第二章-精馏习题讲解.ppt

2，工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条？各自的Ki计算式是什么？(p16) ① 适用于中压下非理想弱的烃类系统 ② 适用于中压下液相非理想强的系统 答： 3，当气液两相均可作为理想溶液处理时，泡点温度计算的基本方程是什么？写出泡点温度计算的框图。（p31） 相平衡关系 归一方程 相平衡常数式 答：基本方程如下： 当 Ki=f(T，P)可手算，则泡点温度计算步骤为： 调整T N 6，有一分离四个组分混合物的精馏塔，已知条件如下： 组分 Fi di wi ai 1 10.0 0.00 10.00 0.25 2 22.5 1.07 21.43 0.50 3 45.0 42.86 2.14 1.00 4 22.5 22.50 0.00 2.00 塔顶全凝器，塔底用再沸器，泡点进料，塔在最小回流比下操作。试问： （1）哪些组分为分布组分？哪些为非分布组分？ （2）用简图画出塔内恒浓区。 （3）当di≠0时，塔内恒浓区有何变化？也用简图画出。 （4）找出关键组分与非关键组分。 （5）将上述最小回流比改成全回流操作。若组分2在塔底和组分3在塔顶的组成都不变，需要多少理论级？（p53） 答： （1）组分2和3是分布组分，组分1和4是非分布组分 （2）参考课本图2-18（p53） （3）看课本(p54) （4）3是轻关键组分，2是重关键组分，1是重非关键组分，4是轻关键组分 （5）p52 9，决定恒沸精馏塔塔顶产物和塔底产物的基本原则有哪几条？(p76,77) 答：对于二元体系：（1）如图2-36(a),系统中不存在恒沸物时，无论进料组成如何，只要塔的分离能力足够，总能从塔顶得到较纯的轻组分，塔底得到较纯的重组分。（2）如图2-36(b),存在最低恒沸物时，形成了两个浓度区域。当进料浓度落在0~Xa区内，从塔底可得到较寸组分2，但塔顶只能得到恒沸物；当进料浓度在Xa~1范围内，则从塔底得到较纯组分1，塔顶仍为恒沸物。 对于三元体系：因存在多个精馏区，则塔顶和塔底产物取决于料液与夹带剂的混合液位于哪个精馏区，位于不同的精馏区可以产生不同的塔顶和塔底产物。 11，板效率随塔径如何变化？请说明变化原因。(p82) EMV 随塔径变化有一极值，其范围在1.5～6m。 塔径小，近似全混 ，EMV＝EOG ； 塔径↑，板上有部分混合，存在浓度梯度，EMVEOG； 塔径太大，板上液相的不均匀流动，板间汽相的不完全混合产生，使EMV ↓； 1.5—6m 1 D 2-2： 2-3： 2-5： 2-8:某精馏塔分离四元烃类混合物，操作压力为85atm，进料量为100kmol/h。已知： 分离要求：塔顶的丙烯含量?3 %（摩尔分率），塔底的乙烯含量?5 %（摩尔分率），求： (1)用清晰分割法计算塔顶、塔底的组成及产量 (2)塔在正常操作时可达指定分离要求现测得釜温为105oC，操作是否正常？（计算说明） 进料组成 甲烷 乙烯 丙烯 丁烯 xF 0.10 0.40 0.20 0.30 解:(1)用1,2,3,4依次编号甲烷，乙烯，丙烯，丁烯。由题意可知乙烯为轻关键组分，丙烯为重关键组分，甲烷为轻组分，丁烯为重组分。 则由清晰分割法可得： d1=100x0.10=10kmol/h b1=0 d2=100x0.40-b2=40-b2 b2 d3 b3=100x0.2-d3=20-d3 d4=0 b4=100x0.3=30kmol/h 由分离要求有： 解得：d3=1.467kmol/h b3=18.533kmol/h b2=2.554kmol/h d2=37.446kmol/h 塔顶产品量D=10+37.446+1.467=48.913 kmol/h 塔底产品量B=2.554+18.533+30=51.087 kmol/h 由XDi=di/D 和 XBi=bi/B可算出塔顶，塔底组成如下： 组分 甲烷 乙烯 丙烯 丁烯 XDi 0.2044 0.7656 0.03 0 XBi 0 0.05 0.3628 0.5872 （2）当釜温为105oC时，求塔顶温度 设塔顶温度T=105oC 查P-T-K图得：K甲=27 K乙=13 K丙=4.55 说明塔顶温度低了，即正常操作时，塔顶温度应大于105oC，此时若釜温为105oC，即塔顶温度大于塔底温度，不合常理，故釜温为105oC时，不能正常操作。 * *