下册第1章蒸馏答案

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1、 B1-1 均相液体混合物 挥发性差异 造成气液两相系统 (每空 1 分,共 3 分) B1-2 多次部分气化 多次部分冷凝 回流 (每空 1 分,共 3 分) B1-3 提供气液接触进行传热和传质的场所。 (2 分) B1-4 精馏段(1 分) 提浓上升蒸汽中易挥发组分(2 分) 提馏段 提浓下降液体中难挥发组分(2 分) (共 6 分) B1-5 平衡 温度 组成 (每空 1 分,共 3 分) B1-6 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 (每空 2 分,共 4 分) B1-7 R= DL 全回流 Rmin (每空 1 分,共 4 分) B1-8 五种 冷液体 小于 (每空 1 分,共

2、 3 分) B1-9 零 yn+1=xn (每空 1 分,共 3 分) B1-10 y1 y2 x1 x2 (每空 1 分,共 4 分) B1-11(1)大于 大于(1 分) (2)等于 大于(1 分) (3)小于 大于(1 分) (4)小于 等于(1 分) (5)小于 小于(1 分) (共 5 分) B1-12 A A D (每空 1 分,共 3 分) Tianjin Bohai Vocational Technical College 1 B1-13 A C (每空 1 分,共 2 分) B1-14 A B (每空 1 分,共 2 分) B1-15 C (1 分) B1-16 A (1 分

3、) B1-17 C (1 分) B1-18 C (1 分) B1-19 C (1 分) B1-20 A (1 分) B1-21 D (1 分) B1-22 B (1 分) B1-23() (1 分 ) B1-24() (1 分) B1-25() (1 分) B1-26() (1 分) B1-27() (1 分) B1-28(1) () (2) () (每空 1 分,共 2 分 B1-29() (1 分) B1-30() (1 分) B1-31() (1 分) B1-32() (1 分) B1-33 答:图中有两条曲线:下方曲线为 tx 线,称为饱和液体线或泡点线;上方曲线为 ty 线,称为饱和

4、蒸气线或露点线。 (2 分) 两条曲线将 txy 图分成三个区域:饱和液体线以下区域称为液相区;饱和蒸气线以上区域称为过热蒸气区;两曲线之间的区域称为气、液共存区。 (3 分) (共 5 分) B1-34 答:精馏原理:精馏是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。 (2 分) 上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。 (2 分) (共Tianjin Bohai Vocational Technical College 2 4 分) B1-35 答:主要由精馏塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。 (2 分)辅助设备有:原料液预热器、产品冷却器

5、、回流液泵等。 (2 分) (共 4 分) B1-36 答:恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段内,本段内各板上升蒸气摩尔流量相等,下降液体摩尔流量相等,但两段之间不一定相等。 (3 分) 意义是精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的,这样可简化精馏计算。 (2 分) (共 5 分) B1-37 答:原料的五种热状况为: (1)冷液进料,q1。 (1 分) (2)饱和液体进料,又称泡点进料,q1。 (1 分) (3)气、液混合物进料,q01。 (1 分) (4)饱和蒸气进料,又称露点进料,q0。 (1 分) (5)过热蒸气进料,q0。 (1 分) (共 5 分) B1-38 答:精馏操作费用和设

6、备投资费用之和为最低时的回流比,称为适宜回流比。 (2 分) 在精馏设计计算中,一般不进行经济衡算,常采用经验值。 (1.5 分) 据生产数据统计,适宜回流比的范围可取为:R(1.12)Rmin。 (1.5 分) (共 5 分) B1-39 答:全塔效率ET又称总塔板效率,是指一定分离任务下,所需理论塔板数NT和实际板数NP的比值,即ETPT NN100。 (3 分) 在精馏设计中,由于影响ET的因素非常复杂,故一般用经验或半经验公式估算,也可采用生产实际或经验数据。 (2 分) (共 5 分) B1-40 答:假想在填料塔内,将填料层分为若干个高度单元,每个单元的作用相当于一层理论板,此单元

7、填料高度称为理论板当量高度,又称为等板高度,以 HETP 表示。 (3 分) B1-41 答:影响因素有: (1)塔内操作压强(2)进、出塔的物料流量(3)回流比(4)进料组成和热状况(5)再沸器和冷凝器的传热性能和条件(6)设备散热情况(每个影响因素给 0.5 分,6 个共 3 分) B1-42 答:间歇精馏的操作方式有三种: (1)恒回流比操作。 (2)恒馏出液组成操作。 (3)以上两种操作联合的组合式操作(每点 1 分,合计 3 分) 适用场合: 小批量、 多品种的生产或实验场合, 也适用于多组分的初步分离。 (1 分) (共4 分) B1-43 答:在混和液(恒沸液)中加入第三组分(称

