化工原理下册部分题

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1、1.某双组分理想物系当温度t=80℃时，PA°=106.7kPa，PB°=40kPa，液相摩尔组成xA=0.4，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵相对挥发度α。解：（1）xA=(P总－PB°)／(PA°－PB°)；0.4=(P总－40)／（106.7－40）∴P总=66.7kPa；yA=xA·PA°／P总=0.4×106.7／66.7=0.64（２）α=PA°／PB°=106.7／40=2.675.某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.723x+0.263和y'=1.25x

2、'-0.0188，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。解:已知两操作线方程:y=0.723x+0.263(精馏段)y′=1.25x′-0.0188(提馏段)∴R/(R+1)=0.723R=2.61xD/(R+1)=0.263xD=3.61×0.263=0.9494两操作线交点时,y=y′x=x′∴0.723x+0.263=1.25x-0.0188xF=0.5347饱和液体进料q=1,xF=x=0.5347提馏段操作线经过点(xW，xW)∴y′=xw=

3、1.25xW－0.0188xW=0.0752由全塔物料衡算F=D+WFxF=DxD+WxWD=(xF—xW)/(xD－xW)F=(0.5347-0.0752)/(0.9494-0.0752)×75=39.42kmol/h∵饱和液体进料V′=V=L+D=(R+1)D=3.61×39.42=142.3kmol/h6.已知某精馏塔进料组成xF=0.5，塔顶馏出液组成xD=0.95，平衡关系ｙ＝0.8ｘ＋0.2，试求下列二种情况下的最小回流比Rmin。⑴饱和蒸汽加料；⑵饱和液体加料。解：Rmin=(xD－yq)/(yq－xq)(1)；

4、yq=0.8xq+0.2(2)；yq=qxq/(q－1)－xf/(q－1)(3)⑴q=0,由(3)yq=xf=0.5，由(2)xq=(0.5-0.2)/0.8=0.375，Rmin=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6⑵q=1,由(3)xq=xf=0.5，由(2)yq=0.8×0.5+0.2=0.6，Rmin=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.59.用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%,塔顶产品组成xD=95％，产量D=50kmol/h，回流比R=2

5、Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求：1.Rmin(最小回流比)2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解：1.y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x)泡点进料q=1,xq=xF=0.5,yq=3×0.5/(1+2×0.5)=1.5/2=0.75Rmin/(Rmin+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9Rmin=4/5=0.82.V=V′=(R+1)D=(2×0.8+1)×50=130kmol/h3.y=[R/(R+

6、1)]x+xD/(R+1)=0.615x+0.36512.某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.4。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。解：（1）F=D+W，FxF=DxD＋WxW30=D+W，30×0.5=D×0.95+W×0.10∴D=14.1kmol/hW=15.9kmol/

7、h（2）xq=xF=0.5，yq=αxq／[1+(α—1)xq]=2.4×0.5/[1+(2.4—1)×0.5]=0.706Rmin=(xD－yq)／(yq－xq)=(0.95—0.706)/(0.706—0.5)=1.18，R=1.5×Rmin=1.5×1.18=1.77精馏段的操作线方程为：y=[R/(R+1)]x+xD／（R+1)=[1.77/(1.77+1)]x＋0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343y1=xD=0.95，x1=y1／[α－y1(α－1)]=0.95/[(2.4—0.95×(2.4—1)]

8、=0.888y2=0.639x1+0.343=0.910，x2=0.910/[2.4—0.910×(2.40-1)]=0.80818.用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料为150kmol／h，组成为0.4（摩