化工分离工程第7章 习题

化工分离工程第7章习题化工分离工程第7章习题化工分离工程第7章习题V:1.0精细整理，仅供参考化工分离工程第7章习题日期：20xx年X月第7章习题1．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。①若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1kmol进料为单位的最小功；②在环境状态下的液相活度系数用VanLaar方程联立，其常数A12=，A21=（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nQ2nQ1＋nQ2＝1nQ1×99%+nQ2×2%=1×35%联立解得nQ1＝h，nQ2＝h分离最小功的计算：Wmin＝×298×[××＋×＋×（×＋×）－（×＋×）]＝（2）应用VanLaar方程计算液相活度系数进料：ln＝＝，同理ln＝99％丙酮流股：ln＝×10-4，ln＝98％水流股：ln＝，ln＝×10-4Wmin＝×298×{×[×+×10-4)+×+]+×[×+×10-4)+×+]－[×+++]}=2．对如下闪蒸操作计算：①有效能改变（T0=311K）；②净功耗。习题2附图流率kmol/h物流1物流2物流3H2N2苯0环己烷物流1物流2物流3温度K322322322压力kPa2068焓kJ/h熵kJ/h×K解：（1）已知T0＝311K，进料1-F，馏出物2-D，釜液3-WBD=HD－T0SD＝－331×＝BW=HW－T0SW＝－311×＝BF=HF－T0SF＝－311×＝D=++=hW=+++=hF=+++=hΔB分离＝－＝×+××＝h（2）热量衡算：×（）＋QR＝×（）＋×（）＋QCQR－QC＝Hk故-W净＝QR（1－）－QC(1－)(==322K)＝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2068釜液各温度下苯、甲苯的平均热容Cp,m，J/mol×K组分365K355K381K苯甲苯解：进料：＝×144×72+××72＝mol＝×[144×(ln365－ln293)－(1/144)]+×[×(ln365-ln293)－×ln(1/]＝molK＝－293×＝mol馏出液：=××62+××62=mol=×[×(ln355－ln293)－×ln(1/]+×[16439×(ln355-ln293)－×ln(1/=molKmol釜液：=××88+××88=mol=×[×(ln381-ln293)×ln(1/]+×[×(ln381-ln293)×ln(1/]=molK==mol-Wmin=ΔB分离=n2B2+n3B3-n1B1=h4．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。组分进料流率kmol/h相对挥发度组分进料流率kmol/h相对挥发度丙烷丁烯-2丁烯-1正戊烷正丁烯解：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HCl5280%RH2Cl3095%RH35885%RHCl21498%RCl31698%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