昆明理工化工原理下作业题(3)

y2?y1(1??)?0.01?(1?0.9)?0.001

y1?y'20.01?0.0013解得y?0.0013 ????0.87

y10.01'2'（2）由物料衡算G(y1?y2)?L(x1?x2)得

'''x1'?G1'(y1?y'2)?x2??(0.01?0.0013)?0.00035?0.00325 L3第八章 气体吸收 思考题

8-1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪?

答：吸收的目的是分离气体混合物。基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。

8-2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性?

答：溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。 8-3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系?

答：m=E/P=HCM/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。 8-6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么？

答：P/PBm 表示了主体流动对传质的贡献。无漂流因子。因为没有主体流动。

8-9.传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别?

0.5

答：表面更新理论考虑到微元传质的非定态性，从k∝D推进到k∝ D。 8-10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制? 答：mky<>kx时，液相阻力控制。 8-22. 化学吸收与物理吸收的本质区别是什么? 化学吸收有何特点?

答：溶质是否与液相组分发生化学反应。 高的选择性，较高的吸收速率，降低平衡浓度ye。

第九章 液体精馏 习题

相平衡

9-2.乙苯、苯乙烯混合物是理想物系，纯组分的蒸汽压为：乙苯 logPA苯乙烯 logPB00?6.08240?0

1424.225213.206?t

?6.08232?1445.58?0.821 式中P的单位是kPa，t为℃。

209.43?65.33试求：（1）塔顶总压为8kPa时，组成为0.595（乙苯的摩尔分率）的蒸汽的温度。（2）与上述汽相成平衡的液相组成。6

昆工化工原理作业（下册）

【答案：t=65.35℃ ； xA=0.512】

?p?Ap?pB 解：（1）yA? 设温度为65.33℃ ??ppA?pB1424.2250?0.969得p?由logPA?6.08240?A?9.314kPa

213.206?65.331445.580??0.821得pB由logPB?6.08232??6.623kPa

209.43?65.339.3148?6.623??0.595 假设基本正确，所以t=65.33℃。 则yA?89.314?6.623?p?pB8?6.623（2）xA????0.512 ?pA?pB9.314?6.6239-3．乙苯、苯乙烯精馏塔中部某一块塔板上总压为13.6kPa，液体组成为0.144（乙苯的摩尔分率）试求： （1）板上液体的温度； （2）与此液体成平衡的汽相组成。 【答案：t=81.36℃ ; yA=0.187】

00

已知丁烷（A）和戊烷（B）的混合物是理想物系，40℃下纯组分的饱和蒸汽压为：PA=373.3kPa；PB=117.1kPa。 解（1）设液体温度为81.36℃。

1424.225?1.247得p?A?17.673kPa

213.206?81.361445.580??1.111得pB由logPB?6.08232??12.915kPa

209.43?81.36?p?pB13.6?12.915则xA????0.144 原假设正确，所以板上液体的温度为t=81.36℃。 ?pA?pB17.673?12.915由logPA0?6.08240?p?x17.673?0.144（2）yA?AA??0.187

p13.69-5．某二元混合液100kmol，其中含易挥发组分0.40。在总压101.3kPa下作简单精馏。最终所得的液相产物中，易挥发

物为0.30（均为摩尔分率）。试求：（1）所得汽相产物的数量和平均组成；（2）如改为平衡蒸馏，所得汽相产物的数量和组成。已知物系的相对挥发度为α=3.0。【答案：（1） 解：（1）ln=31.3kmol;

=0.619（2）

=38.0kmol;y=0.563】

W1x1?x2110010.41?0.3?[ln1??ln] ? ln?[ln?3ln] 解得：W2?68.7kmol W2??1x21?x1W23?10.31?0.4_W268.7则W汽?100?68.7?31.3kmol y?x1?(x1?x2)?0.4?(0.4?0.3)?0.619

W1?W2100?68.7?x23?0.3（2）y???0.563 由物料衡算（W1?W汽）x2?W汽y??1x1

1?(??1）x21?(3?1)?0.3x?x0.4?0.3?38.0kmol ?W汽?W112?100?y?x20.563?0.3物料衡算、热量衡算及操作线方程

