化工原理习题解答(第六章)VIP免费

第6章蒸馏6-1.苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压数据为t¿/0C¿苯的饱和蒸气压pA¿/kPa甲苯的饱和蒸气压pB¿/kPa80.284.188.092.096.0100104108110.4101.33113.59127.59143.72160.52179.19199.32221.19233.0539.9944.450.657.665.6674.5383.3393.93101.33根据上表数据作101.33kPa下苯和甲苯溶液的t−y−x图及y−x图。此溶液服从拉乌尔定律。解：xA=P−PB0PA0−PB0；yA=PA0PxAt¿/0C¿xAyA80.284.188.092.096.0100104108110.41.00.8230.6590.5080.3760.2560.1550.05801.00.9250.830.720.5960.4530.3040.12306-2．利用习题6-1的数据（1）计算相对挥发度α。（2）写出平衡方程式。（3）算出y−x的一系列平衡数据与习题1作比较。（答：（1）α=2.44，（2）y=2.44x1+1.44x）解：⑴α=PA0PB0，t¿/0C¿αxAyA80.284.188.092.096.0100104108110.42.532.562.522.502.442.402.392.362.301.00.8230.6590.5080.3760.2560.1550.058010.9190.8250.7160.5950.4560.3090.1310α=2.53+2.56+2.52+2.50+2.44+2.40+2.39+2.36+2.302=2.44⑵y=αx1+(α−1)x=2.44x1+1.44x⑶由α计算所得的一系列y、x值与习题6-1之值很接近。6-3．将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送至冷凝器的蒸气量为850kmol⋅h−1，流入精馏塔的回流液量为670kmol⋅h−1。试求：（1）每小时能获得多少kmol的馏出液？多少kmol的釜液？（2）回流比R=LD为多少？(答：D=180kmol⋅h−1，W=608.6kmol⋅h−1；R=3.72)解：V=L+D，D=V−L=850−670=180kmol⋅h−1，R=LD=670180=3.72，F=D+W=180+W，FxF=DxD+WxW即0.24F=0.95×180+(F−180)×0.03，解得：F=788.6kmol⋅h−1，W=F−D=788.6−180=608.6kmol⋅h−1。6-4．有10000kg⋅h−1含物质A（摩尔质量为78kg⋅kmol−1）0.3（质量分数，下同）和含物质B（摩尔质量为90kg⋅kmol−1）0.7的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。若要求塔顶产品中物质A的组成为0.95，釜液中物质A的组成为0.01。试求：（1）进入冷凝器底蒸气流量为多少？以摩尔流量表示。（2）回流比R为多少？(答：（1）V=116kmol⋅h−1;(2)R=1.96)解：F=D+W，FxF=DxD+WxW，⇒D=3085.1kg⋅h−1，xD=0.95/780.9578+0.0590=0.956，xF=0.3/780.378+0.790=0.33，MD=0.956×78+0.044×90=78.53，MF=0.33×78+0.67×90=86.11，V=1000086.11=116kmol⋅h−1，D=3085.178.53=39.28kmol⋅h−1，V=(R+1)D⇒R=VD−1=11639.28−1=1.96。6-5．某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下：精馏段y=0.8x+0.172提馏段y=1.3x−0.018试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。（答：xf=0.38；xd=0.86；xW=0.06；R=4）解：精馏段操作线的斜率为RR+1=0.8，⇒R=4；精馏段操作线的截距为xDR+1=0.172。⇒xD=0.86；提馏段操作线在对角线的坐标为：yW=x=xW，⇒xW=1.3xW−0.018，⇒xW=0.06；泡点进料，q线为垂直线，两操作线交点的横坐标为xF，y=0.8xF−0.172，y=1.3xF−0.018，⇒xF=0.38。6-6．要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol⋅h−1。求从冷凝器回流入塔顶的回流液的流量及自釜升入塔底的蒸气的流量。（答：L=118.68kmol⋅h−1；V=158.24kmol⋅h−1）解：由F=D+W、FxF=DxD+WxW，解得：D=FxF−xWxD−xW=1000.4−0.040.95−0.04=39.56kmol⋅h−1，L=RD=3×39.56=118.68kmol⋅h−1，V'=V=(R+1)D=4×39.56=158.24kmol⋅h−1。6-7．在连续精馏塔中将甲醇30%（摩尔分数，下同）的水溶液进行分离，以便得到含甲醇95%的馏出液及3%的釜液。操作压力为常压，回流比为1.0，进料为泡点液体，试求理论板数及加料位置。常压下甲醇和水的平衡数据如下：t¿/0C¿液相中甲醇的摩尔分数/%气相中甲醇的摩尔分数/%10096.493.591.289.387.784.481.778.075.373.171.269.367.666.065.064.50.02.04.06.08.010.015.020.030.040.050.060.070.080.090.095.0100.00.013.423.430.436.541.851.757.966.572.977.982.587.091.595.897.9100.0（答：NT=8;¿6¿块板进料）解：x=xD，...