化工原理第五章精馏题.docx
- 文档编号:1084899
- 上传时间:2022-10-16
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:28.95KB
化工原理第五章精馏题.docx
《化工原理第五章精馏题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理第五章精馏题.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化工原理第五章精馏题
五蒸馏
汽液相平稳
苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:
t90 100110120130
p7601008 13351740223028203020
p 719760
若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作:
(1)苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图;
(2)用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。
苯—甲苯混合液的组成x=(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平稳汽相组成。
又苯和甲苯的混合气含苯40%(体积%),求常压下的露点。
已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。
苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p、p[mmHg],按下述Antoine方程计算:
式中t为温度[℃]。
lgp=p=
某双组分理想物系当温度t=80℃时,p=,p=40kPa,液相摩尔组成为xA=,试求:
(1)与此液相组成相平稳的汽相组成yA;
(2)相对挥发度α。
一双组分精馏塔,塔顶设有分凝器,已知进入分凝器的汽相组成y1=(摩尔分率,下同),冷凝液组成xD=,两个组分的相对挥发度α=2,求:
(1)出分凝器的汽相组成yD=?
(2)出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/VD=?
习题4附图
在1atm下对x=(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏,当馏出量为原料的1/3时,求现在刻的釜液及馏出物的组成。
设x=周围平稳线可近视为直线,其方程为y=+
某二元混合物原料中易挥发组分xF=(摩尔组成),用平稳蒸馏的方式使50%的物料汽化,试求气相中易挥发组分的回收率。
(设相对挥发度为3)
将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入持续操作的精馏塔,馏出液中含有95%的易挥发组分,残液中含有3%易挥发组分。
塔顶蒸汽量为850[kmol/h],回流量为670[kmol/h],塔顶采纳全凝器,试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。
现有一持续精馏塔只有精馏段,用于A、B两组分的分离。
已知A与B的分子量别离为78与92,进料量为100[kg/h],含A组成为10%(质量%以下同),进料状态为饱和蒸汽自塔底送入,如图示。
若是要求馏出产品中A的组成为95%,残液中A的组成为1%,试求:
(1)塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h]?
(2)回流比R?
(3)写出该塔操作线的数值表达式。
在持续精馏塔中,精馏段操作线方程
y=+,q线方程为y=+,试求:
(1)回流比R
(2)馏出液组成xD
(3)进料液的q值
(4)当进料组成xF=时,精馏段操作线与
提馏段操作线的交点处xq值为多少?
并要求判定进料状态。
习题8附图
一常压精馏塔将含苯(摩尔分率以下同)的苯
甲苯混合液1000[kg/h],分离为组成xD=塔顶产品和xw=的底部产品。
已知回流比R=,进料温度为20℃,料液平均比热为[kJ/kmol·℃],在常压下苯的汽化潜热为30807[kJ/kmol],甲苯汽化潜热为33320[kJ/kmol]。
试求:
(1)精馏段上升蒸汽量V和下降的液体量L[kmol/h];提馏段上升蒸汽量V′和下降的液体量L′[kmol/h];
(2)求塔顶冷凝器的热负荷;如利用水为冷却剂,且水初温为20℃,出口温度为50℃,求每小时耗水量[kg/h]?
(3)求再沸器的热负荷;设加热所用水蒸汽压强为[kgf/cm2](绝压),求蒸汽消耗量[kg/h]?
(4)写出提馏段操作线方程数值表达式。
在常压持续精馏塔中分离二元混合物,进料为饱和液体,其中易挥发组分含量为(摩尔分率),回流比R=3,提馏段操作线斜率为,截距为,求xD。
由一层理论板与塔釜组成的持续精馏塔,每小时向塔釜加入含甲醇40%(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol,要求塔顶馏出液组成xD=,塔顶采纳全凝器,回流比R=3,在操作条件下的平稳关系为y=+,求:
(1)塔釜液组成xw;
(2)每小时能取得的馏出液量D。
某持续精馏操作中,已知操作线方程如下:
精馏段y=+习题12附图
提馏段y=试求馏出液和釜液的组成及回流比。
若原料为饱和蒸汽进料,求其组成?
某二元系统精馏塔在泡点下进料,全塔共有三块理论板及一个再沸器,塔顶采纳全凝器,进料位置在第二块理论板上,塔顶产品组成xD=(摩尔分率),二元系统相对挥发度α=4,进料组成为xF=(摩尔分率),回流比R=1时,求:
(1)离开第一块板的液相组成x1为多少?
(2)进入第一块板的气相组成y2为多少?
(3)两操作线交点d的气液组成?
