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精 馏 习 题 课

精 馏 习 题 课. 第 六 章. 主要掌握的内容 1. 相对挥发度定义 ; 2. 理想溶液的相平衡方程 ; 3. 物料衡算式 ; 4. 三条操作线方程 ; 5. 热状态参数的确定 ; 6. 回流比与最小回流比的计算 7. 理论塔板数计算 , 图解法 , 逐板计算法 , 捷 算法。. 主要公式 ：. 5. 泡点进料 q = 1 露点进料 q = 0 气液混合物进料 q = 液相所占分率.

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精 馏 习 题 课

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  1. 精 馏 习 题 课 第 六 章

  2. 主要掌握的内容 1.相对挥发度定义; 2.理想溶液的相平衡方程; 3.物料衡算式; 4.三条操作线方程; 5.热状态参数的确定; 6.回流比与最小回流比的计算 7.理论塔板数计算,图解法,逐板计算法, 捷 算法。

  3. 主要公式：

  4. 5. 泡点进料 q = 1 露点进料 q = 0 气液混合物进料 q = 液相所占分率 8. L' = L + q F V ' = V + ( q – 1 ) F

  5. 连续精馏塔分离含苯40%(mol%)的苯— 甲苯混合液，要求塔顶馏分含苯90%。釜产品含 苯不大于10%，回流比采用最小回流比的1.6倍， 塔顶采用全凝器，进料量为100kmol/h ,求： 1.求塔顶采出率及回收率； 2.当进料为20℃的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、 气化的蒸气量、提馏段的回流量； 3.自塔顶向下数，第二块理论板上升蒸气组成； 4.自塔釜向上数，第一块理论板回流液的组成； 5.加料板上的气液含量；

  6. 6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置； 7.由图中求( 3 )、（5）所问； 8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？ 9.如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论板数及加料板位置; 10.比较冷液、泡点、气液混合物的Rmin，说明了什么问题？ 已知：γ（苯）= 93kcal/kg γ（甲苯）= 86 kcal/kg cp（苯）= cp（甲苯）= 1.84kJ/kg·℃

  7. 1. 求塔顶采出率( D / F ) 及回收率( DxD / FxF )； 解方程组得: D = 37.5 kmol/h W = 62.5 kmol/h D/F = 37.5/100 =0.375 DxD / FxF = 0.375×0.9 / ( 100×0.4 ) = 0.844

  8. 求:V、V '、L' V = L + D = DR + D L→ R → Rmin V ' = V +（q - 1）F L '= L+ qF V ' 、 L '→ q △t = 泡点温度-进料温度 ** 泡点温度由物系的相 平衡关系与含量得到。 2.当进料为20℃的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、气化的蒸气量、提馏段的回流量；

  9. ℃ 106 95 85 0.1 0.4 0.9 x - y

  10. Cp△t = ( 0.4×1.8×4×78 + 0.6×1.84×92)(95 - 20) = 11925 kJ / kmol γ = ( 0.4 × 93 × 78 + 0.6 × 86 × 92 ) × 4.18 = 31972 kJ / kmol q = ( 11925 + 31972 ) / 31972 = 1.37 q 线方程:

  11. 求最小回流比与回流比 求操作平均温度: t = ( 85 + 106 ) / 2 = 95 查 95℃时,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为: PA0 = 155.7 kPa PB0 = 63.3 kPa α = PA0 / PB0 = 155.7 / 63.3 = 2.46

  12. xq、yq 为相平衡线与任一操作线交点坐标值。 R=1.6Rmix= 1.6×0.944 = 1.51

  13. V = L+ D = R D + D = 37.5 ×1.51 + 37.5 = 94.13 kmol / h V´= V + ( q – 1 ) F = 94.13 + ( 1.37 – 1 ) × 100 = 131.13 kmol / h L´= L+ q F = R D + q F = 1.51 × 37.5 +1.37 × 100 = 193.6 kmol / h

  14. y1= xD= 0.9 3.自塔顶下数，第二块理论板上升蒸气组成；

  15. 4.自塔釜向上数，第一块理论板回流液 组成； = 1.478 x - 0.0477 yw= 1.478 x1 - 0.0477 x1= 0.175

  16. 5.加料板上的气液含量； x’q是逐板计算法中加料板的判断依据。

  17. 6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置； 理论板为： 7块 加料板为： 第4块板

  18. 7.由图中求(3)、（5）所问；

  19. 如果已知下图,求最小回流比yq yq = 0.7 xq = 0.48 xD= ? xW =? xF =?

  20. 8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？ 泡点进料 xq = xF= 0.4

  21. 9.如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论板数及加料板位置;9.如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论板数及加料板位置; ** q值等于进料中液相所占分率 R = 1.6×1.858 = 2.97

  22. 最少理论塔板数

  23. 最少理论塔板数

  24. 如何确定加料板位置(即确定精馏段板数)

  25. 热状态参数的变化对最小回流比的影响 ** 进料带进的热量升高,回流液的量应增加。

  26. 已知：精馏段方程 y = 0.8 x + 0.172提馏段方程 y = 1.3 x - 0.018 露点加料,求: (1) R 、xD、 xW、xF ; （2）当F=100kmol/h，求 D、W、L、V ’。 解：

  27. 精馏段方程 y = 0.8 x + 0.172提馏段方程 y = 1.3 x - 0.018 求: xW 对角线方程 y = x xW=0.06 xW = 0.06

  28. 露点加料 求：xF 精馏段方程 y = 0.8 x + 0.172提馏段方程 y = 1.3 x - 0.018 0.8 x + 0.172 = 1.3 x - 0.018 xq’= 0.38 yq’= 0.476 xF = yq'= 0.476

  29. （2）当F = 100 kmol/h，求 D、W、L、V' D＝52 kmol W= 48 kmol L= R D = 4×52＝208 kmol q = 0 V’ =V – F = ( L+ D) - F = 208 + 52 – 100 = 160 kmol

  30. 习题答案 4. （1） ＝2.44 （2） y=2.44x/(1+1.44x) • D=1280 W=3720 x=0.9378 • (1) F=788.6 W=608.6 (2) R=3.72 • (1) V=116.2 (2) R=1.95 • xF=0.38 xD=0.86 xW=0.06 R=4 • L=118.7 V’=158.2 • q=1.34 q = 0.57 • Rm1=1.5 Rm2= 2.17 • N=14.4

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