分离工程习题解答
- 格式:doc
- 大小:524.00 KB
- 文档页数:14
分离工程考试题目及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 分离工程中,以下哪种方法不适用于液-液分离?A. 离心分离B. 膜分离C. 蒸发D. 吸附答案:D2. 在液-液分离过程中,离心分离法的主要依据是什么?A. 密度差B. 粘度差C. 表面张力差D. 电导率差答案:A3. 膜分离技术中,哪种膜可以实现分子级的分离?A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 微滤膜答案:C4. 蒸发操作中,提高蒸汽压力会导致什么变化?A. 沸点升高B. 沸点降低C. 蒸发速度加快D. 蒸发速度减慢答案:B5. 在吸附分离过程中,吸附剂的选择主要依据是什么?A. 吸附剂的孔径大小B. 吸附剂的化学性质C. 吸附剂的物理性质D. 被分离物质的沸点答案:B6. 液-液萃取过程中,选择萃取剂的主要依据是什么?A. 萃取剂的密度B. 萃取剂的粘度C. 萃取剂与被分离物质的亲和力D. 萃取剂的电导率答案:C7. 在气-液分离中,哪种设备可以实现气体的高效分离?A. 填料塔B. 板式塔C. 离心机D. 蒸发器答案:B8. 分离工程中,哪种方法适用于固-液分离?A. 离心分离B. 膜分离C. 蒸发D. 吸附答案:A9. 在液-液分离中,哪种方法可以实现连续操作?A. 离心分离B. 膜分离C. 萃取D. 吸附答案:B10. 气-固分离中,以下哪种设备不适用于粉尘的分离?A. 旋风分离器B. 布袋除尘器C. 静电除尘器D. 蒸发器答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 分离工程中,______分离法适用于处理含有大量固体颗粒的悬浮液。
答案:离心2. 膜分离技术中,______膜可以实现离子级的分离。
答案:反渗透3. 蒸发操作中,提高______可以加快蒸发速度。
答案:温度4. 吸附分离过程中,吸附剂的______越大,吸附能力越强。
答案:比表面积5. 液-液萃取过程中,萃取剂的选择应考虑其与被分离物质的______。
答案:亲和力6. 气-液分离中,______塔可以实现气液两相的充分接触。
分离工程试题及答案一、选择题1.以下哪个不是分离工程的主要目标?A.分离固体和液体B.分离固体和气体C.分离液体和气体D.分离化学物质答案:D2.分离工程中常用的一种方法是?A.蒸馏B.结晶C.萃取D.过滤答案:A3.以下哪个过程不属于固体分离工程?A.沉淀B.离心C.过滤D.萃取答案:D4.分离工程的主要原理是根据物质的什么性质进行分离?A.化学性质B.物理性质C.生物性质D.机械性质答案:B5.下列哪个设备不属于分离工程中常用的设备?A.蒸馏塔B.过滤器C.离心机D.反应釜答案:D二、填空题1.分离工程的目的是将不同物质进行_______。
答案:分离2.常用的固体分离方法有________、过滤等。
答案:沉淀3.蒸馏是根据物质的_______性质进行分离的。
答案:沸点4.离心技术是利用物质的_______差异进行分离的。
答案:密度5.过滤器是用来分离_______和液体的设备。
答案:固体三、简答题1.请简述固体分离工程的常用方法。
答:固体分离工程的常用方法包括沉淀、过滤等。
沉淀是利用物质在溶液中形成固体颗粒的性质进行分离,通过让固体颗粒在溶液中聚集形成沉淀,然后通过过滤将沉淀分离出来。
过滤是通过筛选或者滤纸等材料将固体颗粒从液体中分离出来。
这些方法都是根据固体颗粒与液体的物理性质差异进行分离的。
2.蒸馏是一种常用的分离方法,请简要介绍其原理及应用领域。
答:蒸馏是根据物质的沸点差异进行分离的方法。
在蒸馏过程中,将混合物加热至沸腾,液体中的成分会根据其沸点的高低逐渐蒸发出来,然后通过冷凝器将蒸汽冷却成液体,从而分离出不同组分。
蒸馏广泛应用于石油化工、药品工业、食品加工等领域,例如在石油炼制中用于分离原油中的不同馏分,制药过程中用于提取药物中的纯净成分等。
四、解答题请根据你对分离工程的理解,对以下问题进行解答。
1.为什么需要进行分离工程?答:分离工程是为了将混合物中的不同组分进行分离,以便获取纯净的物质或者提取其中有用的成分。
[例2-3]求含正丁烷(1)0.15、正戊烷(2)0.4、和正已烷(3)0.45(摩尔分数)之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。
B. 露点温度a. 解:因各组分都是烷烃,所以汽、液相均可看成理想溶液, K i 只取决于温度和压力。
如计算要求不高,可使用烃类的 p -T -K 图(见图 2-1)。
假设 T = 50℃, p =0.2MPa ,查图求 K i , 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805.076.03==∑=i G y K K 。
查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T = 58.7℃,重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。
