第三章作业答案文档格式.docx
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0.5760
0.56418
=1.184
yBP总
A0
XbPb
（2）求Margules公式的端值常数
lgA=xBI.A-2Xa（B_A）1
lgYb=xAfe+2Xb（A—B）]
lg1.184=0.52A20.5（B_A）]
lg1.20=0.52B
-20.5（A_B）]
解得：
A=0.2934
B=0.3167
（3）求
Pa
Pb
取组分平均沸点
78.479.6
tb79C
2
01554
lgpA=8.0458.045
t-222.7
1554
2.89
79-222.7
pA=783.8mmHg
lgpB=6.97412106.97412102.87
t21679216
pB=745.2mmHg
783.8
1.052
745.2
（4）按公式（a）求任一xa时的a、b;
并求=Paa
0•••
Pbb
/
再按公式yA0——求出若干组yA-XA，列表作图。
AI/
1+（。
-1）Xa
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。
0.31
0.98
解：
Xf780.3464
0.311-0.31
+
7892
1-0.988
xd
0.983
0.981「0.98
+
78
Xw
0.9881-0.988
9278
=0.0141
Mf=0.346478（1—0.3464）92=87.15
8716丄
qnf==100kmol，h—
87.15
100=qn,D+qn,w
1000.3464=0.983qD+0.0141qw
_1_1
qn,D=34.3kmolh-qn,w=65.7kmolh-
_1
qn,L=Rqn,D=2.534.3=85.75kmolh-
qn,v=（R+1）qD=（2.5+1）34.3=120kmolh-
3-7含苯0.45（摩尔分数）的苯一甲苯混合溶液，在101.3kPa下的泡点温度为94C,
求该混合液在45C时的q及q线方程。
此混合液的平均千摩尔热容为167.5kJkmol-1C-1,
平均千摩尔气化焓变为30397.6kJkmol-1。
解:
q』（tb"
F）F二旦345）30397七=1.27
也HV30397.6
q线方程为
qxf
yx-
q-1q_1
1.270.45
x
1.27-11.27T
y=4.7x-1.67
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。
（1）y=6x-1.5得q线与平衡线交点坐标：
厂x=0.333
y=0.5
2x
y=
1+x
Xd-y0.96_0.5
Rmd2.75
y—X0.5—0.333
R=1.5Rm=1.52.75=4.13
精馏段操作线方程为
3-12某厂精馏塔的原料为丙烯一丙烷混合物，其中含丙烯0.835（摩尔分数，下同）
塔的操作压强为2MPa（表压），泡点进料。
要使塔顶产品中含0.986的丙烯，塔釜产品中含
0.951的丙烷，丙烯一丙烷的平均相对挥发度可取1.16，混合液可视为理想溶液。
试求：
（1）最小回流比；
（2）最少理论塔板数。
、決f
1-（二「1）Xf
（1）泡点进料，q线与平衡线的交点坐标：
x=xf=0.835
1.160.835
0.854
1（1.16「1）0.835
Xd-yf0.986—0.854
Rm6.95
yf-xf0.854-0.835
3-13在某一连续精馏塔中，已知进料中轻组分含量为0.5（摩尔分数，下同），塔顶产
品轻组分的含量为0.90，塔釜产品轻组分的含量不大于0.10。
试分别绘出R=3.0，q=0.8、1.0、1.2时全塔的操作线。
略。
3-14有一相对挥发度为2.00的理想二组分溶液在连续精馏塔中进行精馏，已知塔内
上升蒸气量为90.0kmolh-1，塔顶采出量为30.0kmolh-1，塔顶采出液中轻组分含量为0.950
（摩尔分数）。
若塔顶使用全凝冷凝器，则从塔顶数起第二块理论板上回流液相的组成是多
少？
R二鱼二90^0^?
