分离工程第三章作业.docx

1、个人收集整理 勿做商业用途2。在连续精馏塔中，分离下表所示的液体混合物.操作压力为 2780.0kPa、加料量为 100kmola ih10.952。5910.8840.4220.296h。若要求馏出液中回收进料中 91。1乙烷，釜液中回收进料中 93.7的丙烯，试用清晰分割估算馏出液流量及各组分在两产品中的组成。序号123456组分甲烷乙烷丙烯丙烷异丁烷正丁烷xi0.050。350。150.200。150.10解 ：dLK=100*0 。 35*0 。 911=31 。 885 kmol wLK=1000。35（10.911)=3。115 kmol wHK=100*0 。 15*0.937=

2、14.055 kmol dHK=100*0.15（10.937)=0.945 kmol根据以上数据,以及按照清晰分割得出如下表格:编号组分进料馏出液di釜液 wi1甲烷5502乙烷3531。8853。1153丙烯150.94514.0554丙烷200205异丁烷150156正丁烷1001010037.8362。177874。 某精馏塔进料中含 n-C6o0.33，n-C o0。33，n-C o0.34。要求馏出液中 n-C o 含量不大于60.011，釜液中n-C o 含量不大于 0。015（以上均为摩尔分数）。若进料流率为 100kmol/h。说明什么是关键组分，什么是非关键组分，按清晰分割

3、预算馏出液及塔釜液流量及组成。解： n - C0和n - C0是关键组分，n - C0是非关键组分。768根据清晰分割，给如下表格：编号1组分n - C06进料馏出液di釜液 wi3333-0。015W0.015W2n - C07330。011D330。011D3n - C0834034100DW根据以上表格的数据，得到D+W=100，33-0。015W+0。011D=D解得：D=32。341 kmolW=67。659 kmol所以上面的表格经计算为：编号1组分n - C06进料馏出液di3331.985xi,D0。989釜液 wi1。015xi，W0.0152n - C07330。3560。

4、01132。6440。4823n - C083400340.50310032。341167。65915. 拟以水为溶剂对醋酸甲酯(1)甲醇（2）溶液进行萃取精馏分离，已知料液的 x= 0.65 ,F1此三元系中各组分的端值常数为：A= 1.0293; A1221= 0.9464; A2 s= 0.8289A= 0.5066; As 21s= 2.9934; As1= 1.8881试问当全塔萃取剂浓度为 xs = 0.6 时，水能作为该体系的萃取剂吗？若当全塔萃取剂浓度为 xs = 0.8 时，其萃取效果可提高多少？除萃取剂的浓度外,影响萃取效果的因素有那些?解：A =1S1 ( A2 1S1+

5、 A ) = 2.44075S1A =( A + A ) = 0.9878512212211A=( A+ A ) = 0.667752 S22 SS 2x0.65x =11x + x12= 0.650.65 + 0.35a当x = 0.6时，ln( S ) = x A- A - A (1- 2x ) = 1.2416Sa(aS )= 3.4611S 1S2S121a 0.6a同理，当xS= 0.8时，( aS )0.8= 5.2356效果提高了5.2356 - 3.4611 100% = 51.27%5.2356影响萃取效果的还与原溶液的性质和浓度有关6。 某 1、2 两组分构成二元系,活度系

6、数方程为lng = Ax2 , lng = Ax2 ，端值常数与温度1221的关系：A=1。78844。25 103T（T，K)40504050蒸汽压方程为:ln PS = 16.0826 -1ln PS = 16.3526 -T ,2T(P：kPa：T：K）假设汽相是理想气体，试问99。75Kpa时：（1)系统是否形成共沸物？（2）共沸温度是多少?解：(1) I.当x1= 0, x2= 1时,则P0 = P = 99.75kPa，2lnP0 = ln99.75 = 16.3526 -24050T T = 344.68K=-=-=40504050lnP016.082616.08264.3327

7、P076.147kPa1lng1T344.68= (1.7884 - 4.2510-3 344.68) 12 = 0.3235 g11= 1.3820lng2= 0 g = 12ag P01.3820 76.14712 = g 1 12 2= 1.055P01 99.75II.当x1= 1, x2= 0时,则P0 = P = 99.75kPa，1lnP0 = ln99.75 = 16.0826 -14050T T = 352.79K=-=-=40504050lnP016.352616.35264.8727P0130.67kPa2lng1= 0 g = 11T352.791lng2a= (1.7

8、884 - 4.2510-3 3352.79) 12 = 0.2890 g1g P01 99.75= 1.3351= 1 1 = 0.57212gP01.3351130.672 2因为a 是x 的连续函数，设a= f (x ),121121综上，可得f (0) = 1.055, f (1) = 0.572根据连续函数的介值定理，可得，至少存在一个x , 使得f (x ) = 111也即系统可以形成共沸物。P040504050(2) ln 21P0g= 16.3526 - (16.0826 -) = 0.27TTln 1 = A(x2 - x2 ) = A(1- x )2 - x2 = (1.7

9、884 - 4.2510-3T )(1- 2x )g211112g P0gP0g在恒沸点处，有 1 1P02 2= 1，则有ln g 12= ln 2P01也即(1.7884 - 4.2510-3T )(1- 2x ) = 0.271先假设一个T，求出x1，再求出,x2、1、2、 P0 、 P0 ，再带入 P = g x P0 + gx P0 ，121 1 12 2 2验算是否为 99。75kPa。以下是用excel 做出来的结果：温度330331332333334335336337338P76。9123370579.5882582182。3233633185。1162206387。9650116490.8674778793。8208604696.8218310799.86641284由上表可得，共沸温度是介于 337 和 338.同样用excel 计算，得出当 T=337。962 时，P=99。74997551，故共沸温度为T=337.962