解:B. 露点温度, 假设 T = 80℃, p =0.2MPa ,查图求 K i , 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25正已烷 0.45 0.65 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii K y x选正戊烷为参考组分,则56.1978.06.14=⨯=∑⨯=i G x K K由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃K 1=4,K 2=1.56, K 3=0.6,1053.175.0267.00375.0≈=++=∑=∑∴iii K y x 故混合物在78℃。
[例2-7]进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物,其组成为:丙烷 (1)30% ;正丁烷 (2)10% ;正戊烷 (3)15% ;正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。
求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。
解:该物系为轻烃混合物,可按理想溶液处理。
由给定的 T 和 p ,从 p - T - K 图查 K i ,再采用上述顺序解法求解。
分离工程考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种方法不是分离工程中常用的分离方法?A. 蒸馏B. 萃取C. 沉淀D. 过滤答案:C2. 分离工程中,蒸馏操作主要依据的原理是什么?A. 溶解度差异B. 沸点差异C. 密度差异D. 粘度差异答案:B3. 萃取操作中,萃取剂的选择依据是什么?A. 萃取剂与被萃取物的亲和力B. 萃取剂与溶剂的密度差异C. 萃取剂与溶剂的粘度差异D. 萃取剂与被萃取物的溶解度差异答案:A4. 在过滤操作中,如果滤液的流速过快,可能会导致什么现象?A. 滤饼层破裂B. 滤液浑浊C. 滤液清澈D. 滤饼层增厚答案:B5. 以下哪种设备不是用于分离工程的?A. 离心机B. 蒸发器C. 反应器D. 过滤器答案:C6. 在分离工程中,哪种情况下不适合使用沉淀法?A. 溶质的溶解度随温度升高而降低B. 溶质的溶解度随温度升高而升高C. 溶质的溶解度随压力变化不大D. 溶质的溶解度随压力变化显著答案:B7. 蒸馏操作中,提高蒸汽的流速会如何影响分离效率?A. 提高分离效率B. 降低分离效率C. 无明显影响D. 可能导致设备损坏答案:B8. 萃取操作中,如果萃取剂的选择不当,可能会导致什么后果?A. 提高分离效率B. 降低分离效率C. 无明显影响D. 导致环境污染答案:B9. 在过滤操作中,增加滤饼层的厚度会如何影响过滤速率?A. 提高过滤速率B. 降低过滤速率C. 无明显影响D. 可能导致设备损坏答案:B10. 在分离工程中,离心机的主要作用是什么?A. 提高温度B. 提高压力C. 增加溶质的溶解度D. 利用离心力分离混合物答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 蒸馏操作中,当两种液体的沸点相差较大时,可以使用______蒸馏法。
答案:简单2. 在萃取操作中,萃取剂与溶剂应具有______相溶性。
答案:不互3. 过滤操作中,如果滤饼层的孔隙率增大,过滤速率会______。
目录第一章绪论 (1)第二章单级平衡过程 (5)第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)第四章气体吸收 (23)第五章液液萃取 (26)第六章多组分多级分离的严格计算 (27)第七章吸附 (33)第八章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第十章分离过程与设备的选择与放大 (36)第一章绪论1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。
答:属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。
属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取(双溶剂)、吸收、吸附。
2.比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。
答:当被分离组分间相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时,就要考虑采用萃取精馏(MSA),但萃取精馏需要加入大量萃取剂,萃取剂的分离比较困难,需要消耗较多能量,因此,分离混合物优先选择能量媒介(ESA)方法。
3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别?答:气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。
