0.8840000.3DFx0.943DD1120下面用摩尔分数表示0.943/76x0.974D0.943/760.057/1541811200.974D14.36kmol/h766在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q值。（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料（1）查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg，水的汽化热为2300kJ/kg，故平均汽化热为：0.41150320.6230018r1

3、676.27kJ/kg0.4320.6180.4320.618由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为：75.340t57.65℃m2查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K溶液平均比热为0.42.65320.64.1818cp3.35kJ/kgK0.4320.6180.4320.618最后由热状态参数q定义得：cptr3.35(75.340)1676.27q1.07r1676.27（2）泡点进料q=1（3）饱和

4、蒸汽进料q=07对于习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（摩尔分数），回流比为2.5，试求产品流量，精馏段下降液体流量和提馏段上升蒸气流量。假设恒摩尔流。解：对全塔进行物料衡算F=D+WFxF=DxD+WxW代入题中所给数据得：1000.4D0.95（100D）0.04解得：D=39.56kmol/h则：W=100-39.56=60.44kmol/hL=RD=2.5×39.56=98.9kmol/hV(R1)D（2.51）3

5、9.56138.46kmol/h根据恒摩尔假设V’=V+(q-1)F=138.46+(1.07-1)×100=145.46kmol/h11用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。原料液中含A0.44，馏出液中含A0.957（摩尔分数）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.63，试说明原料液的热状况，并求出q值。x-yDq解：最小回流比Rminy-xqqx气液平衡曲线yq1（1）xq将题中所给数据xD=0.957，Rmin=1.63和α=2.5带入两式，2.5xq

6、0.957-11.5xq=1.632.5xq-xq11.5xq解得：xq=0.366yq=0.591qyF-yq0.440.591所以2.04q-1x-x0.440.366Fq则q=0.671原料液热状况为汽液混合进料12在连续精馏塔中分离某组成为0.5（易挥发组分摩尔分数）的两组份理想溶液。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，其组成为0.88，全凝器提供组成为0.95的合格产品。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为96%，若测得塔顶第一层板的液相组成

7、为0.79，试求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若馏出液量为100kmol/h，则原料液为多少？解：（1）操作回流比和最小回流比以分凝器为第零块板，则有yx0.95，x0.880D0x0由相平衡方程知：y01（1）x00.88即0.9510.88（1）解得α=2.59由x1用相平衡方程求得y1x2.590.791y0.90711（1）x11.590.791由精馏段操作线方程求操作回流比R，R1yxx10DR1R1R10.9070.88

8、0.95R1R1解得R=1.593最小回流比由下式求得x-yDqRmin因q=1故xq=xF=0.5y-xqqx2.590.5Fyy0.721qF1（1）x11.590.5F0.950.721故Rmin1.0360.7210.5（2）原料液流量FDx1000.95D由回收率知0.96FxF0.5F解得F=198kmol/h吸收7.在101.33kPa，27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度都很3低，