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分离工程习题与思考题

i分离工程/i

分离工程习题

第二章精馏

1.欲分离苯(1)-甲苯(2)-二甲苯(3)三元混合物，精馏塔的进料、

塔顶和塔釜产品的组成如

下：

组成mol分率

塔顶

塔底

进料苯0.9950.0050.600甲苯0.0050.7440.300二甲苯

0.0000.2510.100

的操作压强为1atm（绝对）。试求：

1)塔顶分凝器温度和塔釜温度；

2)若进料温度为92℃，判断进料状态。

假定液相服从拉乌尔定律，汽相可当作理想气体，三个组分的蒸

汽压分别按下式计算：苯：lnp1S=15.90082788.51/(T52.36)

S=16.01373096.52/(T53.67)(piSmmHg,TK)甲苯：lnp2

S二甲苯：=16.13903366.99/(T58.04)lnp3

2．异丙醇(1)-水(2)系统的无限稀释活度系数为γ1=9.78,γ2=3.22，

试用此对数值计算Wilson常数Λ12和Λ21，并由此计算

x1=0.1665(mole分率)时的汽相组成y1和泡点温度tB。系统处于常压

（设为1atm绝对压）。已知：异丙醇和水的蒸汽压方程可分别用下

列各式计算：∞∞

异丙醇：lnp1S=18.69293640.20

T53.54(PmmHg,TK)3816.44S=18.3036水：lnp2T46.13

（提示：试差求Λ12和Λ21时，可取初值Λ12＝0.1327）

3．用常规精馏塔分离下列烃类混合物：

组分：

Mol%：

CH40.52C2H424.9C2H68.83C3H68.7C3H83.05nC4H1054.0

工艺规定塔顶流出液中C4浓度不大于0.002，塔釜残液中C3H8

不大于0.0015，试应用清晰分割法估算塔顶和塔底产品的量和组成。

i分离工程/i

4．设工艺规定C3H6为轻关键组分，C4为重关键组分，上题料

液在常规精馏塔中分离，要求C3H6在塔顶的收率为0.99，C4在塔

底的收率为0.995。假设轻组分全部从塔顶馏出。试计算：

（1）用Underwood方程计算Rm和C3H6在塔两端产品中的分

布，算出两端产品的量和组成（设

F=100Kmol/h，泡点进料）。

（2）计算Nm。

各组分的相对挥发度如下：

αC=17.4αC=7.18αC=5.00αC=2.17αC=2.0αC=1.001＝202＝

3034

（3）取R＝1.5Rm，求N。

5.某料液的组成如下：

组分

mol分率丙烯丙烷异丁烷0.78110.21050.0084

于泡点时加入常规精馏塔进行分离。要求塔顶产品中丙烯的

mole分率≥99.5％，塔底产品中丙烯mole分率≤5％。计算：

（1）分离所需的Rm；取R＝2Rm，计算所需的理论板数N。

（2）如果塔顶精丙烯产品中丙烯丙烯浓度达99.7％，塔底产品

组成保持不变，计算此时能

耗比生产99.5％产品时的增加多少？

已知相对挥发度：12＝1.*****22＝1.032＝0.*****

特殊精馏习题

1.某合成橡胶厂欲用萃取精馏法分离丁烯-1（1）和丁二烯（2），

以乙腈作为萃取剂。原料

流量为100Kmol/h，含丁烯-1为0.7，丁二烯为0.3（mol分率），

于露点加入塔中。塔内萃取剂浓度基本保持在xs=0.8。工艺要求塔釜

液脱乙腈后丁二烯纯度达99.5％；塔顶丁二烯浓度小于0.05％，乙腈

含量小于0.1％。计算所需的理论板和溶剂用量。

已知：xS