气体分离更成熟些,渗透蒸发是有相变的膜分离过程,利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。
4.海水的渗透压由下式近似计算:π=RTC/M,式中C为溶解盐的浓度,g/cm3;M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。
若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水,M=31.5,操作温度为298K。
问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答:渗透压π=RTC/M=8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。
所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。
5.假定有一绝热平衡闪蒸过程,所有变量表示在所附简图中。
求:(1)总变更量数Nv;(2)有关变更量的独立方程数Nc;(3)设计变量数Ni;(4)固定和可调设计变量数Nx ,Na;(5)对典型的绝热闪蒸过程,你将推荐规定哪些变量?思路1:3股物流均视为单相物流,总变量数Nv=3(C+2)=3c+6独立方程数Nc物料衡算式C个F ziT FP FV , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L习题5附图热量衡算式1个相平衡组成关系式C个1个平衡温度等式1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3固定设计变量Nx=C+2,加上节流后的压力,共C+3个可调设计变量Na=0解:(1)Nv = 3 ( c+2 )(2)Nc 物 c能 1相 c内在(P,T) 2Nc = 2c+3(3)Ni = Nv – Nc = c+3(4)Nxu = ( c+2 )+1 = c+3(5)Nau = c+3 –( c+3 ) = 0思路2:输出的两股物流看成是相平衡物流,所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc:物料衡算式C个,热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压力共C+3个可调设计变量Na:有06.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图,求:(1)设计变更量数是多少?(2)如果有,请指出哪些附加变量需要规定?解:N x u 进料c+2压力9c+11=7+11=18N a u 串级单元 1传热 1合计2进料,习题6附图N V U = N x u +N a u = 20 附加变量:总理论板数。
分离工程题库附答案第一章绪论填空题:1、分离技术的特性表现为其(重要性)、(复杂性)和(多样性)。
2、分离过程是(混合过程)的逆过程,因此需加入(分离剂)来达到分离目的。
3、分离过程分为(机械分离)和(传质分离)两大类4、分离剂可以是(能量)或(物质),有时也可两种同时应用。
5、若分离过程使组分i及j之间并没有被分离,则(a s ij=1)。
6、可利用分离因子与1的偏离程度,确定不同分离过程分离的(难易程度)。
7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡(组成不相等)的原理,常采用(平衡级)作为处理手段,并把其它影响归纳于(级效率)中。
8、传质分离过程分为(平衡分离)和(速率分离)两类。
9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种(推动力)作用下经过某种介质时的(传质速率)差异而实现分离。
10、分离过程是将一混合物转变为组成(互不相等)的两种或几种产品的哪些操作。
11、工业上常用(分离因子)表示特定物系的分离程度,汽液相物系的最大分离程度又称为(固有分离因子)。
12、速率分离的机理是利用传质速率差异,其传质速率的形式为(透过率)、(迁移率)和(迁移速率)。
13、绿色分离工程是指分离过程(绿色化的工程)实现。
14、常用于分离过程的开发方法有(逐级经验放大法)、(数学模型法)选择题:1、分离过程是一个(A)a.熵减少的过程;b.熵增加的过程;c.熵不变化的过程;d.自发过程2、组分i、j之间不能分离的条件是(C)a.分离因子大于1;b.分离因子小于1;c.分离因子等于13、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时(A)实现分离。
a.组成不等;b.速率不等;c.温度不等4、当分离因子(C)表示组分i及j之间能实现一定程度的分离。
a.a ij=1b.a s ij=1c.a ij<15.下述操作中,不属于平衡传质分离过程的是(C)a.结晶;b.吸收;c.加热;d.浸取。
6、下列分离过程中属机械分离过程的是(D):a.蒸馏;b.吸收;c.膜分离;d.离心分离。
