化工原理__蒸馏作业.doc
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1、第六章 蒸馏作业1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 解:(查例1-1附表可得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PA0,PB0,由于总压P = 99kPa,则由x = (P-PB0)/(PA0-PB0)可得出液相组成)以t = 80.1为例 x = (P-PB0)/(PA0-PB0)=(99-40)/(101.33-40)= 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表t() 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11根据表中数
2、据绘出饱和液体线即泡点线t-x图.由图可查得当x = 0.5时,相应的温度为924.在常压下将某原料液组成为0.6(易挥发组分的摩尔分数)的两组分溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏,若汽化率为1/3,试求两种情况下的釜液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y = 0.46x + 0.549解:简单蒸馏由ln(W/F)=xxF dx/(y-x) 以及气液平衡关系y = 0.46x + 0.549得 ln(W/F)=xxF dx/(0.549-0.54x) = 0.54ln(0.549-0.54xF)/(0.549-0.54x) 汽化率1-q = 1/3,则 q = 2/3 即 W/F
3、= 2/3 ln(2/3) = 0.54ln(0.549-0.540.6)/(0.549-0.54x) 解得 x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得 y = 0.804平衡蒸馏 由物料衡算 D + W = F FxF = Wx + Dy 将W/F = 2/3代入得到 xF = 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得x = 0.509 再次代入平衡关系式得 y = 0.7835.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h,组成为0.3(二硫化碳的质量分数,下同)。若要求釜液组成不大于0.05,馏出液回收率为88。试求馏
4、出液的流量和组成,分别以摩尔流量和摩尔分数表示。解:由馏出液回收率 = DxD/FxF = 88 得馏出液的质量流量 DxD = FxF 88 = 40000.30.88 = 1056kg/h结合物料衡算 D + W = F FxF = WxW + DxD得xD = 0.943 馏出液的摩尔流量 D=1056/(760.943) = 14.7kmol/h 以摩尔分率表示馏出液组成 xD = (0.943/76)/(0.943/76)+(0.057/154) = 0.978.某连续精馏操作中,已知操作线方程式为:精馏段 y = 0.723x + 0.263;提馏段y = 1.25x 0.0187
5、。若原料液于露点温度下进入精馏塔中,试求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。解:露点进料 q = 0 精馏段 y = 0.723x + 0.263 ,过(xD ,xD)点,xD = 0.949提馏段 y = 1.25x 0.0187 ,过(xW ,xW)点,xW = 0.0748精馏段与y轴交于0 ,xD/(R+1) 即 xD/(R+1)= 0.263 R = 2.61联立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为(0.5345,0.6490) xF = 0.649或另解:9.在常压连续精馏塔中,分离苯-甲苯混合液。若原料为饱和液体,其中含苯0.5(摩尔分数,下同)。塔顶馏出液组成为0.9,塔底釜残
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- 化工 原理 _ 蒸馏 作业
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