最新蒸馏回收率计算公式1 精品.docx
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最新蒸馏回收率计算公式1 精品.docx
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蒸馏回收率计算公式
篇一:
蒸馏计算题第五章蒸馏【例5-1】苯()与甲苯()的饱和蒸气压和温度的关系数据如本题附表1所示。
试利用拉乌尔定律和相对挥发度,分别计算苯—甲苯混合液在总压为10133下的气液平衡数据,并作出温度—组成图。
该溶液可视为理想溶液。
例5-1附表1温度,℃°,°,80.1101.3340.085116.946.090135.554.095155.763.3100179.274.3105204.286.0110.6240.0101.33解:
(1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据,在某一温度下由本题附表1可查得该温度下纯组分苯与甲苯的饱和蒸气压与,由于总压为定值,即=10133,则应用式5-4求液相组成,再应用式5-5求平衡的气相组成,即可得到一组标绘平衡温度—组成(--)图的数据。
以=95℃为例,计算过程如下:
?
?
?
10133?
633?
0412?
?
1557?
633?
?
?
?
1557和?
?
?
0412?
063310133其它温度下的计算结果列于本题附表2中。
例5-1附表2,℃80.11.0001.000850.7800.900900.5810.777950.4120.6331000.2580.4561050.1300.262110.600?
根据以上数据,即可标绘得到如图5-1所示的--图。
(2)利用相对挥发度计算气液平衡数据因苯—甲苯混合液为理想溶液,故其相对挥发度可用式5-12计算,即?
?
?
以95℃为例,则?
1557?
246633其它温度下的值列于本题附表3中。
通常,在利用相对挥发度法求-关系时,可取温度范围内的平均相对挥发度,在本题条件下,附表3中两端温度下的数据应除外(因对应的是纯组分,即为-曲线上两端点),因此可取温度为85℃和105℃下的平均值,即?
254?
237?
2462将平均相对挥发度代入式5-13中,即246?
?
1?
?
?
11?
146并按附表2中的各值,由上式即可算出气相平衡组成,计算结果也列于附表3中。
比较本题附表2和附表3,可以看出两种方法求得的-数据基本一致。
对两组分溶液,利用平均相对挥发度表示气液平衡关系比较简单。
例5-1附表3,℃80.11.0001.000852.540.7800.897902.510.5810.773952.460.4120.6331002.410.2580.4611052.370.1300.269110.600【例5-2】对某两组分理想溶液进行简单蒸馏,已知=05(摩尔分率),若汽化率为60%,试求釜残液组成和馏出液平均组成。
已知常压下该混合液的平均相对挥发度为216。
解:
设原料液量为100,则=100×06=60=-=100-60=40因该混合液平均相对挥发度为α=216,则可用式1-25求釜残液组成2,即?
1?
2?
1?
1?
?
?
?
1?
1?
1?
?
2?
1?
2?
1?
05或100?
0916?
?
216?
40216?
1?
21?
05?
?
试差解得2≈0328馏出液平均组成可由式1-27求得,即60?
100?
05?
40?
0328所以?
0614计算结果表明,若汽化率相同,简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果,即馏出液组成更高。
但是平衡蒸馏的优点是连续操作。
【例5-3】每小时将15000含苯40%(质量%,下同)和甲苯60%的溶液,在连续精馏塔中进行分离,要求釜残液中含苯不高于2%,塔顶馏出液中苯的回收率为971%。
试求馏出液和釜残液的流量及组成,以摩尔流量和摩尔分率表示。
解:
苯的分子量为78;甲苯的分子量为92。
进料组成?
釜残液组成?
4078?
0444078?
6092278?
00235278?
9892原料液的平均分子量=044×78+056×92=858原料液流量=15000858=1750依题意知==0971()所以=0971×175×044()全塔物料衡算+==175+=或+00235=175×044()联立式,,,解得=800=950=0935【例5-4】分离例5-3中的溶液时,若进料为饱和液体,选用的回流比=20,试求提馏段操作线方程式,并说明操作线的斜率和截距的数值。
解:
由例5-3知=00235=95=175=80而==20×80=160因泡点进料,故?