分离工程考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在分离工程中,下列哪种方法不适用于液-液分离?A. 离心分离B. 过滤C. 蒸馏D. 吸附答案:D2. 哪种类型的分离过程是基于分子大小差异进行的?A. 萃取B. 膜分离C. 蒸发D. 结晶答案:B3. 以下哪个参数对过滤速率影响最大?A. 滤饼厚度B. 过滤面积C. 过滤压力D. 滤液粘度答案:B4. 在蒸馏过程中,提高哪种参数可以增加分离效率?A. 进料温度B. 回流比C. 塔板数D. 塔顶压力答案:C5. 反渗透膜分离技术主要应用于哪种类型的分离?A. 气-液分离B. 液-固分离C. 液-液分离D. 固-固分离答案:C6. 离心分离中,离心力的大小与哪个参数成正比?A. 转速的平方B. 转速的立方C. 转速的四次方D. 转速的五次方答案:A7. 以下哪种方法不适用于气体的分离?A. 吸收B. 吸附C. 膜分离D. 沉降答案:D8. 哪种类型的分离过程是基于分子间作用力差异进行的?A. 萃取B. 膜分离C. 蒸发D. 结晶答案:A9. 在液-液萃取中,选择性系数αAB/AC表示什么?A. 组分A与组分B的分配系数之比B. 组分A与组分C的分配系数之比C. 组分B与组分C的分配系数之比D. 组分A在两种溶剂中的分配系数之比答案:A10. 哪种类型的分离过程是基于分子质量差异进行的?A. 萃取B. 膜分离C. 超滤D. 蒸馏答案:C二、填空题(每空1分,共10分)1. 在过滤过程中,滤饼的厚度增加会导致过滤阻力_____。
2. 蒸馏操作中,提高回流比可以_____组分间的分离效果。
3. 反渗透膜分离技术中,水分子通过膜的驱动力是_____。
4. 离心分离中,离心力的大小与转速的_____次方成正比。
5. 在液-液萃取中,选择性系数αAB/AC越大,表示组分A与组分B 之间的_____越大。
6. 蒸馏过程中,塔板数的增加可以提高_____效率。
专升本《分离工程》_试卷_答案专升本《分离工程》一、(共31题,共151分)1. 某三元理想混合物的组成为:系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下:(T:K,pis:Pa)(10分)标准答案:2. 在环境状态下,将含有50%(摩尔)丙酮的水溶液分离成99%(摩尔)的丙酮和99%(摩尔)的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液,计算以1 kmol进料为单位的最小功;2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar方程联立,其常数A12=2.0,A21 =1.7(丙酮组分为1),计算最小功。
(10分)标准答案:(1)由物料衡算解得n1 = n2 = 0.5 kmol/h= 1.58x106J/h3. 在环境状态下,将含有60%(摩尔)丙酮的水溶液分离成99%(摩尔)的丙酮和99%(摩尔)的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液,计算以1 kmol进料为单位的最小功;2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar方程联立,其常数A12 =2.0,A21 =1.7(丙酮组分为1),计算最小功。
(10分)标准答案:4. 苯酚精馏塔如附图所示:原料液含苯酚40%,水60%(分子分数)要求苯酚产品纯度99%以上,操作压力101.3Kpa,塔顶蒸汽冷凝后过冷到20,在分层器中分层,分层全部回流,水层去污水厂处理。
查20时苯酚—水的互溶度数据为:水层含苯酚1.68%(摩尔百分数),分层含水66.9%(摩尔百分数),苯酚—水系统在1atm下的汽—液平衡数据为:若回流比选用最小回流比的1.5倍,饱和液体进料,并认为回流液过冷对塔内回流量的影响可忽略,试求理论塔板数。
(10分)标准答案:5. 某三元理想混合物的组成为:系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下:(10分)标准答案:6. 在吸收塔设计中,当吸收剂用量趋于最小用量时,( )。
生物分离工程习题库与答案一、单选题(共52题,每题1分,共52分)1.乳化液膜的制备中强烈搅拌()。
A、应用在被萃取相与W/O的混合中B、是为了让浓缩分离充分C、应用在膜相与反萃取相的乳化中D、使内水相的尺寸变小正确答案:A2.在液膜分离的操作过程中,()主要起到稳定液膜的作用。
A、表面活性剂B、膜溶剂C、载体D、增强剂正确答案:A3.真空转鼓过滤机工作一个循环经过()。
A、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区B、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区C、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区D、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区正确答案:B4.适合小量细胞破碎的方法是()A、超声破碎法B、高压挤压法C、高速珠磨法D、高压匀浆法正确答案:A5.分配层析中的载体()。