9-6．某混合液含易挥发组分0.24，在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.03（均为易挥发组分的摩尔分率）。试求：（1）塔顶产品的采出率D/F；（2）采用回流比R=2时，精馏段的液汽比L/V及提馏段的汽液比V/L；（3）采用R=4时，求L/V及L/V。设混合物在塔内满足恒摩尔流条件。【答案：（1）D/F=0.228；（2）L/V=0.667;

=0.470 (3)L/V=0.8 ;

=1.68】

?D?W?F?D?W?F解：（1）由物料衡算?解得：D/F=0.228 ??D?W?F0.95D?0.03W?0.24F?xWxF?xD__LRDR2????0.667因为q?1,L?L?qF?RD?F,V?V?(1?q)F?(R?1)D， (2)

V(R?1)DR?13 7

昆工化工原理作业（下册）

所以

LV__?R?F/D2?1/0.228V??2.19 ? _?0.470

(R?1)2?1L___（3）

LR4LR?F/D4?1/0.228V???0.8 _???1.68 ? _?0.595 VR?15(R?1)4?1LV=14.32kmol/h】

9-7．苯、甲苯混合液中含苯30%（摩尔%），预热至40℃以10kmol/h的流量连续加入一精馏塔。塔的操作压强为101.3kPa。塔顶馏出液中含苯95%，残液含苯3%，回流比R=3。试求塔釜的蒸发量是多少？【答案：解：查苯-甲苯相平衡，得xF11?0.3时，ts?98.6?C；由t?(tF?tS)?(40?98.6)?69.3?C，查得

22 cp苯?148kJ/(kmol??C),cp甲苯?175kJ/(kmol??C)，r苯?33300kJ/kmol,r甲苯?39200kJ/kmol，则cp?cp苯xF?cp甲苯(1?xF)?148?0.3?175?0.7?166.9kJ/mol

cp r?r苯xF?r甲苯(1?xF)?33300?0.3?39200?0.7?37430kJ/kmol166.9?(98.6?40)?1.26

r37430?D?W?F?D?W?10由物料衡算? 解得：D=2.93kmol/h ???0.95D?0.03W?0.3?10?DxD?WxW?FxFq?1?(tS?tF)?1?则V?(R?1)D?4?2.93?11.72kmol/h,V?V?(1?q)F?11.72?(1?1.26)?10?14.32kmol/h

_9-*8．某混合物含易挥发组分0.10（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽状态连续加入精馏塔的塔釜。加料量为10kmol/h，塔顶

产品组成为0.90，塔釜排出的残液组成为0.05。试求： （1）塔顶全凝器的蒸汽冷凝量；（2）回流比R及塔内的液气比L/V。【答案：(1)V=10kmol/h ; (2)R=16; L/V=0.941】

解：（1）由物料衡算

?D?W?F?D?W?10 ???D?W?F0.90D?0.05W?0.1?10?xWxF?xD解得：D=0.588kmol/h；V?F?10kmol/h

V10?1??1?16 （2）V?(R?1)D，R?D0.588LRDR16????0.941 V(R?1)DR?117习题 9-8 附图

9-*10．某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的汽、液两相互成平衡。汽相作产品，液相作回流，参见附图。设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精馏段操作线方程。如该塔的塔顶采用的是全凝器，馏出液组成xD与上述采用冷凝器时的汽相产品组成相同，试比较采用分凝器与全凝器两种情况下的操作线方程。【答案：略】 解：由精馏段一截面与塔顶（包括分凝器在内）作物料衡算， 得Vy?Lx?Dy0

y?LDR1x?y?x?y0 VVR?1R?1R1x?xD 当采用全凝器时，精馏段操作线为y?R?1R?1可知当选用的回流比一致，且xD?y0时两种情况的操作线完 全一致，在y?x图上重合，分凝器相当于一块理论板。

若回流比为R，则

习题 9-10 附图

精馏设计型计算

9-12．欲设计一连续精馏塔用以分离含苯与甲苯各50%的料液，要求馏出液 …… 此处隐藏：4720字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……