?
?
1?
将以上数值代入式5-41,即可求得提馏段操作线方程式?
?
1?
160?
1?
17595?
?
?
00235160?
175?
95160?
175?
95?
?
1?
14?
?
00093或该操作线的斜率为14,在轴上的截距为-00093。
由计算结果可看出,本题提馏段操作线的截距值是很小的,一般情况下也是如此。
【例5-5】用一常压操作的连续精馏塔,分离含苯为044(摩尔分率,以下同)的苯—甲苯混合液,要求塔顶产品中含苯不低于0975,塔底产品中含苯不高于00235。
操作回流比为35。
试用图解法求以下两种进料情况时的理论板层数及加料板位置。
(1)原料液为20℃的冷液体。
(2)原料为液化率等于13的气液混合物。
已知数据如下:
操作条件下苯的汽化热为389;甲苯的汽化热为360。
苯—甲苯混合液的气液平衡数据及--图见例5-1和图5-1。
解:
(1)温度为20℃的冷液进料①利用平衡数据,在直角坐标图上绘平衡曲线及对角线,如本例附图1所示。
在图上定出点(,)、点(,)和点(,)三点。
②精馏段操作线截距=?
0975?
0217,在轴上定出点。
连,即得到精馏段?
135?
1操作线。
③先按下法计算值。
原料液的汽化热为?
044?
389?
78?
056?
360?
92?
31900由图1-1查出进料组成=044时溶液的泡点为93℃,平均温度=93?
20?
565℃。
由附2录查得在565℃下苯和甲苯的比热容为184(·℃),故原料液的平均比热容为?
184?
78?
044?
184?
92?
56?
158(·℃)?
?
158?
93?
20?
?
31900所以?
?
?
136231900?
1362?
376?
11362?
1再从点作斜率为376的直线,即得线。
线与精馏段操作线交于点。
④连,即为提馏段操作线。
⑤自点开始在操作线和平衡线之间绘梯级,图解得理论板层数为11(包括再沸器),自塔顶往下数第五层为加料板,如本题附图1所示。
(2)气液混合物进料①与上述的①项相同;②与上述的②项相同;①和②两项的结果如本题附图2所示。
③由值定义知,=13,故线斜率=?
13?
?
05?
113?
1过点作斜率为-05的直线,即得线。
线与精馏段操作线交于点。
④连,即为提馏段操作线。
⑤按上法图解得理论板层数为13(包括再沸器),自塔顶往下的第7层为加料板,如附图2所示。
由计算结果可知,对一定的分离任务和要求,若进料热状况不同,所需的理论板层数和加料板的位置均不相同。
冷液进料较气液混合进料所需的理论板层数为少。
这是因为精馏段和提馏段内循环量增大的缘故,使分离程度增高或理论板数减少。
【例5-6】分离正庚烷与正辛烷的混合液(正庚烷为易挥发组分)。
要求馏出液组成为095(摩尔分数,下同),釜液组成不高于002。
原料液组成为045。
泡点进料。
汽液平衡数据列于附表中。
求
(1)全回流时最少理论板数;
(2)最小回流比及操作回流比(取为15)。
例5-6汽液平衡数据1.00.6560.4871.00.810.6730.3110.1570.0000.4910.2800.000解
(1)全回流时操作线方程为+1=在-图上为对角线。
自点(、)开始在平衡线与对角线间作直角梯级,直至=002,得最少理论板数为9块。
不包括再沸器时=9-1=8。
(2)进料为泡点下的饱和液体,故线为过点的垂直线。
由=045作垂直线交对角线上得点,过点作线。
由-图读得==045,=064根据式(6-41)=?
?
095?
064?
163?
064?
045=15=15×163=245【例5-7】乙醇水系统当摩尔分数=03时,要求摩尔分数=08,泡点进料。
最小回流比为多少?