组成为xF=的原料以汽液混合状态进入精馏塔,其中气液摩尔比为1:
2,塔顶xD=(以上均为摩尔分率),易挥发组分回收率为95%,回流比R=,相对挥发度α=,试求:
(1)原料中汽相和液相组成;
(2)列出提馏段操作线方程。
精馏设计型计算
欲设计一持续精馏塔用以分离苯和甲苯各50%的料液,要求xD=96%,xw=5%(以下均为摩尔%)。
泡点进料,操作回流比R=3,系统相对挥发度为,试用逐板计算法求所需的理论板数与加料板的位置。
某二元混合液的精馏操作进程如图所示。
已知原料以饱和液体状态直接加入塔釜,原料组成xF=(摩尔分率,下同),要求塔顶产品组成xD=,D/F=的操作条件下,物系的α=,塔顶设全凝器,泡点回流。
若设计回流比R=,求为完成上述分离任务所需的理论板板数。
(操作知足恒摩尔流假定)。
习题17附图习题19附图
乙烯—乙烷混合液于饱和蒸汽状态加入精馏塔中,回流比R=5,且已知xD=,xw=,xF=(均为乙烯的摩尔分率)。
试用图解法求取所需的理论板数。
用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为,流量为100kmol/h的甲醇—水溶液,泡点进料,并要求塔顶产品含甲醇为,塔底产品含甲醇为(以上均为摩尔分率),已知精馏段操作线为:
y=+;操作条件下的平稳关系如图所示,试求:
(1)塔顶及塔底的产品流量(kmol/h);
(2)塔的理论板数及进料位置:
(3)流入再沸器的液相流量及组成,离开再沸器的气相流量及组成。
用一持续精馏塔分离苯与氯苯混合物,xF=,xD=(以上均为摩尔分率)。
进料状态为汽液混合物,其中汽液比为1:
2(摩尔比)。
苯与氯苯的平均相对挥发度α=。
试求:
(1)原料中汽相和液相组成;
(2)最小回流比Rmin。
试用捷算法计算环氧乙烷—环氧丙烷持续精馏塔的理论板数与加料板位置。
如全塔效率EO=70%,求实际板数(釜可视为一块理论塔板)和实际加料板位置。
已知xF=,xD=,xw=(皆为环氧乙烷的摩尔分率),R=min,相对挥发度α=,饱和液体进料。
今用持续精馏塔同时取得两种产品xD1=,xD2=(如图所示),已知xF=(以上均为摩尔分率),泡点进料,R=2,相对挥发度α=,D1/D2=2(摩尔比)。
求精馏段所需的理论论板数。
(逐板计算法与图解法都可)。
现用持续精馏塔将含甲醇35%与水65%的混合液分离,以便取得含甲醇95%的馏出液与含甲醇4%的残液(均为%摩尔)。
操作回流比R=,料液温度为20℃,釜顶用直接蒸汽加热,试用图解法求理论板数。
已知35%的甲醇水溶液泡点为78℃,比热为0.88[kcal/kg·℃];水的汽化潜热为552[kcal/kg]。
在1atm下,甲醇—水的平稳数据如下:
x
0
y
0
x
y
习题22附图习题24附图
在常压持续精馏塔中分离A、B混合液(如图所示)。
两股进料情形如下:
F1=100kmol/h,xF1=(摩尔分率,下同);F2=200kmol/h,xF2=,均为饱和液体进料。
要求分离后馏出液中组分A含量不小于,釜液中组分A浓度不于,操作回流比为2。
试求两股进料间的操作线方程。
精馏操作型计算
一精馏塔有24层塔板(实际板数),用于分离xF=的苯—甲苯溶液。
全塔效率为50%,泡点进料,加料板位置为第14层板。
现要求xD=,再沸器最大蒸发能力V′=[kmol/h],求馏出液的最大产量。
为测定塔内塔板效率,在常压下对苯—甲烷物系进行全回流精馏。
待操作稳固后,测得相邻三层塔板的液相组成为:
xn-1=,xn=,xn+1=。
相对挥发度α=,求第n板和n+1板的板效率。
如图示的精馏塔具有一块实际塔板及一只蒸馏釜,原料予热到泡点,由塔顶持续加入,xF=(摩尔分率,以下同)。
今测得塔顶产品易挥发组分的回收率为80%,且xD=,系统的相对挥发度α=。
试求该块塔板的板效率。
设蒸馏釜可视为一块理论塔板。
如图所示的苯—甲苯常压持续精馏塔,塔顶设置全凝器,泡点回流。
塔内有三层理论板,而且塔釜可视
为一层理论板,每小时100kmol含苯50mol%的苯—甲苯
混合液,从第三层塔板以泡点状态加入。
塔顶产品含苯85kmol%,相平稳关系如图如示。
试求:
(1)回流比R,塔底排出液组成Xw,塔顶产品D及塔釜蒸发量V′;
(2)当回流中断,进料情形及塔釜供热状况仍维持不变时,精馏塔处于什么状态?
综合计算题
拟设计一常压持续精馏塔以分离某易挥发组分含量为40%(mol%下同),流量为100kmol/h的料液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料。
回流比为最小回流比的倍,全塔效率为,操作条件下物系的平稳关系见附图。
试求:
(1)完成份离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置;
(2)若F、xF、Np为不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的方法有哪些?
用一持续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物,塔顶设全凝器,塔底设有再沸器,进料量为150kmol/h,其中含苯(摩尔分率,下同),泡点进料,通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为%,塔底产品中苯的组成为,实际操作回流比R=,已知操作条件下平稳关系如图所示,若设该塔在最适宜位置进料。
试求:
(1)塔顶、塔底产品流量及塔顶组成;
(2)该塔具有理论板数和进料位置;
(3)精馏段及提馏段液气比各为多少?
(4)因长期操作再沸器内结垢,试问对塔顶产质量有何阻碍?
如何才能维持
正常生产?
(设产品流量不变)。
某两组分混合液用精馏分离,其易挥发组分在进料中浓度为50%(摩尔),泡点进料,系统的相对挥发度α=2,塔顶出料是进料量的60%(摩尔%),如现采有的理论板数为无穷多,试计算:
(1)R=时釜底与塔顶产口的组成各为多少?
(2)R=时,试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示用意。
某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部,已知xF=(摩尔分率,下同),xD=,xw=,相对挥发度α=3,回流比R=2Rmin。
试求:
(1)提馏段操作线方程;
(2)进入第一块理论板(由顶往下数)的汽相浓度;
(3)若因故塔釜停止加热,欲维持XD不变应如何操作?
现在塔釜排液xw=?
用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中易挥发组分,饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入,加料组成xF=(摩尔分率,下同),温度为20℃,F=100kmol/h,料液由塔顶加入,无回流,试求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率η。
在本题范围内平稳关系可表示为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 原理 第五 精馏