化工原理习题下册省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第一章蒸馏第一章蒸馏1 某连续精馏操作分离二元混合溶液,已知操作线方程某连续精馏操作分离二元混合溶液,已知操作线方程为:为:精馏段精馏段 提馏段提馏段 若进料时,原料为气液相各占二分之一混合态,求塔顶及若进料时,原料为气液相各占二分之一混合态,求塔顶及塔底产品产率及回流比。塔底产品产率及回流比。分析:若求产品产率,必须确定塔顶产品分析:若求产品产率,必须确定塔顶产品,塔底产品和进料塔底产品和进料组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立,即可确定塔顶,塔底组成。而进料组成可由角方程联立,即可确定塔顶,塔底组成。而进料组成可由两
2、个操作线方程与进料方程联解求得两个操作线方程与进料方程联解求得第1页解:解:联联解解 及及得塔得塔顶产顶产品品组组成成 及及 得塔底得塔底产产品品组组成部分成部分再再联联解解 及及 得得,再再联联解解第2页将此代入将此代入线线方程,且由方程,且由题题巳知巳知 解得解得由全塔物料衡算式由全塔物料衡算式 及全塔及全塔轻组轻组分物料衡算式分物料衡算式 知塔知塔顶产顶产品品产产率率 塔底塔底产产品品产产率率 由精由精馏馏段操作段操作线线方程斜率方程斜率 解得解得 第3页2 用一精馏塔分离二元理想混合物,塔顶为全凝器冷凝,用一精馏塔分离二元理想混合物,塔顶为全凝器冷凝,泡点温度下回流,原料液中含轻组分泡
3、点温度下回流,原料液中含轻组分0.5(摩尔分数,下同摩尔分数,下同),操作回流比取最小回流比,操作回流比取最小回流比1.4倍,所得塔顶产品组成为倍,所得塔顶产品组成为.95,釜液组成为,釜液组成为0.05料液处理量为料液处理量为100 .料液平均相对挥发度为,若进料时蒸气量占二分之一,料液平均相对挥发度为,若进料时蒸气量占二分之一,试求:试求:(1)提馏段上升蒸气量;)提馏段上升蒸气量;(2)自塔顶第)自塔顶第2层板上升蒸气组成。层板上升蒸气组成。分析:欲解提馏段蒸气量分析:欲解提馏段蒸气量V,须先知与之相关精馏段蒸气,须先知与之相关精馏段蒸气量量V。而。而V又须经过又须经过 才可确定。可见,
4、先确才可确定。可见,先确定最小回流比定最小回流比 ,进而确定,进而确定R 是解题思绪。是解题思绪。理想体系以最小回流比操作时,两操作线与进料方程交点理想体系以最小回流比操作时,两操作线与进料方程交点恰好落在平衡线上,所以只须用任一操作线方程或进料方恰好落在平衡线上,所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。程与相平衡方程联立求解即可。第4页解:()由相平衡方程解:()由相平衡方程 及及进进料方程料方程 联联立解得立解得 则则 第5页再由物料衡算方程再由物料衡算方程 及及 解得解得 (2)已知)已知 由相平衡关系由相平衡关系 再由精再由精馏馏段操作段操作线线方程解得方程解得 第
5、6页3 在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体,在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体,其组成为其组成为0.5,要求塔顶馏出液组成大于,要求塔顶馏出液组成大于0.95,釜残液组成小于釜残液组成小于0.05(以上均为轻组分以上均为轻组分A摩尔分数摩尔分数)。塔顶蒸汽先进入一分凝器,所得冷。塔顶蒸汽先进入一分凝器,所得冷凝液全部作为塔顶回流凝液全部作为塔顶回流,而未凝蒸气进入全凝器,全部冷凝后作为而未凝蒸气进入全凝器,全部冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为2.5,操作回流比操作回流比 。当馏。当馏出液流量为出液流量为 100 时,试求
6、:时,试求:塔顶第塔顶第1块理论板上升蒸汽组成;块理论板上升蒸汽组成;提馏段上升气体量。提馏段上升气体量。分析:因为出分凝器冷凝液分析:因为出分凝器冷凝液 与未液化蒸气与未液化蒸气 成相平衡关成相平衡关系,故分凝器相当一层理论塔板。应注意,自分凝器回流塔内液相系,故分凝器相当一层理论塔板。应注意,自分凝器回流塔内液相组成组成 与自全凝器出来产品组成与自全凝器出来产品组成 不一样。不一样。第7页 解:(解:(1)由平衡方程及泡点)由平衡方程及泡点进进料料时时 精精馏馏段操作段操作线线方程方程 再由平衡方程及再由平衡方程及 第8页得得 代入精代入精馏馏段操作段操作线线方程方程 (2)由由当泡点当泡
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