分离过程典型例题.doc

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1、典型例题-计算题1.已知第一脱甲烷塔的进料组成及操作条件下各组分的相平衡常数如下表所示，要求甲烷的蒸出率为98%，乙烯的回收率为96%，试分别按清晰分割和不清晰分割方法计算馏出液和釜液的组成，并比较两种计算结果。序号1234567组分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4xiF/摩尔%33.85.833.225.70.500.200.70Ki/1.70.280.180.0330.0220.004解：取100Kmol进料为基准，选取甲烷为轻关键组分，乙烯为重关键组分。按清晰分割的概念，组分1为轻组分，全部从塔顶馏出液在采出，组分4、5、6、7为重组分，全部从塔釜液中采出

2、。由于甲烷的蒸出率为98%；乙烯的回收率为96%；或；；；；将计算结果列表如下：组分H2CH4C2H4C2H6C3H60.3380.580.3320.2570.0050.8280.1390.033///0.0020.5380.4340.00833.85.6841.328//0.11631.87225.700.50C3H8C40.0030.0071.000//1.0000.0050.0121.000//40.8120.300.7059.188不清晰分割物料衡算由计算各组分的相对挥发度，结果列表。序号1234567组分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4xiF/摩尔%3

3、3.85.833.225.70.500.200.70Ki/1.70.280.180.0330.0220.004αi3/6.0711.00.6430.1180.0790.014由于氢气的相对挥发度很大，该组分全部从塔顶馏出液中采出。由和分别计算组分4、5、6、7的分布。对组分4：；而由此计算得；对组分5：；而由此计算得；将计算结果列表如下：组分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C40.3380.580.3320.2570.0050.0030.0071.0000.8240.1390.0320.005///1.000/0.0020.5400.4320.0080.0050.0

4、121.00033.85.6841.3280.189///41.0010.11631.87225.5110.500.300.7058.9991.要求在常压下分离环己烷a.（沸点80.8℃）和苯b.（沸点80.2℃），它们的恒沸组成为苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4℃，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希望得到几乎纯净的苯，试计算：①所需恒沸剂量。②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。（以100kmol/h进料计）解：以100kmol/h进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg，恰好与料液中的环己烷组成恒沸物，进料量和塔

5、顶恒沸物的量和组成分别为。对环己烷作物料平衡；恒沸剂S的用量为由于塔釜希望得到几乎纯净的苯，1.甲醇a.-丙酮b.在55.7℃时形成恒沸物，其恒沸组成为，水和苯均可作为萃取剂进行萃取精馏以分离甲醇和丙酮，试通过计算确定水c.与苯d.的选择度，并据理说明哪种萃取剂更佳及塔顶馏出液各为何种物质？已知：；；；；；；；；；；解：以水作萃取剂以苯作萃取剂，以苯作为萃取剂进行萃取精馏分离甲醇和丙酮更佳，而水作为萃取剂比不加入萃取剂时的效果更差。由于甲醇的沸点（64.7℃）高于丙酮（55.7℃），则塔顶馏出物为丙酮，塔釜馏出物为甲醇和苯。2.乙酸甲酯a.和甲醇b.混合物在45℃时为恒沸物，

6、今以水为溶剂进行萃取精馏，已知其组成为，；；；；；；。试求其选择度，并说明塔顶馏出何物？解：由于甲醇的沸点（64.7℃）低于乙酸甲酯（℃），则塔顶馏出物为甲醇酮，塔釜馏出物为乙酸甲酯和水。1.某裂解气组成如下表所示。组分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10∑0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000现拟以i-C4H10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%的乙烯，原料气的处理量为100kmol/h，塔的操作压力为4.052Mpa，塔的平均温度按-14℃计，求：①为完成此吸收任务所需最小液气比。②操作液气比若取为最小液气比的1.5倍，试

7、确定为完成吸收任务所需理论板数。③各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。④塔顶应加入的吸收剂量。解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa和-14℃下各组分的相平衡常数列于下表。a.最小液气比的计算在最小液气比下，9，b.理论板数的计算操作液气比关键组分的吸收因子为理论板数c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成由和以及；；进行计算结果见表。组分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10∑0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000Ki/3.150.720.5