分离过程计算题.doc

《分离过程计算题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算类型第一章：1：假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求：（1）总变更量数Nv;（2）有关变更量的独立方程数Nc；（3）设计变量数Ni;（4）固定和可调设计变量数Nx,Na；解：3股物流均视为单相物流：总变量数Nv=3(C+2)=3c+6独立方程数Nc物料衡算式C个热量衡算式1个相平衡组成关系式C个1个平衡温度等式1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na＝02：满足下列要求而

2、设计再沸汽提塔见附图，求：（1）设计变更量数是多少？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解：Nxu进料c+2压力9c+11=7+11=18Nau串级单元1传热1合计2NVU=Nxu+Nau=20附加变量：总理论板数。第二章：1：以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及异丁烷d.55%。试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，并确定在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率。解：a.求混合物在25℃时的露点压力设p=1MPa=101.3kPa，由t=25℃查图2-1a得：K

3、1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2选异丁烷为参考组分，则由和t=25℃查图2-1a得p=650kPa：K1=28，K2=5.35，K3=1.7，K4=0.681故混合物在25℃时的露点压力为650kPa。b.求混合物在25℃时的泡点压力设p=1MPa=101.3kPa，由t=25℃查图2-1a得：K1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2选异丁烷为参考组分，则由和t=25℃查图2-1a得p=2800kPa：K1=6.1，K2=1.37，K3=0.44，K4=0.2114由和t=25

4、℃查图2-1a得p=1550kPa：K1=11.0，K2=2.2，K3=0.70，K4=0.306由和t=25℃查图2-1a得p=1800kPa：K1=9.6，K2=1.9，K3=0.62，K4=0.27则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa。c.t=25℃，p=1MPa=101.3kPaK1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2故在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率等于1。2：含有80%（mol）醋酸乙酯（A）和20%(mol)乙醇（E）的二元物系。液相活度系数用VanLaar方程

5、计算，AAE=0.144，AEA=0.170。试计算在101.3kPa压力下的泡点温度和露点温度。解：由Vanlaar方程得：，得＝1.0075, 得=1.1067因为低压气体可视为理想气体，故，得 （1） 泡点温度时，设T＝348.15K，由安托尼方程得＝94.377kPa,  ＝88.651kPa故+==0.945<1, 可知所设温度偏低，重设T＝349.82K：此时＝99.685kPa,  ＝94.819kPa+=＝1.00033≈1故泡点温度为349.82K（2） 求露点温度，此体系可视为理想气体，

6、由，得设T＝349.8K由安托尼方程得＝99.620kPa,  ＝94.743kPa，故＝＝1.4>1，故所设温度偏低重设T＝350.1K时＝0.992≈1故露点温度为350.1K3：某混合物含丙烷a.0.451（摩尔分数），异丁烷b.0.183，正丁烷c.0.366，在t=94℃和p=2.41Mpa下进行闪蒸，试估算平衡时混合物的气化分率及气相和液相组成。已知K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72。解：设=0.5，由t=94℃，p=2.41MPa=2410kPa，K1=1.42，K2=0.86，K

7、3=0.72得：故混合物处于两相区，可进行闪蒸计算。故=0.594。由，得；；；或；；或第三章：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

8、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。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H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H80.3380.580.3320.2570.0050.0030.8280.1390.033////0.0020.5380.4340.0080.