8、为夹带剂) ,该组分与原混和液中的一个Tianjin Bohai Vocational Technical College 3 或两个组分形成新的恒沸液,且其沸点更低,使组分间相对挥发度增大而得以分离,这种精馏方法称为恒沸精馏。 (3 分) B1-44 答:萃取精馏也是在待分离的混和液中加入第三组分(称为萃取剂或溶剂) ,以改变原组分间的相对挥发度而得到分离。不同的是萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点要高,且不与组分形成恒沸液。 (3 分) B1-45 解: (1)质量分数 已知, kg15乙醇mkg25水m375. 0251515乙醇 乙醇mma(1 分) 625. 0375. 011乙醇水

9、aa=(1 分) (2)摩尔分数 19. 018625. 046375. 046375. 0 水水乙醇乙醇乙醇乙醇乙醇MaMaMax(2 分) 81. 019. 011乙醇水=xx(1 分) (3)混和液的平均摩尔质量 mM32.2381. 01819. 046=+=水水乙醇乙醇xMxMMm kg/kmol(2 分) B1-46 解: (1)平衡时苯的液相组成x苯、气相组成y苯84. 01 .157 .126 . 77 .226 . 73 .20000 = 甲苯苯甲苯 苯ppppx(2 分) 而94. 084. 03 .207 .220 =苯苯 苯xppy(1 分) (2)平衡时,甲苯在液相和

10、气相中的组成分别为x甲苯和y甲苯16. 084. 011=苯甲苯xx(1 分) 06. 094. 011=苯甲苯yy(1 分) Tianjin Bohai Vocational Technical College 4 B1-47 解: (1)在 85时:54. 2469 .116001= 甲苯苯 pp(1 分) 在 105时:37. 2862 .2042=(1 分) 平均相对挥发度46. 2237. 254. 2 221=+=+=m(1 分) (2)用m求y苯(85时) ()897. 078. 046. 1178. 046. 2 11=+=+=苯苯 苯xxym (2 分) B1-48 解: (

11、1)把已知的质量分数换算成摩尔分数 M苯78,M甲苯92 进料组成:541. 092/5078/5078/50=+=Fx(1 分) 馏出液组成:983. 092/278/9878/98=+=Dx(1 分) 釜残液组成:012/092/9978/178/1=+=Wx(1 分) (2)求 D、W 取 F100kmol/h 为计算基准, (1 分)由全塔物料衡算可得: F=D+W,及WDFxWxDxF+=(2 分)联立两式可得: ()()100 0.541 0.01254.480.9830.012FWDWF xxDxx=kmol/h(1 分) 52.4548.54100=DFWkmol/h(1 分)

12、 (3)求甲苯回收率W,即是求釜残液中难恢复组分的回收率(釜残液中难挥发组分的量与其在原料液中的量之比) : () ()() ()%98.97541. 01100%100012. 0152.45%10011=FW WxFxW(2 分) Tianjin Bohai Vocational Technical College 5 B1-49 解: (1)求yn 可用气液平衡方程由、xn求出yn()823. 065. 05 . 1165. 05 . 2 11=+=+=nn nxxy(2 分) (3)求 R 由21 1=+=RR VL(1 分)可解出:2RR1,R1(1 分) (2)求xn1由精馏段操作

13、线方程111+=+RxxRRyD nn,得265. 02175. 0Dx 解出xD0.85(2 分) 因111+=RxxRRyD nn,代入已知量得 285. 0 21823. 01+=nx,解出(2 分) 796. 01=nxB1-50 解: (1)求 D 据易挥发组分回收率可求出 D 96. 0=FD xFxD,可得5 . 010096. 098. 0=D,解出 D48.98kmol/h(2 分) (2)提馏段操作线方程 先求 L,W,Wx ;已知饱和蒸气进料 q0 35.12798.486 . 2= RDLkmol/h(1 分) kmol/h(1 分) 02.5198.48100=DFW

14、由WDFxWxDxF+=(1.5 分)可得 039. 002.5198. 098.485 . 0100=WxDxFxDF W(1.5 分) 提馏段操作线方程为:q0 Tianjin Bohai Vocational Technical College 6 039. 002.5135.12702.51 02.5135.12735.127 1=+=+mWmmxxWqFLWxWqFLqFLy 即(4 分) 026. 0668. 1 1=+mmxyB1-51 解: (1)求釜残液流量 W,馏出液流量 D M苯78,M甲苯92。泡点进料q1,此时VV,V即等于全凝器冷凝蒸汽量,故顶顶mmMMGV28000=(2 分) 式中780.9592(10.95)78.7kg/kmol(1 分) 顶mM8 .3557 .78 28000=Vkmol/h(1 分) 由提馏段物料衡算可求出 W 2 .1148 .355470=VLVLWkmol/h(1 分) 由全塔物料衡算求 D FD+W WDFxWxDxF+=(2 分)式中,xF0.45,xD=0.95 Wx =10.95=0.05,W114.2kmol/h 联立求解:F=D+114.2 0.45F=0.95D+114.20.05 可解出 D91.4kmol/h 及 F205.6kmol/h(2 分) (2)求 R 89. 24 .91

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