内容发布更新时间 : 2024/12/22 19:20:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

它们的恒沸组成为苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4℃，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希望得到几乎纯净的苯，试计算： ①所需恒沸剂量。

②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。（以100kmol/h进料计）

解：以100kmol/h进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg，恰好与料液中的环己烷组成恒沸物，进料量和塔顶恒沸物的量和组成分别为 。

对环己烷作物料平衡 ； 恒沸剂S的用量为

由于塔釜希望得到几乎纯净的苯，

3. 在转盘塔中有机溶剂萃取烃类混合物中的芳烃。原料处理量100吨/天，溶剂：进料=5：1（质量）。取溶剂相为连续相。有关物性数据为

溶剂 =1200Kg/ ,

烃 =5.924 N/m

转盘塔转速n=0.5 。结构尺寸的比例为： ， ， 。试计算所需塔径。

解：为计算塔径。必先求特性速度 ，而 的计算式中含由特定的塔径，故应试差。 假设 D=2.1m 则 , =1.26m, =0.21m

由式（5-30）得 =0.069/s

由式（5-35）

由式（5-33）

设计速度取液泛速度的75%

由式（5-39）

由于D=2.05可直接圆整成2.1m，故不再继续试差。

4. 已知A、B两组分在压力p=760mmhg下所形成的均相恒沸物的组成XA=0.65 （摩尔分率），在恒沸温度下纯A组分的饱和蒸汽压电效应507mmhg，纯B组分的饱和蒸气压=137=mmhg求： a.在恒沸组成条件下的活度系数。

b.该恒沸物是最低温度恒沸物还是最高温度恒沸物？为什么？ a.均相恒沸物的特点

b.该恒沸物是正偏差最温度的恒沸物，因为两组分得活度系数皆为大

于1，故一定是正偏差物系。

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：

K1=165，K2=27， K3=8.1， K4=3.2

??xi??yi0.050.100.300.55?????0.2129?1 Ki165278.13.2选异丁烷为参考组分，则

K4?KG??xi?3.2?0.2129?0.6813

由K4?0.6813和t=25℃查图2-1a得p=650kPa：

K1=28，K2=5.35， K3=1.7， K4=0.681

??xi??yi0.050.100.300.55?????1.003?1 Ki285.351.70.681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

??yi??Kixi?165?0.05?27?0.10?8.1?0.30?3.2?0.55?15.14?1

选异丁烷为参考组分，则

K4?KG3.2??0.2114 ?yi15.14由K4?0.2114和t=25℃查图2-1a得p=2800kPa：

K1=6.1，K2=1.37， K3=0.44， K4=0.2114

??yi??Kixi?6.1?0.05?1.37?0.10?0.44?0.30?0.2114?0.55?0.6903?1

K4?KG0.2114??0.30 6?yi0.6903由K4?0.306和t=25℃查图2-1a得p=1550kPa：

K1=11.0，K2=2.2， K3=0.70， K4=0.306

??yi??Kixi?11.0?0.05?2.2?0.10?0.7?0.30?0.306?0.55?1.148?1

K0.306K4?G??0.27

?yi1.148由K4?0.27和t=25℃查图2-1a得p=1800kPa：

K1=9.6，K2=1.9， K3=0.62， K4=0.27

??yi??Kixi?9.6?0.05?1.9?0.10?0.62?0.30?0.27?0.55?1.004?1

则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa。 c.t=25℃，p=1MPa=101.3kPa

K1=165，K2=27， K3=8.1， K4=3.2

?zi0.050.100.300.55?????0.2129?1 Ki165278.13.2?Kizi?165?0.05?27?0.10?8.1?0.30?3.2?0.55?15.14?1

故在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率等于1。

2. 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 1 2 3 4 5 6 7 组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 xiF/摩尔% 33.8 5.8 33.2 25.7 0.50 0.20 0.70 Ki / 1.7 0.28 0.18 0.033 0.022 0.004 解： 取100Kmol进料为基准，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%

D2?5.8?0.98?5.684Kmol； B2?5.8?5.684?0.116Kmol

乙烯的回收率为96%

B3?33.2?0.96?31.872Kmol；D3?33.2?31.872?1.328Kmol

D?D1?D2?D3?33.8?5.684?1.328?40.812Kmol

或B??Bi?0.116?31.872?25.7?0.50?0.30?0.70?59.188Kmol

i?27B?F?D?100?40.812?59.188Kmol

x1D?D1D33.85.684??0.828x2D?2??0.139D40.812D40.812；

x3D?x2B?x4B?x6B?D31.328??0.033D40.812

BB20.11631.872??0.002x3B?3??0.538B59.188B59.188； BB425.700.50??0.434x5B?5??0.008B59.188B59.188；B6B0.300.70??0.005x7B?7??0.012B59.188B59.188；

将计算结果列表如下： 组 zi xiD xiB Di Bi 分 H2 0.330.82/ 33.8 CH4 8 8 0.005.684 0.116 C2H4 0.58 0.132 1.328 31.87C2H6 0.339 0.53/ 2 C3H6 2 0.038 / 25.70 C3H8 0.253 0.43/ 0.50 C4 7 / 4 / 0.30 0.00/ 0.0040.810.70 5 / 8 2 59.180.00/ 0.008 3 1.005 0.000 0.017 2 1.001.000 0 不清晰分割物料衡算

由?iH?Ki计算各组分的相对挥发度，结果列表。 KH序 号 1 2 3 4 5 6 7 组 分 H2 CH4 C2HC2HC3HC3HC4 4 6 6 8 xiF/摩尔% Ki αi3 33.8 / / 5.8 1.7 33.2 25.7 0.50 0.20 0.70 0.28 0.18 0.030.020.003 2 4 6.071.0 0.640.110.070.01