(筛选)第3章作业答案.doc

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(筛选)第3章作业答案

PAGE  PAGE 9 第三章 传质分离过程 3-2 正戊烷(Tb = 36.1℃)和正己烷(Tb = 68.7℃)的溶液可以认为是理想溶液,已知两个纯组分的饱和蒸汽压(汞压差计示数,mm)和温度(℃)的关系如下: 正戊烷 正己烷 试计算该二组分溶液的气-液平衡关系(用y-x函数关系表示)。 解: 3-3 已知正戊烷和正己烷的正常沸点,若不用相对挥发度的概念,该二组分溶液在p = 101.3kPa时y-x关系如何计算,请写出计算过程。 提示:以泡点方程和露点方程表示。 3-4 乙醇和甲乙酮是非理想溶液。已知乙醇的正常沸点是78.3℃,甲乙酮的正常沸点是79.6℃,在常压时该二组分溶液有一个最低沸点74℃,共沸组分是乙醇和甲乙酮各占50%(摩尔百分数)。已知乙醇和甲乙酮的饱和蒸气压(汞压差计示数,mm)和温度(℃)的关系如下: 乙醇 甲乙酮 试作出该非理想二组分溶液的气液平衡相图。 解:设乙醇为A,甲乙酮为B (1)求恒沸点的r 74℃下: ? (2)求Margules公式的端值常数 解得:A = 0.2934 B = 0.3167 (3)求 取组分平均沸点 (4)按公式(a)求任一xA时的?A、?B;并求 再按公式 求出若干组yA-xA,列表作图。 3-6 用一连续精馏装置,在常压下分离含苯0.31(质量分数,下同)的苯-甲苯溶液,要求塔顶产品中含苯不低于0.98,塔底产品中含甲苯不低于0.988,每小时处理量为8716kg,操作回流比为2.5。试计算: (1)塔顶及塔底产品的摩尔流量; (2)精馏段上升的蒸气量及回流液量。 解: 100 = qn,D + qn,W 100 ? 0.3464 = 0.983qD + 0.0141qW qn,D = 34.3kmol·h-1 qn,W = 65.7kmol·h-1 qn,L = Rqn,D = 2.5 ? 34.3 =85.75kmol·h-1 qn,V = (R +1)qD = (2.5 +1) ? 34.3 = 120 kmol·h-1 3-7 含苯0.45(摩尔分数)的苯??甲苯混合溶液,在101.3kPa下的泡点温度为94℃,求该混合液在45℃时的q及q线方程。此混合液的平均千摩尔热容为167.5kJ·kmol-1·℃-1,平均千摩尔气化焓变为30397.6kJ·kmol-1。 解: q线方程为 3-9 在一连续常压精馏塔中精馏某一混合液,塔顶产品中易挥发组分的含量为0.96(摩尔分数,下同),塔底产品中易挥发组分的含量为0.03,已知此塔的q线方程为y = 6x -1.5,采用回流比为最小回流比的1.5倍,此混合液体系在本题条件下的相对挥发度为2。试求: (1)精馏段的操作线方程; (2)若每小时得到塔底产品量100kmol,求进料量和塔顶产品量; (3)提馏段的操作线方程。 解:(1) 得q线与平衡线交点坐标: x = 0.333 y = 0.5 R = 1.5Rm = 1.5 ? 2.75 = 4.13 精馏段操作线方程为 即 yn+1 = 0.805xn + 0.187 (2

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