昆明理工化工原理下作业题(5)

对照式（1）和式（2）可得NT?OGLlnmG操作型计算

9-20．一精馏塔有五块理论板（包括塔釜），含苯50%（mol%）的苯－甲苯混合液预热至泡点，连续加入塔的第三块板上。采用回流比R=3，塔顶产品的采出率D/F=0.44。物系的相对挥发度α=2.47。求操作可得的塔顶、塔底产品组成xD、xw。（提示：可设xw=0.194作为试差初值） 解：

DxF?xW?FxD?xW；xD?xF?xW0.5?0.194?xW；先设xW?0.194，则xD??0.194?0.889

D/F0.44精馏段操作线方程因qy?xR30.889LWx?D?x??0.75x?0.222；提馏段操作线方程y?x?xW R?1R?13?13?1VV_?1，故L?L?qF?RD?F，V?V?(R?1)D，

R?F/DF/D?13?1/0.441/0.44?1x?xW?x??0.194?1.32x?0.0617 所以y?R?1R?13?13?1yy?相平衡方程x?；自塔顶逐板计算y1?xD?0.889；

??(??1)y2.47?1.47yy10.889x1???0.764；y2?0.75?0.764?0.222?0.795

2.47?1.47y12.47?2.47?0.889y20.795x2???0.611；y3?0.75?0.611?0.222?0.680

2.47?1.47y22.47?1.47?0.795y30.68x3???0.462；m?3；y4?1.32?0.764?0.0617?0.548

2.47?1.47y32.47?1.47?0.68y40.548x4???0.329；y5?1.32?0.329?0.0617?0.373

2.47?1.47y42.47?1.47?0.548y50.373x5???0.194；

2.47?1.47y52.47?1.47?0.373

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昆工化工原理作业（下册）

由计算结果可知xW?x5?0.194，与原设相符，故有xD?0.889；xW?0.194

9-*21．将上题（9-20）的加料口向上移动一块板，即第二块板上加料，求操作可得的xD、xw，并与上题结果作比较。（提

-4

示：可设xw=0.207作试差初值）。【答案：xD=0.00869; xW=3.27×10】

0.5?0.207?0.207?0.873；

0.44xR30.873x?D?x??0.75x?0.218 精馏段操作线方程y?R?1R?13?13?1R?F/DF/D?13?1/0.441/0.44?1x?xW?x??0.207?1.32x?0.0659 提馏段操作线方程y?R?1R?13?13?1y相平衡方程x?；逐板计算（计算时由x2?y3起，用提馏段操作线方程）

2.47?1.47y解:先设xW?0.207,则xD?NT y x 由计算得xW1 0.873 0.736 2 0.77 0.575 3 0.693 0.478 4 0.565 0.345 5 0.3 0.206 ?x5?0.206?0.207，与原设相符，故有xD?0.873；xW?0.207；

比较上题可知，当加料板位置偏离最佳加料位置时，将使塔顶、塔底产品纯度都下降。

9-*22．某精馏塔共有3块理论板，原料中易挥发组分的摩尔分率为0.002，预热至饱和蒸汽连续送入精馏塔的塔釜。操作时的回流比为R=4.0, 物系的平衡关系为y=6.4x。求塔顶、塔底产物中的易挥发组分含量。【答案：xW=0.0935; EmV=66.4%】

yN?1??x?D?1K?A?；1?KV?(R?1)K?(4?1)?6.4?8；q?0，塔釜进料，解：NT?ln?(1?A)?1yN?1LR4??AlnxW?A?K?xD?3.125?10?4所以yN?1?xF?0.002，则；?585（1）； ?4xW?3.125?10xR30.873x?D?x??0.75x?0.218；y?xF?0.0002时，又由该塔仅有精馏段，其操作方程y?R?1R?13?13?1x?xW，则0.002?0.8xW?0.2xD；即xD?4xW?0.001（2）；

将式（2）代人式（1）可解得xD?0.00869，xW?3.27?10?4。

第九章 液体精馏 思考题

9-1. 蒸馏的目的是什么? 蒸馏操作的基本依据是什么?答：分离液体混合物。 液体中各组分挥发度的不同。 9-3. 双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少?答：自由度为F=2(P一定，t～x或y；t一定，P～x或y)；P一定后，F=1。 9-4. 何谓泡点、露点? 对于一定的组成和压力, 两者大小关系如何?

