第二章 精馏作业及复习思考题答案

作业（ 计算题 一年级下册数学竖式计算题下载二年级余数竖式计算题 下载乘法计算题下载化工原理计算题下载三年级竖式计算题下载 ） 1. 解：由题意知，轻关键组分为丙烷，重关键组分为丁烷，取100kmol/h进料为基准，按清晰分割的定义可列出下列物料衡算式： D+W=100                                                 (1) D=52+24.9+8.83+8.7+3.05-0.0015W+0.002D                    (2) 解之得    D=46.011 kmol/h W=53.989 kmol/h Ｗ的组成：丁烷99.85%，丙烷0.15%。 Ｄ的组成列于下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ： 组分 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烷 流量/(kmol/h) 0.52 24.9 8.83 8.7 2.969 0.092 46.011 摩尔分数/% 1.13 54.12 19.19 18.91 6.45 0.20 100.0                 2. 解：由式 得： θ应界于1~1.735之间，经试差求得θ=1.105。 由式  得 由给定条件可知，丙烷和异丁烷为轻组分，戊烷和己烷为重组分。根据清晰分割法的基本假定，组分1和2在塔顶和塔釜产品中的量分别为 组分5和6分别为 根据给定收率得： 于是，塔顶产品量， 塔底产品量， 组分i在塔顶产品D中的摩尔分数xiD=Di/D，在塔底产品W中的摩尔分数xiW=Wi/W。计算结果列于下表： 组分 丙烷 异丁烷 丁烷 异戊烷 戊烷 己烷 0.0176 0.2707 0.7011 0.0106 0 0 0 0 0.0225 0.2844 0.3207 0.3724               应用芬斯克方程进行重新估算。 (1) 首先计算 (2) 计算 (3) 计算其余各组分的Ｄi和Wi 由式 算得的Ｄi和Wi加上轻、重关键组分的Ｄi和Wi以及xi,D和xi,W列于下表。 组分 丙烷 异丁烷 丁烷 异戊烷 戊烷 己烷 398×105 480.3 51.92 0.0618 0.0104 2.40×10-6 10.8 165.75 430.1 6.5 1.22 0 0 0.35 8.3 105.1 117.28 137.6 0.0176 0.2698 0.7000 0.0106 0.0020 0 0 0.0009 0.0225 0.3182 0.3733                 3. 解：根据题意，组分3(正己烷)是轻关键组分，组分2(正庚烷)是重关键组分，而组分1是重组分。要用芬斯克 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 求最小理论级数需要知道馏出液及釜液重、轻关键组分、重关键组分的浓度，即必须由物料衡算求出x3,D和x3,W。 取100mol进料为基准。假定为清晰分割，即x1,D≈0则 可得： 所以： 再对组分2进行物料衡算，可得： 故 对组分1进行物料衡算，可得： 故 也可由x2,W及x3,W得出x1,W之值： 结果一致，说明计算结果无误。故最少理论级数为： 再根据算得的Nm及组分2的分配比，按芬斯克公式来计算组分1在馏出液中的浓度。 因 故得： 显然，此值可以忽略，故原假定为清晰分割是正确。 4. 解：(1) 取100kmol/h为基准，按清晰分割作物料衡算。 100=D+W D=100×0.05+100×0.35-0.05W+0.025D 解得D=37.8378kmol/h，W=62.1622kmol/h，将D和Ｗ中各组分量和组成列于下表： 组分 甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 组成 0.05 0.35 0.15 0.20 0.10 0.15 1.00 α平均 10.95 2.59 1.000 0.884 0.422 0.296   5 31.8919 0.9459 0 0 0 37.8378 0.1321 0.8429 0.0250 0 0 0 1.0000 0 3.1081 14.0541 20.0 10.0 15.0 62.1622 0 0.0500 0.2261 0.3217 0.1609 0.2413 1.0000                 (2) 求理论级数 由题意知，乙烷、丙烯分别为轻重关键组分，求最少理论级数： 可由Ｎm值进一步估算Ｄ和Ｗ的量和组成(这里略)。 