A、能吸附溶剂构成固定相B、是流动相C、是固定相D、对分离有影响正确答案:A6.关于分配柱层析的基本操作错误()。
A、用硅藻土为载体,需分批小量地倒入柱中,用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平B、分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分,或极性很相似的成分。
C、装柱分干法和湿法两种D、分配柱层析法使用两种溶剂,事先必须先使这两个相互相饱和正确答案:B7.以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力()A、阻力B、重力C、离心力D、向心力正确答案:B8.下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法()。
A、亲和层析B、凝胶层析C、盐析D、离子交换层析正确答案:A9.蛋白质具有两性性质主要原因是()A、蛋白质分子有一个羧基和一个氨基B、蛋白质分子有多个羧基和氨基;C、蛋白质分子有苯环和羟基D、以上都对正确答案:B10.关于疏水柱层析的操作错误()A、疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小B、洗脱后的层析柱再生处理,可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤,然后用平衡缓冲液平衡C、疏水层析柱装柱完毕后,通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡D、疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术正确答案:A11.乳化液膜的制备中强烈搅拌()。
1、说明分离过程与分离工程的区别?答:分离过程:是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作;分离工程:是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学,研究分离过程中分离设备的共性规律,是化学工程学科的重要组成部分。
2、实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么?答:前者是根据实际产品组成而计算,后者是根据平衡组成而计算。
两者之间的差别用级效率来表示。
错误:固有分离因子与分离操作过程无关3、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度?答:分离因子的大小与1相差越远,越容易分离;反之越难分离。
4、比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。
答:当被分离组分间相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时,就要考虑采用萃取精馏(MSA),但萃取精馏需要加入大量萃取剂,萃取剂的分离比较困难,需要消耗较多能量。
通常,分离混合物优先选择能量媒介(ESA)方法。
5、按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为哪两类?答:平衡分离过程:采用平衡级(理论板)作为处理手段,利用两相平衡组成不相等的原理,即达到相平衡时,原料中各组分在两个相中的不同分配,并将其它影响参数均归纳于级效率之中,如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。
速率分离过程:通过某种介质,在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下,依靠传递速率的差别来操作,而把其它影响参数都归纳于阻力之中。
如超滤、反渗透和电渗析等。
通常,速率控制过程所得到的产品,如果令其互相混合,就会完全互溶。
8对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。
(1)列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质:沸点、熔点、临界温度、临界压力、偏心因子、偶极矩等,利用哪些性质的差别进行该二元物系的分离是最好的?(2)为什么使用精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的?(3)为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯?(1)熔点、偶极矩(2)沸点接近,相对挥发度太小(3)凝固点、偶极矩相差较大,故可采用熔融结晶、吸附法进行分离。
