第二章-精馏习题讲解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2,，工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条？各自的,Ki,计算式是什么？,(p16),适用于中压下非理想弱的烃类系统,适用于中压下液相非理想强的系统,答：,3,，当气液两相均可作为理想溶液处理时，泡点温度计算的基本方程是什么？写出泡点温度计算的框图。（,p31,）,相平衡关系,归一方程,相平衡常数式,答：基本方程如下：,当,K,i,=,f,(,T,，,P,),可手算，则泡点温度计算步骤为：,调整,T,N,6,，有一分离四个组分混合物的精馏塔，已知条件如下：,组分,F,i,d,i,w,i,a,i,1,10.0,0.00,10.00,0.25,2,22.5,1.07,21.43,0.50,3,45.0,42.86,2.14,1.00,4,22.5,22.50,0.00,2.00,塔顶全凝器，塔底用再沸器，泡点进料，塔在最小回流比下操作。试问：,（,1,）哪些组分为分布组分？哪些为非分布组分？,（,2,）用简图画出塔内恒浓区。,（,3,）当,d,i,0,时，塔内恒浓区有何变化？也用简图画出。,（,4,）找出关键组分与非关键组分。,（,5,）将上述最小回流比改成全回流操作。若组分,2,在塔底和组分,3,在塔顶的组成都不变，需要多少理论级？（,p53,）,答：,（,1,）组分,2,和,3,是分布组分，组分,1,和,4,是非分布组分,（,2,）参考课本图,2-18,（,p53,）,（,3,）看课本,(p54),（,4,）,3,是轻关键组分，,2,是重关键组分，,1,是重非关键组分，,4,是轻关键组分,（,5,）,p52,9,，决定恒沸精馏塔塔顶产物和塔底产物的基本原则有哪几条？,(p76,77),答,：,对于二元体系：,（,1,）如图,2-36(a),系统中不存在恒沸物时，无论进料组成如何，只要塔的分离能力足够，总能从塔顶得到较纯的轻组分，塔底得到较纯的重组分。（,2,）如图,2-36(b),存在最低恒沸物时，形成了两个浓度区域。当进料浓度落在,0Xa,区,内，从塔底可得到较寸组分,2,，但塔顶只能得到恒沸物；当进料浓度在,Xa,1,范围内，则从塔底得到较纯组分,1,，塔顶仍为恒沸物。,对于三元体系：,因存在多个精馏区，则塔顶和塔底产物取决于料液与夹带剂的混合液位于哪个精馏区，位于不同的精馏区可以产生不同的塔顶和塔底产物。,11,，板效率随塔径如何变化？请说明变化原因。,(p82),E,MV,随塔径变化有一极值，其范围在,1.5,6m,。,塔径小，近似全混 ，,E,MV,E,OG,；,塔径，板上有部分混合，存在浓度梯度，,E,MV,E,OG；,塔径太大，板上液相的不均匀流动，板间汽相的不完全混合产生，使,E,MV,；,1.56,m,1,D,2-2,：,2-3,：,2-5,：,2-8:,某精馏塔分离四元烃类混合物，操作压力为,85atm,，进料量为,100kmol/h,。已知：,分离要求：塔顶的丙烯含量,3 %,（摩尔分率），塔底的乙烯含量,5 %,（摩尔分率），求：,(1),用清晰分割法计算塔顶、塔底的组成及产量,(2),塔在正常操作时可达指定分离要求现测得釜温为,105,o,C,，操作是否正常？（计算说明）,进料组成,甲烷,乙烯,丙烯,丁烯,x,F,0.10,0.40,0.20,0.30,解,:,(1),用,1,2,3,4,依次编号甲烷，乙烯，丙烯，丁烯。由题意可知乙烯为轻关键组分，丙烯为重关键组分，甲烷为轻组分，丁烯为重组分。,则由清晰分割法可得：,d,1,=100x0.10=10kmol/h b,1,=0,d,2,=100x0.40-b,2,=40-b,2,b,2,d,3,b,3,=100x0.2-d,3,=20-d,3,d,4,=0 b,4,=100x0.3=30kmol/h,由分离要求有,：,解得：,d,3,=1.467kmol/h b,3,=18.533kmol/h,b,2,=2.554kmol/h d,2,=37.446kmol/h,塔顶产品量,D=10+37.446+1.467=48.913 kmol/h,塔底产品量,B=2.554+18.533+30=51.087 kmol/h,由,X,Di,=di/D,和,X,Bi,=bi/B,可算出塔顶，塔底组成如下：,组分,甲烷,乙烯,丙烯,丁烯,X,Di,0.2044,0.7656,0.03,0,X,Bi,0,0.05,0.3628,0.5872,（,2,）当釜温为,105,o,C,时，求塔顶温度,设塔顶温度,T=105,o,C,查,P-T-K,图得：,K,甲,=27 K,乙,=13 K,丙,=4.55,说明塔顶温度低了，即正常操作时，塔顶温度应大于,105,o,C,，此时若釜温为,105,o,C,，即塔顶温度大于塔底温度，不合常理，故釜温为,105,o,C,时，不能正常操作。,