求最小回流比 由恩特伍德公式求之， 由 试差计算θ值，设θ＝1.7， 重新设θ值重复上述计算，设 设 设 所以θ＝1.393，将之代入 得： 求R=1.2Rm时的ＮＴ R=1.2Rm=1.2×0.9116=1.09392 ， 查吉利兰图得： ， 已知Nm=5.282，所以N－5.282=0.56N+0.56， (3) 确定进料位置 (NR)m/Nm=NR/N 所以　NR=2.806×13.28/5.282=7.056 级 5. 解： 当xs=0.6时： 当全塔萃取剂浓度为xS=0.8时，其萃取效果可提高3.256/2.425=1.343倍。 6. 解：(1) 以100kmol/h进料为基准进行物料衡算 根据题意 已知 故 令 通常萃取精馏塔为防止溶剂由塔顶带出，在溶剂进料口以上设有溶剂回收段，因此，塔顶产品中的溶剂含量可以忽略，所以：　 于是 (2) 计算相对挥发度(a12)S 由文献中查得本系统有关二元端值常数为： A12=0.447；A21=0.411；A2S=0.36 AS2=0.220；A1S=0.130；AS1=0.82 由于此三元对两元的端值常量相当接近，均近似为对称系统，因此两组分之间的活度 系数之比(γ1/γ2)S可按公式 计算得： 当x’1=0时(x1=0，x2=0.2，xS=0.8)， 组分1和2在恒沸点54℃时的蒸汽压分别为： 因此： 当x’1=1时(x1=0.8，x2=0，xS=0.8)， 故 故得：a平均＝ (3) 计算最小回流比Rm 按两组分精馏的最小回流比公式计算 取R=1.5Rm=1.172 (4) 计算全回流时Nm(包括塔釜) (5) 计算实际回流比下的N（包括塔釜） 查吉利兰图得(N－Nm)/(N+2)=0.466 N=8.7级(包括塔釜) (6) 计算萃取剂量对进料的比值S/F 先计算αSn 精馏段顶：(αSn)=(x1+x2)/( α1Sx1+α2Sx2) 式中：α1S和α2S可以按下列两式计算： 算得，α1S＝25.1，α2S=5.4代入上式得 (αSn)顶＝[0.95×(1-0.8)+0.05×(1-0.8)]/(25.1×0.19+5.4×0.01)=0.0425 塔釜处可估计： xS=0.8，x1=0.0393×0.2=0.00786，x2=0.9607×0.2=0.1921 用同样的方法可计算得　α1S＝41.49，α2S＝6.2 代入上式得： (αSn)釜＝(0.00786+0.1921)/(41.49×0.00786+6.2×0.1921)＝0.1318 则： 因此： 复习思考题 （一）填空题 1. 设计；操作 2. 分配组分 3. 全回流 4. 组成；泡露点方程 5. 萃取剂回收段 6. 进料时补加一定量的萃取剂 7. 稀释 8. 增大 9. 小 10. 11. 变压精馏；非均相恒沸物的精馏 12. 均出现的组分 13. 由设计者指定浓度或提出分离要求 14. 重关键组分HK的流率；轻关键组分LK的流率 15. 重关键组分；轻关键组分 16. 塔顶；恒沸剂 17. 萃取精馏；萃取剂 18. 越好 19. 釜 20. 釜 21. ； 22. 能量分离剂(ESA)；质量分离剂(MSA) （二）、选择题 1. c ; 2. d ; 3. a ; 4. c ; 5. d ; 6. b ; 7. a ; 8. d ; 9. a ; 10. b ; 11. b ; 12. c ; 13. a ; 14. c ; 15. a ; 16. b ; 17. a ; 18. a ; 19. c ; 20. c ; 21. a ; 22. b ; 23. d ; 24. c ; 25. B （三）简答题 1. 答： （１）根据工艺条件及工艺要求，找出一对关键组分； （２）由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量及组成； （３）根据塔顶、塔釜组成计算相应的温度，求出平均相对挥发度； （４）用Fenske公式计算Nm； （５）用Underwood法计算Rm，并选合适的操作回流比R； （６）确定适宜的进料位置； （７）根据Rm，R，NM，用Gilliand图求理论级数N。 2.答：恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂S使其与溶液中至少一个组分形成最低恒沸物，以增大原组分间相对挥发度差的非理想溶液的多元精馏，形成的恒沸物从塔顶采出，塔釜引出较纯产品，最后将恒沸剂与组分分离。 