答：泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。对于一定的组成和压力，露点大于或等于泡点。

9-8. 为什么α=1 时不能用普通精馏的方法分离混合物?答：因为此时y=x，没有实现相对分离。

9-9. 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同?答：平衡蒸馏是连续操作且一级平衡；简单蒸馏是间歇操作且瞬时一级平衡。 9-10. 为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件?

答：唯其如此，才能实现汽液两相充分接触、传质，实现高纯度分离，否则，仅为一级平衡。 9-11. 什么是理论板? 默弗里板效率有什么含义?

答：离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。 9-13. q值的含义是什么? 根据q的取值范围, 有哪几种加料热状态?

答：一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。

五种：过热蒸汽，饱和蒸汽，汽液混和物，饱和液体，冷液。

9-14. 建立操作线的依据是什么? 操作线为直线的条件是什么?答：塔段物料衡算。 液汽比为常数（恒摩尔流）。

9-15. 用芬斯克方程所求出的N是什么条件下的理论板数?答：全回流条件下，塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数。 9-16. 何谓最小回流比? 挟点恒浓区的特征是什么?

答：达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比，是设计型计算特有的问题。气液两相浓度在恒浓区几乎不变。 9-17. 最适宜回流比的选取须考虑哪些因素?答：设备费、操作费之和最小。 9-19. 何谓灵敏板?答：塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。

9-20. 间歇精馏与连续精馏相比有何特点? 适用于什么场合?答：操作灵活。 适用于小批量物料分离。 9-21. 恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点是什么? 12

昆工化工原理作业（下册）

答：相同点：都加入第三组份改变相对挥发度；区别：①前者生成新的最低恒沸物，加入组分塔从塔顶出；后者不形成新恒沸物，加入组分从塔底出。②操作方式前者可间隙，较方便。③前者消耗热量在汽化潜热，后者在显热，消耗热量较少。

第十章 气液传质设备 习题

板式塔

10-1．某筛板塔在常压下以苯―甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由第九、第十两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为0.652与0.489（均为苯的摩尔分率）。试求第十块板的默弗里湿板效率。【答案：EmV=0.758】 解：EmV?yn?yn?1y10?y11?*y*n?yn?1y10?y11 ； 全回流下，表观操作线方程

苯-甲苯系统的?yn?1?xn，故有 y11?x10?0.489

2.48?0.489?0.704

1?1.48?0.489*?y10?x9?0.653 y10?x101?(??1)x10*?2.48，则y10?EmV?0.652?0.489?0.758

0.704?0.48910-3．一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。氯气的浓度为2%(mol)，要求出塔浓度低于0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为50%，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。 NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m=0。【答案：N实=10】 解：由m?0得

*yn?0； 每板EmV?yn?yn?1ynN； N块板逐板推得y出=y进； ?1?（1-EmV）*yn?yn?1yn?1?5y出2?10ln（)ln()y进0.02?10块

则N实??ln(1?EmV)ln(1?0.5)填料塔

10-5．某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成xD = 8.05×10，残液组成xW=8.65×10（均为1,1-二氯乙烷的摩尔分率）。该塔的填充高度8m，物系的相对挥发度为α=1.10，问该种填料的理论板当量高度（HETP）是多少？【答案：HETP=0.356m】

?3?41?xwxlg[D?]lg[8.05?10?1?8.65?10]?3?41?xDxw1?8.05?108.65?10解：由芬斯克方程得Nmin???23.5（包括塔釜）

lg?lg1.1H8不包括塔釜NT?23.5?1?22.5 所以理论当量高度HETP???0.356m

NT22.5-3-4

第十章 气液传质设备 思考题

10-4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动?答：液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动 …… 此处隐藏：5073字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……