化工原理总复习题答案.doc

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1、1.解：利用安托尼公式分别计算80℃时苯与甲苯两种纯组分饱和蒸气压，即由于全凝器中，进入塔顶的蒸气与已冷凝的馏出液组成相同，即：由道尔顿分压定律解得2.解：（1）代入数据解此方程组，得D=43.8kmol/h，W=56.2kmol/h。（2）饱和液体进料时，V=V’，即V=132kmol/h，则：L=V–D=132-43.8=88.2kmol/hR=L/D=88.2/43.8=2精馏段操作线方程3．苯和甲苯在92℃时的饱和蒸气压分别为143.73kN/m2和57.6kN/m2。求：苯的摩尔分率为0.4,甲苯的摩尔分率为0.6的混合液在92℃时各

2、组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸气组成。此溶液可视为理想溶液。解：由拉乌尔定律PA=143.73×0.4=57.492kN/m2PB=57.6×0.6=34.56kN/m2系统压力P=PA+PB=57.492+34.56=92.052kN/m2平衡蒸气组成yA=PA/P=57.492/92.052=0.625yB=PB/P=34.56/92.052=0.3753.解：由拉乌尔定律PA=143.73×0.4=57.492kN/m2PB=57.6×0.6=34.56kN/m2系统压力P=PA+PB=57.492+34.56=92.052kN/m2平

3、衡蒸气组成yA=PA/P=57.492/92.052=0.625yB=PB/P=34.56/92.052=0.3754.解：（1）由题知，y1=xD=0.95，R=2由相平衡方程，得即由精馏段操作线方程则（2）V=L+D，L/D=R，V=（R+1）D∴V=3×50=150kmol/h，L=2×50=100kmol/h5．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段y=0.8x+0.172提馏段y=1.3x–0.018求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：由精馏段操作线方程，得R=4；，得xD=0.86将提馏段操作线方程与对角线方程y=x

4、联立解得x=0.06，即xw=0.06将两操作线方程联立解得x=0.38因是泡点进料，q=1，q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，∴xF=0.386.分析：欲解提馏段的蒸气量，须先知与之有关的精馏段的蒸气量。而又须通过才可确定。可见，先确定最小回流比，进而确定是解题的思路。理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程的交点恰好落在平衡线上，所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。解：（１）由相平衡方程及进料方程联立解得　　　取则再由物料衡算方程及解得（2）已知由相平衡关系再由精馏段操作线方程解得7.分析：因题中未给

5、平衡相图，只可考虑逐板计算法求理论板数。当料液直接加入塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利用不同的操作线方程与相平衡方程交替使用计算各板的气液相组成，直至时止。解：由,,代入物料平衡方程及联立解得=0.34整理精馏段操作线方程(a)而相平衡方程整理成（b）交替利用(a)(b)两式逐板计算由代入(b)得代入(a)得代入(b)整理提馏段操作线方程由则y=即(c)将代入(C)得-代入（b）得故包括塔釜在内共需3块理论塔板。8.分析：因为出分凝器的冷凝液与未液化的蒸气成相平衡关系，故分凝器相当一层理论塔板。应注意，自分凝器回流塔内的液相组成与自全凝器

6、出来的产品组成不同。解：（1）由平衡方程及泡点进料时精馏段操作线方程再由平衡方程及得代入精馏段操作线方程(2)由当泡点进料时，则9.分析：前已述及，分凝器相当于１块理论板，利用分凝器内气液相平衡关系即可确定上升的蒸气组成,而与回流液组成恰好又是操作线关系，利用此操作线方程即可顺利解出回流比。另外确定塔内实际板数时，应注意用图解法求出的理论板数中是包括了起理论板作用的分凝器和塔釜两块“虚拟板”的。解：(1)回流比与釜液组成由于分凝器中末凝气相组成又知自分凝器入塔的回流液组成由相平衡方程即　解得再由相平衡方程得则精馏段操作线方程为即　　解得由全塔物

7、料衡算方程及将代入物料衡算方程解得(2)实际塔板数10.解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为即由相平衡方程，得联立两方程，解得x=0.367，y=0.592此点坐标（0.367，0.592）即为（xq，yq）。因xF=0.44，即xq＜xF＜yq，说明进料的热状况为气液混合进料。由q线方程，此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点有解出q=0.67611.解：精馏段操作线方程依精馏段操作线方程将该板和上层板的气液相组成代入有(a)再将该板和下层板的气液相组成代入有(b)联立（a）、（b）解得，则精馏段操作线方程为即（2）提馏段操作线方程提

8、馏段操作线方程的通式为将(泡点进料)代入上式则有转化上式为（C）根据即解得将有关数据代入（c），则提馏段操作线方程为即12.分析：此塔为提馏塔，且无塔