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化化⼯⼯设设计计复复习习题题

《化⼯设计》复习提纲

1.甲醇脱⽣成甲醛的反应⽅程式为：

CH3OH（l）HCHO（g）+H2（g）

（1）试⽤燃烧数据计算1600kg甲醇在0.1013MPa、25℃条件下的反应⽣成的量。

已知：25℃下甲醇（l）的燃烧:（△H0298,c）甲醇=-726.6kJ/mol；25℃下甲醛（g）的燃烧：（△H0298,c）甲醛=-

563.6kJ/mol；25℃下H2（g）的燃烧:（△H0298,c）H2=-285.8kJ/mol。（2）若⽤废锅炉回收上述反应⽣成的量。⾼

温⽓体⾛管内，管外送⼊30℃、压⼒

1.274MPa的软⽔，产⽣1.274MPa的饱和蒸汽，损失为⽓体放出的8，求产⽣的

蒸汽量。已知：30℃、1.274MPa的饱和⽔焓：H1=125.48kJ/㎏；1.274MPa的饱和蒸汽H2=2784.7kJ/㎏。

解：(1)25℃下甲醇（l）的燃烧:

（△H0298,c）甲醇=-726.6kJ/mol

25℃下甲醛（g）的燃烧:

（△H0298,c）甲醛=-563.6kJ/mol

25℃下H2（g）的燃烧:

（△H0298,c）H2=-285.8kJ/mol

0.1013MPa、25℃的反应:

（△H0298）reac=（△H0298,c）甲醇-（△H0298,c）甲醛-（△H0298,c）H2

=-726.6-[(-563.6)+(-285.8)]

=122.8kJ/mol

Q=1600÷32×122.8×1000=6.140×103(kJ)

(2)30℃、1.274MPa的饱和⽔焓H1=125.48kJ/h

1.274MPa的饱和蒸汽焓H2=2784.7kJ/h

产⽣的蒸汽量为：

=2124.2(㎏)

2.如图所⽰，该塔的进料量F为2400kg/h，进料为⽓液混合进料，⽓液⽐为1：2，馏分D

的流率为1100kg/h，料液和馏分的温度分别为110℃及70℃，过蒸汽V为90℃，塔底组分温度为130℃，所有组分的平均⽐

容为cp=1.2kJ/kg·K，所有组分的潜为H=200kJ/kg，回流⽐R=2，忽略量损失。先计算塔底W和塔顶V的量，然后计算

再

沸器和冷凝器的负荷。若塔顶冷凝器的进出⼝温度分别为20℃和50℃，总传系数K取3000W/m2·K，估算冷凝器的⾯

积。

1）先进⾏物料衡算：确定基准为1h

进料F=2400kg馏分D=1100kg

W=F－D=2400－110=1300kg

V=（R+1）D=3×1100=3300kg

2）量衡算：

选70℃为基准温度

进料（F）的量：

显：QF1=MFcP（TF－T0）=2400×1.2×（110－70）=1.152×105（kJ）

潜：QF2=1/3MFH=1/3×2400×200=1.6×105（kJ）

QF=QF1＋QF2=2.752×105（kJ）

塔釜（W）的量：

显：QW1=MWcP（TW－T0）=1300×1.2×（130－70）=9.36×104（kJ）

潜：QW2=0

塔顶（V）的量：

显：QV1=MVcP（TV－T0）=3300×1.2×（90－70）=7.92×104（kJ）

潜：QV2=MVH=3300×200=6.6×105（kJ）

QV=QV1＋QV2=7.392×105（kJ）

塔顶馏分（D）和回流液（L）的量：

QD=QL=0

对整个系统进⾏量衡算：

Q进=Q再沸器⼊＋QF＋QL

Q出=Q再沸器出＋QW＋QV

Q进=Q出

再沸器的负荷：

Q再=Q再沸器⼊－Q再沸器出=QW＋QV－QF＋QL

=9.36×104＋7.392×105－2.752×105

=5.576×105（kJ）

冷凝器的负荷：

Q冷=QV=7.392×105（kJ）

3)冷凝⾯积的计算：

T1=70℃T2=90℃

t1=20℃t2=50℃

Δt1=70-20=50℃

Δt2=90-50=40℃

=44.814(℃)

Q=KAΔtm

A=Q冷/KΔtm

=7.392×108/(3000×3600×44.814)

=1.53(㎡)

3．某⼚⽤空⽓氧化邻⼆甲苯⽣产苯酐。原料流量为2