清华大学化工原理_zyxt作业习题2

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1、化工原理(下)教学日历任课教师：余立新yulixin@tsinghua.edu.cn6278-9238(H),62788777(O)周次授课内容1序论分离过程与传递现象Ch1蒸馏§1蒸馏概述§2汽液平衡关系§3平衡蒸馏与简单蒸馏2§4精馏原理3§5板式塔课堂讨论1(连续精馏的特例)§6特种精馏4机动(国庆节)5§7多组分精馏简介课堂讨论2(9-17的扩展)精馏小结及小测验6Ch2吸收§1吸收概述§2气液平衡关系§3吸收过程设计计算7§4填料塔§5吸收过程的强化§6高浓度气体吸收8课堂讨论吸收小结Ch3萃取§1概述§2液液平衡关系§

2、3萃取过程计算9期中测验§3萃取过程计算10期中测验评述§4萃取设备§5萃取过程进展11课堂讨论12萃取小结"传质强化"专题Ch4干燥§1干燥概述§2湿空气性质13§3干燥平衡关系§4干燥动力学§5干燥器14干燥讨论1(干燥动力学)§6干燥过程设计计算15干燥讨论2(过程设计)干燥小结Ch5其它分离过程16Ch5其它分离过程课程总结第1周1.气液平衡数据的获取：请给出任意一个二元体系的汽液平衡数据，给出出处及获取该数据的途径,并分析用精馏方法分离该体系时可能具有的特点。2.分析简单蒸馏过程：分析是否可以用简单蒸馏的方法从7%(质量

3、分数)的乙醇发酵液制得75%(质量分数)的医用酒精？如果可以,最多可以得到多少？3.某两组分混合液100kmol，其中易挥发组分的摩尔分数为0.4,在101.33kPa下进行平衡蒸馏，最终所得液相产物中易挥发组分的摩尔分数为0.3，试求所得汽相产物的量和组成。假设该体系为理想体系，相对挥发度为3.0。定性分析如果将操作压力降低（即改为真空操作），那么两相产物的量和组成会如何变化？第2周1.用逐板计算法，图解法和简捷法计算如下精馏任务所需的理论板数和进料位置。请设计一分离苯-甲苯溶液的连续精馏塔，料液含苯0.5，要求馏出液中含苯0.

4、97，残液中含苯低于0.04(均为摩尔分数)，泡点加料时温度为多少，回流比取为最小回流比的1.5倍，最小回流比与塔釜浓度要求有关吗？苯与甲苯的相对挥发度平均可以取2.5，可以用恒摩尔流假设。*思考:计算过程中如果板数出现小数,该怎样理解和处理？第3周1.某常压连续精馏塔,共有15块塔板(不包括再沸器),用于精馏甲醇水溶液。进料中含有甲醇40%(质量百分数，下同)，要求馏出液中含甲醇98%，釜残液中含甲醇2%。假定实际操作为泡点进料，回流液为饱和液体，回流比为最小回流比的1.5倍。试确定(1)画出精馏系统的流程图；(2)进料温度；(

5、3)试求该塔的全塔板效率；(4)若进料甲醇的组成下降为30%，为达到相同的分离任务，应该采用何种措施(要求尽量定量说明)。2.Anequimolarmixtureofbenzeneandtoluneistobeseparatedinasieveplatetowerattherateof100kmol/hat1atmatmosphere.Theoverheadproductmustcontainatleast98molepercentagebenzene.Thefeedissaturatedliquid.Atowerisavaila

6、blecontaining24plates.Feedmaybeintroducedeitheronthe11thorthe17thplatefromthetop.Themaximumvaporizationcapacityofthereboileris120kmol/h.Theplatesareabout50%efficient.Howmanymolesperhourofoverheadproductcanbeobtainedfromthistower?第4周预习讨论题：一精馏塔直径已经确定，有40块实际板，正常操作时全塔效率在5

7、0%左右。用来分离苯和四氯化碳的混和液，常压下连续操作，进料量恒定，料液中含四氯化碳0.60(摩尔分数,下同),要求塔底釜残液中四氯化碳含量不高于0.20。试问塔顶产品中四氯化碳的含量最高可以达到多少?温度/°C80.279.378.878.57877.677.176.6蒸汽压/kPa苯101.3398.8097.897.3397.0696.896.66四氯化碳117.73113.46110.80107.60105.33103.20101.33第5周1.一精馏塔直径已经确定,有40块实际板,正常操作时全塔效率在50%左右。用来分离

8、苯和四氯化碳的混和液，常压下连续操作，进料量恒定，料液中含四氯化碳0.60(摩尔分数,下同),要求塔底釜残液中四氯化碳含量不高于0.20。试问塔顶产品中四氯化碳的含量最高可以达到多少?温度/°C80.279.378.878.57877.677.17