{新}分离工程作业及复习题.doc

第一章 绪论 2. （第6-10组）利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定：1）固定设计变量数和可调设计变量数； NX 进料变量数 c+2 压力等级数 +2 合计 N+M++4 Na 串级单元数 侧线采出数 1 分配器数 1 传热单元数 合计 指定一组合理的设计变更量 解：(1) 4. （第1-10组）确定如图所示的吸收-解吸流程的设计变量数 NX 进料变量数 c+2 压力等级数 水蒸气 3 合计 Na 串级单元数 传热单元数 合计 （第2、4、6、8、10组）具有单进料和采用全凝器的精馏塔（如图），若以新鲜水蒸汽直接进入塔釜一级代替再沸器分离乙醇和水的混合物。假定固定进料，绝热操作，全塔压力为常压，并规定塔顶乙醇浓度，求：（1）设计变量是多少？（2）若完成设计，应推荐哪些变量？ NX 进料变量数 c+2 压力等级数 水蒸气 2 合计 Na 串级单元数 分配器数 1 传热单元数 合计 则设计变量数为： c+5+4=2+5+4=11 (2)若完成设计，应推荐以下变量：回流温度、流出液流率、进料位置、总理论级数 第三章 多组分精馏和特殊精馏 2. 在连续精馏塔中，分离下表所示的液体混合物。操作压力为2780.0kPa、加料量为100kmol／h。若要求馏出液中回收进料中91.1％乙烷，釜液中回收进中93.7％的丙烯，试用清晰分割估算馏出液流量及各组分在两产品中的组成。 序号 1 2 3 4 5 6 组分 甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 xi 0.05 0.35 0.15 0.20 0.15 0.10 10.95 2.59 1 0.884 0.422 0.296 甲烷乙烷丙烯丙烷异丁烷正丁烷5. （第1-10组）拟以水为溶剂对醋酸甲酯（1）—甲醇（2）溶液进行萃取精馏分离，已知料液的，此三元系中各组分的端值常数为： 试问当全塔萃取剂浓度为时，水能作为该体系的萃取剂吗？若当全塔萃取剂浓度为时，其萃取效果可提高多少？除萃取剂的浓度外，影响萃取效果的因素有那些？ 水能作为该体系的萃取剂 除萃取剂的浓度外，影响萃取效果的因素有 蒸汽压方程为： ， (P：kPa：T：K) 假设汽相是理想气体，试问99.75Kpa 时：（1）系统是否形成共沸物？（2）共沸温度是多少？ 解：T = 344.3K (即 71℃) ，则 A = 0.325 =75.16kPa; =98.45kPa 得到：x1=0.0846; x2=0.9154 , , p=1.313′0.0846′75.16+1.002′0.9154′98.45 =98.65kPa p规定 设T=344.7K (即71.7) 与给定总压基本相等，故共沸温度是71.7，共沸组成x1=0.083 摩尔分数 第十一章 分离过程的节能 2. 某反应器流出的是RH3烃和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并作必要解释。组分 HCl RH3 RCl3 RH2Cl RHCl2 流率/（kmol/h） 52 58 16 30 14 相对挥发度( 4.7 15.0 1.0 1.9 1.2 纯度要求/% 80.0 85.0 98.0 95.0 98.0 同上 ，根据S1规则，HCl有腐蚀性，应优先分离；根据S2规则，RCl3和RHCl2之间的相对挥发度最小，相对最难分离，所以RCl3和RHCl2最后分离。 与（1）不同的是分离RH3和RH2Cl的塔C因