分离工程习题解答.doc

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1、［例2-3］  求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa压力下的泡点温度。B.露点温度  a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液，Ki只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的p－T－K图（见图2-1）。   假设T＝50℃，p＝0.2MPa，查图求Ki，         组分   xi      Ki      yi=Kixi         正丁烷 0.15   2.5   0.375         正戊烷 0.40   0.76  0.304         正已烷 0.45   0.28  

2、0.126         说明所设温度偏低,选正丁烷为KG,。查p-t-k图t为58.7,再设T＝58.7℃，重复上述计算得       故泡点温度为58.7℃。解：B.露点温度,假设T＝80℃，p＝0.2MPa，查图求Ki，         组分   xi      Ki      yi/Ki=xi         正丁烷 0.15   4.2   0.036         正戊烷 0.40   1.6  0.25         正已烷 0.45   0.65  0.692      选正戊烷为参考组分，则由,查图2-1a得t=78℃K1=4，K2=1.56，K3=0.6，故混合物

3、在78℃。［例2-7］进料流率为1000kmol/h的轻烃混合物，其组成为：丙烷(1)30%；正丁烷(2)10%；正戊烷(3)15%；正已烷(4)45%(摩尔)。求在50℃和200kPa条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。   解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T和p，从p-T-K图查Ki，再采用上述顺序解法求解。   (1)核实闪蒸温度   假设50℃为进料泡点温度，则         假设50℃为进料的露点温度，则         说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。   (2)求Ψ，令Ψ1=0.1(最不利的初值)            

4、 =0.8785   因f(0.1)>0，应增大Ψ值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ的一个方程:            计算R-R方程导数公式为：                     当Ψ1=0.1时,         由(2-62):         以下计算依此类推，迭代的中间结果列表如下：迭代次数Ψf(Ψ)df(Ψ)/d(Ψ)12340.10.290.460.510.87850.3290.0660.001734.6311.8911.32—   f(Ψ4)数值已达到p-T-K图的精确度。   (3)用式(2-57)计算xi，用式(2-58)计算yi    

5、           由类似计算得:x2=0.0583,y2=0.1400   x3=0.1670,y3=0.1336   x4=0.6998,y4=0.2099   (4)求V，L      kmol/h      kmol/h   (5)核实和      ，   因Ψ值不能再精确，故结果已满意。(1)(2)(3)一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。解1：因为各组分都是烷烃，所以汽、液相均可以看成理想溶液，值只取决于温度和压力。可使用烃类的P-T-K图。⑴泡点压力的计算：75348假设P=2.0MPa，因T=2

6、5℃，查图求组分i甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)异丁烷(4)∑0.050.100.300.551.008.51.80.570.260.4250.180.1710.1430.919=0.919＜1，说明所设压力偏高，重设P=1.8MPa组分i甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)异丁烷(4)∑0.050.100.300.551.009.41.950.620.280.470.1950.1860.1541.005=1.005≈1，故泡点压力为1.8MPa。⑵露点压力的计算：假设P=0.6MPa，因T=25℃,查图求组分i甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)异丁烷(4)∑0.050.100.300.551.00

7、26.05.01.60.640.00190.020.18750.85941.0688=1.0688＞1.00，说明压力偏高，重设P=0.56MPa。组分i甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)异丁烷(4)∑0.050.100.300.551.0027.85.381.690.680.00180.01860.17750.80881.006=1.006≈1，故露点压力为0.56MPa。解2：(1)求泡点压力：设P1=1000KPa，由