S SA M B F A 利用相图（图3-3），作F与S连线及B与SA连线，两线交战M便是总物料点，再由杠杆规则确定恒沸物S的用量。 3. 答：恒沸剂的选择原则： （１）必须与原溶液中至少一组分形成最低恒沸物，且其沸点较低，一般ΔT>10℃，显著影响关键组分的汽液平衡关系，使α12改变越大越好； （２）恒沸剂在恒沸物中的比例越小越好，且汽化潜热应小，使恒沸剂的用量少且能耗低； （３）恒沸剂易分离和回收，即形成非均相恒沸物，则可采用冷却分层的办法回收，若为均相，需采用萃取精馏或其他办法回收； （４）无毒、无腐蚀、热稳定性好，价廉易得，能长期使用。 4. 答：相对挥发度定义为： 其中，p0i=f(T)即沸点只反映在饱和蒸汽压上，故沸点相近和相对挥发度相近不是同一概念。 5. 答：二元非均相恒沸精馏 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 以丙烯腈生产中副产物乙腈的提纯为例(见图3-4)。利用丙烯腈作恒沸剂，它与水形成最低恒沸物由塔顶引出，因是非均相恒沸物，经冷却分层，一层富含丙烯腈，其中部分回流，部分可进一步处理提纯丙烯腈，作新鲜恒沸剂补充。另一层为富水相，须进一步回收丙烯腈。 塔釜乙腈若不满足分离要求，如恒沸剂过量，则需进一步精馏，以回收恒沸剂。 6. 答： （１）选定关键组分，计算脱溶剂浓度， （２）由分离要求，进行物料衡算，求得塔顶、塔釜的组成； （３）计算萃取剂用量，并决定加料级，塔顶、塔釜的温度； （４）求各组分的相对挥发度； （５）由Fenske公式计算Nmin； （６）计算最小回流比； （７）根据Rmin，R，Nmin，用Gilliand图求N； （８）萃取剂回收段理论级数的确定。 7. 答：实质 （１）原分离物系中两组分沸点相近，非理想性不大的物系，加入萃取剂的作用是萃取剂与其中一个组分或两个组分形成非理想溶液，从而改变了原组分间的相对挥发度，变化值为 （２）当原溶液为非理想物系，以致形成恒沸物而难以分离，则萃取剂起稀释作用，从而减弱了原分子间的相互作用，使相对挥发度改变。其值为 提高其选择性的方法如下： 因为　 a. 萃取剂本身性质的影响 选择的萃取剂应与组分1形成正偏差非理想溶液，选择的萃取剂应与组分2形成负偏差非理想溶液或理想溶液； b. 物系本身性质的影响 当不满足此条件时，可采用萃取剂中间采出的流程以避免上述情况； c. 萃取剂浓度的影响 因为lgS12∝xS，萃取剂浓度增加，选择性增加但处理量减少，一般取xS=0.6~0.8。 8. 答：因为塔内萃取剂分布为 当S，β一定时，L↑(R↑)→xS↓，加大回流比对分离不利，通常有一最佳的回流比，它是权衡回流比和溶剂浓度对分离度综合影响的结果。因此当萃取剂精馏塔塔顶产品不合格时，不能采用加大回流比的方法使塔顶产品合格。 在萃取精馏中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产品，且由于塔釜含有萃取剂也不能获得纯净的产品，采取萃取精馏使分离失去意义。 9. 答：用萃取精馏分离时，萃取剂可有两种类型 甲醇同系物         塔顶——丙酮 （乙二醇197.2℃）    塔底——甲醇同系物 丙酮同系物        塔顶——甲醇 （甲基异丁基酮115.9℃）    塔底——丙醇同系物 两种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较可知，选择甲醇同系物有利。因为如用丙酮的同系物作萃取剂时，该萃取剂要克服原溶液中的沸点差异，使低沸点物质与萃取剂一起由塔釜排出。 10. 答：溶盐精馏是在原料液中加入第三种组分——盐，使原来的两种组分的相对挥发度显著提高，从而可用普遍精馏的方法使原来相对挥发度很小或者形成恒沸物的体系分离。但由于盐的回收十分困难，且循环使用中固体盐的输送加料及盐结晶引起堵塞、腐蚀等问题。 而萃取精馏是加入新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高，从精馏塔的塔釜引出。一般萃取剂的用量为60%~80%。 加盐萃取精馏是综合普通萃取精馏和溶盐精馏的优点，把盐加入溶剂而形成的新的萃取精馏方法。此种方法的特点是用含有溶解盐的溶剂作为分离剂。它一方面具有利用溶盐提高欲分离组分之间的相对挥发度的突出性能，可克服纯溶剂效能差、用量大的缺点，另一方面又能保持液体分离剂容易循环回收，便于在工业生产上实现的优点。