化工原理答案.docx

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1、20第六章蒸馏11、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q线方程分别为y=0.8x+0.19;y=-0.5x+0.675,试求：(1)进料热状况参数q及原料液组成Xf；(2)精馏段和提馏段两操作线交点坐标。解：由q线方程y=-0.5X+0.675知qq-1二-0.5故q=1/32020又-0675故xf=0.675(1-q)=0.675x(1-1/3)=0.45q-1因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q线的交点，所以yq=-0.5xq+0.675yq=0.8xq+0.18联立求解xq=0.373yq=0

2、.48912、用逐板计算习题10中泡点进料时精馏段所需理论板层数。在该组成范围内平衡关系可近似表达为y=0.46x+0.545解：由习题10知Xf=0.4、Xd=0.95、R=2.6设塔顶为全凝器，故y1=XD=0.95由平衡关系y1=0.46x1+0.545=0.95得X1=0.88由精馏段操作线方程2.6yn13.6Xn095=0.72xn0.263.6得y2=0.72X0.88+0.26=0.89又0.46x2+0.545=0.89得X2=0.75同理y3=0.72X0.75+0.26=0.80又0.46x3+0.54

3、5=0.80得X3=0.55y3=0.72X0.55+0.26=0.66又0.46x4+0.545=0.6620X4=0.25

4、10.952.610.95=0.262020在图中确定b点，并连接ab为精馏段操作线。已知原料为饱和液体，故q=1,q线为e点出发的一条垂直线，与精馏段操作线交于d点，连接cd为提馏段操作线。绘阶梯数为9，故Nt=8（不包括再沸器）。由图可知第五块为进料板。习题6—14附图14、在常压下用连续精馏塔分离甲醇—水溶液。已知原料液中甲醇含量为0.35（摩尔分数，下同）馏出液及釜液组成分别为0.95和0.05,泡点进料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，操作20回流比为最小回流比的2倍。求（1）理论板层数及进料板位置；（2）从塔顶

5、向下第二块理论板上升的蒸汽组成。平衡数据见习题10。解：（1）根据第10题的平衡数据作出y-x图，由图中可知q线与平衡线交点坐标为Xq=0.35、yq=0.70由式（6-36）得RXd-yq0.95-0.700.25071Rmin————U./1yq-Xq0.70-0.350.35R=2Rmin=2X0.71=1.42由精馏段操作线截距-Xd095二0.39与a点连接，作出精馏段操作线ab。R+12.428（包括再沸器）ab与q线交于d,连接cd即为提馏段操作线。绘出阶梯数为8,故理论板层数为进料板为第6块（2）图中查得从塔

6、顶第二块板上升的蒸汽组成为0.93。15、用简捷法求算习题13中连续精馏塔所需的理论板层数。解：由习题13图中读得q线与平衡线交点坐标为Xq=0.50yq=0.71由式（6-36）得RminXdfyq—Xq0.95-0.710.71-0.50=1.14R-R26—114吉利兰图中横坐标RRmin二=0.40R+13.6Nt—N由吉利兰图中读得纵坐标空一皿二0.32Nt+2由例6-2知am=2.46由式（6-34a）20Nmin皿代）（1『“疇牆,lg2.46xw2.47一仁5.3：50.39N_5所以0.32解之Nt=8（不

7、包括再沸器）Nt+2与习题13结果一致。0.95（均为进料热状况16、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度a=2.0，若操作回流比R=1.5Rmin,参数q=1.5，塔顶为全凝器，试计算塔顶向下第二块理论板上升的气相组成和下降液体的组成。解：由相平衡方程式yX竺①1+（G_1）X1+X由q线方程y=―qx-—F15x-04=3x-0.8②q-1q-10.50.5式①②联立求解，得到交点坐标Xq=0.484、yq=0.652由式（6-36）得r

8、xd-yq0.95—0.652Rmin1.77yq-Xq0.652-0.484R=1.5Rmin=1.5X1.77=2.66精馏段操作线方程为2020XdR1牟竺53.663.66=0.73x0.262020用逐板计算法：因塔顶为全凝器，则y1=XD=0.952x1由平衡线方程y1—得X1