化工分離工程習(xí)題

1、v1.0可編輯可修改）的丙酮和 98% （摩爾）在環(huán)境狀態(tài)下的液相計(jì)算最小功。1 .在環(huán)境狀態(tài)下，將含有 35% （摩爾）丙酮的水溶液分離成 99% （摩; 的水。 若丙酮和水被認(rèn)為是理想溶液，計(jì)算以 1 kmol進(jìn)料為單位的最小功; 活度系數(shù)用Van Laar方程聯(lián)立，其常數(shù) A? = ， A =（丙酮組分為1 ）,解：（1）丙酮和水生成理想溶液，以1h為標(biāo)準(zhǔn),設(shè)料液量為1kmol，計(jì)算兩股產(chǎn)品nQ1和 nQ2nQ1 + nQ2= 1nQ1 x 99%+樂(lè) x 2%=K 35%聯(lián)立解得 1 = h， nQ2= h分離最小功的計(jì)算:Wn = x 298x xx + x + x(x + x) (

2、x + x)（2）應(yīng)用VanLaar方程計(jì)算液相活度系數(shù)2.0(1 2.0 0.35)2進(jìn)料：m 1 =1.70.65=，同理 ln 2 =99% 丙酮流股：ln 1 =x 10-4， ln 2 =98% 水流股：ln 1 =， ln 2 = x 10-4Wn = x 298x x x+x10 -4)+ x+ x x+x10 -4)+ x+ x+=2 對(duì)如下閃蒸操作計(jì)算： 有效能改變(T0 =311K );凈功耗10H2N2苯環(huán)己烷溫度K壓力kPa焓 kJ/h熵 kJ/h xk解：(1)已知 To= 311K,B=HD T)Sd= 331 X =B/=HW To Sw= 311 X =Bf=H

3、= - T)Sf= 311X =D=+=h習(xí)題2附圖流率kmol/h物流物流210物流物流213223222068進(jìn)料1-F,餾出物2-D，釜液3-W物流3物流3322W=+=hF=+=hBknjBj B 分離=out in=X +XX=h(2)熱量衡算：FH f Qr DHd WHwQcX()+ QR=x()+x()+ QCQ Q= Hk衛(wèi)To故-W= Q( 1 Tr) Q(1 Tc)(Tr = Tc =322K)=h3.苯-甲苯常壓精餾塔，進(jìn)料、餾岀液及釜液的流率和溫度，以及各組分的平均摩爾熱容如表所示, 環(huán)境溫度為20C，求各股物流的有效能和苯-甲苯精餾塔的最小分離功。物流流率kmol/

4、h苯的摩爾分?jǐn)?shù)溫度'C進(jìn)料322322322餾岀液2068釜液各溫度下苯、甲苯的平均熱容Cp, m , J/ mol xk組分 365 K355 K381 K苯甲苯解：B H ToS進(jìn)料： H1 =x 144X72+XX 72=molSl =x 144 X(ln365 - In293) (1/144)+ X X(ln365-In293) -X ln(1/=moIKB1 =-293X= mol餾出液：H 2 =xx 62+xx 62=molS2=X X(ln355 - ln293) -X ln(1/+ X 16439 X(ln355-ln293) -X ln(1/=molKB2 H 2T

5、0S2molH釜液： 3 =xx 88+xx 88 =molS3=x X(ln381-ln293) xln(1/+ x X(ln381- ln293) xln(1/=molKb3 = HsToS3=mol-W/nin=AB 分離=4住+作殳-n 1B=h4.用普通精餾塔分離來(lái)自加氫單元的混合烴類。進(jìn)料組成和相對(duì)揮發(fā)度數(shù)據(jù)如下表所示，試確定兩個(gè) 較好的流程。組分進(jìn)料流率kmol/h相對(duì)揮發(fā)度組分進(jìn)料流率kmol/h相對(duì)揮發(fā)度丙烷丁烯-2丁烯-1正戊烷正丁烯解：設(shè)丙烷、丁烯1、正丁烯、丁烯2、正戊烷分別為組分 A、B、C D E方法1:由經(jīng)驗(yàn)規(guī)則S2,難于分離的組分后分離，故先分為ABC和DE在ABC的分離過(guò)程中，由 C1規(guī)則，含量最多的首先分出，故分為AB和C,而由S2規(guī)則，也可分為 A和BC,故兩個(gè)較好的流程為:ABCDEABCDEABCDEDEBC5.某反應(yīng)器的流出物是 RH軽的各種氯化衍生物的混合物、未反應(yīng)的烴和HCI。根據(jù)如下數(shù)據(jù)，用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)兩種塔序。注:HCI具有腐蝕性。組分相對(duì)揮發(fā)純度要相對(duì)揮發(fā)度純度要求kmol/hkmol/hHCI5280%RH23095%ClRH35885%RHC1498%l2RCl31698%解:設(shè) HCL RH、RCb、RHCI、RHC2分另U為組分 A B、C D、CE兩個(gè)組分最后分離，而由S1規(guī)則得出，A組分應(yīng)首先分出