乙醇水系统的平衡数据列于下表,-图如例5-7附图所示。
解:
乙醇水系统的平衡曲线有下凹部分,求最小回流比自点(、)作平衡线的切线并延长与轴相交于点。
截距?
0385?
1?
?
0385?
08?
0385?
10803850385若依正常平衡曲线求,联结,点所对应之平衡组成为==03=0575根据式(5-46)?
?
?
08?
0575?
0818?
0575?
03当最小回流比为108,比0818还大时,已出现恒浓区,需要无穷多块塔板才能达到点。
所以对具有下凹部分平衡曲线的物系求时,不能以平衡数据(、)代入式5-46求取。
例5-7的汽液平衡数据篇二:
回收率要求我是做中药的,对西药不是很了解,但我知道中药的回收率是95~105%。
对于特殊品种,如黄芪的含量测定,公认的很难达到标准,但也要求你的申报资料达到要求。
审评专家说“你的资料上的内容明显都不符合标准,我又如何让你通过评审,最起码你的申报资料要达到标准的要求。
但是你作实验就要注意了,你可以从作的很多实验里面选出5个达到要求的数据。
”其中的意思要靠大家自己去领会。
我不了解你所测定成分的性质,就我感觉你是不是可以从对照品的加入方式,还有对照品的溶解方式,溶媒的选择上再试一试。
我在做中药的过程中发现有些成分选用不同的溶媒溶解的时候,液相色谱图的峰形还是有变化的。
【资料】加标回收率对样品测试准确度的影响加标回收率对样品测试准确度的影响准确度既可用于说明测量结果,也可用于测量仪器的示值。
当用于测量结果时,表示测量结果与被测量真值之间的一致程度。
在一定条件下可用加标回收率来表示样品测定的准确度。
在理化分析中,用测定加标回收率表示准确度的方法有一定的局限性,主要有以下几方面:
一般认为加入试样中的标准物质的量与试样待测物质的量相近为易,尽管这项要求并不严格,但较大量的差别所引起的误差是应该重视的。
众所周知,由于生产工艺的差别和环境、原料被测对象、定位、测量条件等的差异变化规律难以掌握,所以很难估计到试样中待测物质的量,而且即使能估计到试样中待测物质的量,由于标准物质的浓度变化范围小,对环境、温度条件、测量条件要求高,不易做到合适的加入量。
亚硝酸的盐氮是自然界中氮循环的中间产物,即使环境、温度状况较稳定,氮的各种形态的转换也在不断进行,一旦环境、温度状况有所变化,试样中氮的某一形态必然会发生较大变化,如果此时用标准物质测定加标回收率,必然会有更大误差。
加入标准物质的形态,性质与试样中待测物质未必一致,处理步骤就有所不同,这容易增加新的待测物质损失,而且加入的标准物质还有可能与试样中其他物质发生化学反应,从而产生固体沉淀及挥发性气体之类物质,势必会造成更大误差。
用氰化物标准物质加入试样中测定加标回收率时,如试样的值过低,则易产生挥发性气体,氰化物会被分解,会导致测定值的偏低,亚硝酸的盐氮的测定也存在类似的情况。
有的试样中待测物质不稳定或方法中所用药品,试剂不稳定,此时也不适宜用测定加标回收率的方法来反映操作的准确度,硫化物标准物质加入试样后就很容易产生沉淀或被分解,用对氨基二甲基胺光度测定时,其所得加标回收率范围仅为80-95%,在做氰化物的工作曲线时,氰化物标准溶液的浓度由硝酸银溶液来标定,两次标定的终点显示均为不明显的颜色变化属半定量分析的范围,所以尽管标准曲线的准确度,精密度易于合乎要求,但进一步提高分析水平则不易做到,所以这两个项目操作水平的高低仅用测定加标回收率来反映不是最佳的方法。
总之用测定加标回收率的方法来反映分析操作水平时,特别需要注意相应的条件,切
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