。
qn,D30.0
y1=Xd=0.950
GX12x1
°
.950=y1=1+（：
-1）X1=L
X1=0.905
精馏段操作线方程
X2=0.852
3-15用连续精馏法分离对二甲苯和间二甲苯二组分溶液，加料液中对二甲苯的含量
为0.30（摩尔分数，下同）。
要求塔顶馏分中对二甲苯含量大于0.90，塔釜中对二甲苯含量
小于0.20，使用的回流比为最小回流比的1.8倍，沸点液相进料，此精馏塔的理论塔板数是
多少？
若全塔板效率为80%，该塔的实际塔板数又是多少？
已知对二甲苯和间二甲苯的正
常沸点分别为138.35C、139.10C。
（1）g=9.187
二9.187
:
-=1.02
Tb.B-Tb.A
Tb.A+Tb.B
（139.10•273）「（138.35273）&
X=8.37x10
（138.35-273）-（139.10273）
（Xa/Xb）d
0.90/0.10
ig
（2）
S（Xa/Xb）w
Sm-
0.20/0.801o1
ig1.02
Xf
1
.020.30
（3）
Xf=0.30
yf
=0.304
1+（G-1）Xf
1-（1
.02-1）0.30
Xd—yf0.90—0.304
Rm149
yf-xf0.304-0.30
R=1.8Rm=1.8149=268
3-16在连续精馏塔中处理平均相对挥发度为3.0的二元理想混合物，取回流比为2.5,
塔顶产物组成为0.97（摩尔分数，下同）。
由塔顶起精馏段第一、第二块板回流的液相组成分别为0.50、0.40，试求第二块塔板的气相板效率。
yn+1
R
Xn
Xd
2.50.97
=0.7143Xn+0.2771
=R+1
R+1
一Xn+
2.5+12.5+1
y2=
0.7143X1+0.2771=
0.71430.50+0.2771
=0.634
y3=
0.7143X2+0.2771=
0.71430.40+0.2771
=0.563
*
篇X2
3.0x0.40
0.667
y2:
=
1+（
--
1）X2
1+（3.0-1）0.40
y2-
y3
0.634
-0.563
Emg
=*
=68.3%
3-20某吸收塔用溶剂B吸收混合气体中的A化合物。
在塔的某一点，气相中A的分
、.321
压为21kPa,液相中A的浓度为1.00x10-3kmolm-,气液间的传质通量为0.144kmolm-h"
气膜传质系数kG为0.0144kmolh-1m-2kPa-1。
实验证实系统服从亨利定律，当PA=8kPa时,
液相的平衡浓度为1.00xIO-3kmolm-3，求下列各项：
（1）Pa—PA,i、kL、CA,i_CA、Kg、pA_Pa*、Kl、CA*—cA
（2）气相阻力占总阻力的百分率为多少?
Kg
3-22在逆流操作的吸收塔中，于101.3kPa、25C下用清水吸收混合气体中的H2S,将
其体积分数：
由2%降至0.1%。
该系统符合亨利定律，亨利系数E=5.52104kPa。
若取吸
收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比qn,c/qn,B及出口液相组成X1。
若操作压强改为1013kPa,而其他已知条件不变，再求qn,c/qn,B及X1。
4
翻E5.52汽10
m===545
101.3
3-23有一填料吸收塔，直径为0.8m，填料层高6m，所用填料为50mm的拉西环，每
小时处理2000m3含丙酮5%（体积％）的空气，在298K、101.3KPa条件下，用水作为溶剂。
能回收丙酮多少千摩尔?
Hog=皿
77.7
KYaS
•••KYa=吧
HogS
-3-1
=206kmolmh
0.75:
0.82
回收丙酮=qB,n（丫1-丫2）=77.7（0.0526-0.00263）=3.88kmolh--
3-24混合气中含10%CO2,其余为空气，于303K及2103kPa下用纯水吸收，使CO2的浓度降到0.5%，溶液出口浓度X1=0.06%（以上均为摩尔分数），混合气体处理量为
2240m3h-1（标准状态的体积），亨利系数E为2105kPa，液相体积传质总系数Kxa=2780
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