PDF《第九章 液体精馏》

第九章 习题 相平衡 1.

总压为 101.3kPa 下,用苯、甲苯的安托因方程(见例 9-1) ,求(1)温度为 108℃及81℃时,苯对甲苯的相对挥发度;

(2)用上述计算的相对挥发度的平均值αm ,计算苯-甲苯的汽液平衡数据,并与书末附表所列的实验值 作比较(列表) . 2. 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系,纯组分的蒸汽压为: t PA + ? =

206 .

213 225 .

1424 08240 .

6 log

0 乙苯 t PB + ? =

43 .

209 58 .

1445 08232 .

6 log

0 苯乙烯 式中 P0 的单位是 kPa,t 为℃. 试求: (1)塔顶总压为 8kPa 时,组成为 0.595(乙苯的摩尔分率)的蒸汽的温度. (2)与上述汽相成平衡的液相组成. 3.乙苯、苯乙烯精馏塔中部某一块塔板上总压为 13.6kPa,液体组成为 0.144(乙苯的摩尔分率)试求: (1) 板上液体的温度;

(2) 与此液体成平衡的汽相组成. 4.总压为 303.9kPa(绝对)下,含丁烷 0.

80、戊烷 0.20(摩尔分率)的混合蒸汽冷凝至 40℃,所得的液、汽 两相成平衡.求液相和汽相数量(摩尔)之比. 已知丁烷 (A) 和戊烷 (B) 的混合物是理想物系, 40℃下纯组分的饱和蒸汽压为: PA

0 =373.3kPa;

PB

0 =117.1kPa. 5.某二元混合液 100kmol,其中含易挥发组分 0.40.在总压 101.3kPa 下作简单精馏.最终所得的液相产物中, 易挥发物为 0.30(均为摩尔分率) .试求: (1) 所得汽相产物的数量和平均组成;

(2) 如改为平衡蒸馏,所得汽相产物的数量和组成. 已知物系的相对挥发度为α=3.0. 物料衡算、热量衡算及操作线方程 6. 某混合液含易挥发组分 0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔.塔顶馏出液组成为 0.95,釜液组成为 0.03(均 为易挥发组分的摩尔分率) .试求: (1) 塔顶产品的采出率 D/F;

(2) 采用回流比 R=2 时,精馏段的液汽比 L/V 及提馏段的汽液比 L / V ;

(3) 采用 R=4 时,求L/V 及VL/.设混合物在塔内满足恒摩尔流条件. 7.苯、甲苯混合液中含苯 30%(摩尔%) ,预热至 40℃以10kmol/h 的流量连续加入一精馏塔.塔的操 作压强为 101.3kPa.塔顶馏出液中含苯 95%,残液含苯 3%,回流比 R=3.试求塔釜的蒸发量是多少? *8.某混合物含易挥发组分 0.10(摩尔分率,下同) ,以饱和蒸汽状态连续加入精馏塔的塔釜.加料量 为10kmol/h,塔顶产品组成为0.90,塔釜排出的残液组成为0.05.试求: (1)塔顶全凝器的蒸汽冷凝量;

(2)回流比 R 及塔内的液气比 L/V.

97 习题

8 附图 习题

9 附图 9.有如图的精馏流程,以回收两元理想混合物中的易挥发组分 A.塔Ⅰ和塔Ⅱ的回流比都是 3,加料、回流 均为饱和液体. 已知:xF=0.6, xD=0.9, xB=0.3, xT=0.5(均为摩尔分率) ,F=100kmol/h.整个流程可使易挥发组分 A 的回收 率达 90%.试求: (1)塔Ⅱ的塔釜蒸发量;

(2)写出塔Ⅰ中间段(F 和T之间)的操作线方程. *10.某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝,所得的汽、液两相互成平衡.汽相作产品,液相作回流,参见附图. 设该系统符合恒摩尔流的假定,试推导此时的精馏段操作线方程. 如该塔的塔顶采用的是全凝器,馏出液组成 xD 与上述采用冷凝器时的汽相产品组成相同,试比较采用分凝器 与全凝器两种情况下的操作线方程. 习题

10 附图 习题

11 附图 *11.如图所示.某精馏塔顶采用的是冷回流(即回流液的温度低于泡点温度) ,其回流比为 R'

=L0/D(摩尔 比,下同) ,而塔顶第一块板下方的回流比即为塔内实际回流比 R(内回流) ,R=L/D,试证明: ? ? ? ? ? ? ? + = γ γ ) ( '