化工分离工程第7章 习题(5页).doc

《化工分离工程第7章 习题(5页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工分离工程第7章 习题(5页).doc（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-第7章 习 题7.11 在环境状态下，将含有 35% （摩尔）丙酮的水溶液分离成 99% （摩尔）的丙酮和 98% （摩尔）的水。 若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以 1 kmol 进料为单位的最小功； 在环境状态下的液相活度系数用 Van Laar 方程联立，其常数 A12 =2.0 ， A21 =1.7 （丙酮组分为 1 ） , 计算最小功。解：（1） 丙酮和水生成理想溶液，以1h为标准，设料液量为1kmol，计算两股产品nQ1和nQ2nQ1nQ21nQ199%+nQ22%=135%联立解得nQ10.3402kmol/h，nQ20.6598kmol/h分离最小功的计算：Wmin8.314

2、2980.3402(0.99ln0.990.01ln0.01)0.6598（0.98ln0.980.02ln0.02）（0.35ln0.350.65ln0.65）5027.871w（2） 应用VanLaar方程计算液相活度系数进料：ln0.7495， 同理ln0.255799丙酮流股：ln1.449310-4， ln1.671298水流股：ln1.9073， ln9.345710-4Wmin8.3142980.34020.99(ln0.99+1.449310-4)+0.01(ln0.01+1.6712)+0.65980.98(ln0.98+9.345710-4)+0.02(ln0.02+1.9

3、073)0.35(ln0.35+0.7495)+0.65(ln0.65+0.2557)=1486.98w2 对如下闪蒸操作计算： 有效能改变（ T0 =311K ）； 净功耗。习题 2 附图 流率 kmol/h物流 1物流 2物流 3H20.440.430.014N20.100.0950.0045苯0.03600.036环己烷41.690.3141.38?物流 1物流 2物流 3温度 K322322322压力 kPa2068103.4103.4焓 kJ/h-3842581.27-15055.7-3827525.57熵 kJ/hK2885.655.12848.66解：（1） 已知T0311K，进

4、料1-F，馏出物2-D，釜液3-WBD=HDT0SD-15055.733155.1-32191.8BW=HWT0SW-3827525.573112848.66-4713458.83BF=HFT0SF-3842581.273112885.6-4740002.87D=0.43+0.095+0.31=0.835kmol/hW=0.014+0.0045+0.036+41.38=41.4345kmol/hF=0.44+0.10+0.036+41.69=42.266kmol/hB分离0.835(-32191.8)+41.4345(-4713458.83)-42.266(-4740002.87)501427

5、1.26kJ/h（2）热量衡算：42.266（-3842581.27）QR0.835（-15055.7）41.4345（-3827525.5）QCQRQC3806360.22kJ/Hk故-W净QR（1）QC(1) (=322K)130031.94kJ/h3. 苯-甲苯常压精馏塔，进料、馏出液及釜液的流率和温度，以及各组分的平均摩尔热容如表所示，设环境温度为 20，求各股物流的有效能和苯 - 甲苯精馏塔的最小分离功。物流流率 kmol/h苯的摩尔分数温度进料322322322馏出液2068103.4103.4釜液-3842581.27-15055.7-3827525.57各温度下苯、甲苯的平均热

6、容 Cp, m，J/ molK组分365 K355 K381 K苯144.0143.3146.2甲苯167.4164.9168.2解：进料：0.4414472+0.56167.472 11311.49J/mol 0.44144(ln365ln293)8.314ln(1/144)+0.56167.4(ln365-ln293)8.314ln(1/0.56) 28.82J/molK11311.4929328.822867.23J/mol馏出液：=0.95143.362+0.05164.962=8951.56J/mol =0.95143.3(ln355ln293)8.314ln(1/0.95)+0.0

7、516439(ln355-ln293)8.314ln(1/0.05) =26.0626J/molK1315.22J/mol釜液：=0.05146.288+0.95168.288=14704.8J/mol=0.05146.2(ln381-ln293)-8.314ln(1/0.05)+0.95168.2(ln381-ln293)-8.314ln(1/0.95) =42.2345J/molK=2330.09J/mol-Wmin=B分离=n2B2+n3B3-n1B1=-98145.0086kJ/h7.34用普通精馏塔分离来自加氢单元的混合烃类。进料组成和相对挥发度数据如下表所示，试确定两个较好的流程。

8、组分进料流率 kmol/h相对挥发度组分进料流率 kmol/h相对挥发度丙烷10.08.1丁烯-2187.02.7丁烯-1100.03.7正戊烷40.01.0正丁烯341.03.1 解：设丙烷、丁烯1、正丁烯、丁烯2、正戊烷分别为组分A、B、C、D、E方法1：由经验规则S2，难于分离的组分后分离，故先分为ABC和DE，在ABC的分离过程中，由C1规则，含量最多的首先分出，故分为AB和C，而由S2规则，也可分为A和BC，故两个较好的流程为：5某反应器的流出物是RH3烃的各种氯化衍生物的混合物、未反应的烃和HCl。根据如下数据，用经验法设计两种塔序。注：HCl具有腐蚀性。组分流率 kmol/h相对挥发度纯度要求组分流率 kmol/h相对挥发度纯度要求HCl524.780%RH2Cl301.995%RH35815.085%RHCl2141.298%RCl3161.098% 解：设HCL、RH3、RCl3、RH2Cl、RHCl2分别为组分A、B、C、D、E由S1规则得出，A组分应首先分出，故体系分成A和BCDE。由S2规则有将CE两个组分最后分离，而由C2即等摩尔分离规则，故把BCDE分成B和CDE，而后把CDE分为D和CE；或将BCDE分成BD和CE后各自分离，其示意图如下：-第 5 页-