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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
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