[例2-3]求含正丁烷(1)0.15、正戊烷(2)0.4、和正已烷(3)0.45(摩尔分数)之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。
B. 露点温度a. 解:因各组分都是烷烃,所以汽、液相均可看成理想溶液, K i 只取决于温度和压力。
如计算要求不高,可使用烃类的 p -T -K 图(见图 2-1)。
假设 T = 50℃, p =0.2MPa ,查图求 K i , 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805.076.03==∑=i G y K K 。
查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T = 58.7℃,重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。
解:B. 露点温度, 假设 T = 80℃, p =0.2MPa ,查图求 K i , 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii K y x选正戊烷为参考组分,则56.1978.06.14=⨯=∑⨯=i G x K K由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃K 1=4,K 2=1.56, K 3=0.6,1053.175.0267.00375.0≈=++=∑=∑∴iii K y x 故混合物在78℃。
[例2-7]进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物,其组成为:丙烷 (1)30% ;正丁烷 (2)10% ;正戊烷 (3)15% ;正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。
求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。
解:该物系为轻烃混合物,可按理想溶液处理。
由给定的 T 和 p ,从 p - T - K 图查 K i ,再采用上述顺序解法求解。
(1)核实闪蒸温度假设 50℃为进料泡点温度,则假设 50℃为进料的露点温度,则说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度,闪蒸问题成立。
(2)求Ψ ,令Ψ 1 =0.1(最不利的初值)=0.8785因f (0.1)>0,应增大Ψ 值。
因为每一项的分母中仅有一项变化,所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程:计算R - R 方程导数公式为:当Ψ 1 =0.1时,由(2-62):以下计算依此类推,迭代的中间结果列表如下:迭代次数Ψ f ( Ψ ) df ( Ψ )/ d ( Ψ )1 0.1 0.8785 4.6312340.290.460.510.3290.0660.001731.8911.32—f (Ψ4)数值已达到p - T - K 图的精确度。
(3)用式(2-57)计算x i ,用式(2-58)计算y i由类似计算得: x 2 =0.0583, y 2 =0.1400x 3 =0.1670, y 3 =0.1336x 4 =0.6998, y 4 =0.2099(4) 求V ,Lkmol/hkmol/h(5)核实和,因Ψ值不能再精确,故结果已满意。
(1)(2)(3) 一烃类混合物含甲烷5%(mol),乙烷10%,丙烷30%及异丁烷55%,试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。
解1:因为各组分都是烷烃,所以汽、液相均可以看成理想溶液,i K 值只取决于温度和压力。
可使用烃类的P-T-K 图。
⑴泡点压力的计算:75348假设∑iixK =0.919<1,说明所设压力偏高,重设P=1.8MPa∑iixK =1.005≈1,故泡点压力为1.8MPa 。
⑵露点压力的计算:假设P=0.6MPa ,因T=25℃,查图求i K∑iK y =1.0688>1.00,说明压力偏高,重设P=0.56MPa 。
∑iiK y =1.006≈1,故露点压力为0.56MPa 。
解2:(1)求泡点压力:设P 1=1000KPa ,由25℃,1000KPa ,查P-T-K 列线图得i K1K =16.5 2K =3.23K =1.0 4K =0.43所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑iy选异丁烷为参考组分282.0907.0256.04243===∑iy K K ,查得P=1771KPa在此条件下求得∑iy=1.02≠1,继续调整279.002.1282.04344===∑iy K K ,查得P=1800KPa(2)求露点压力设P 1=1000KPa ,由25℃,1000KPa ,查P-T-K 列线图得i K1K =16.5 2K =3.23K =1.0 4K =0.43所以∑∑=++==614.143.055.02.310.05.1605.0i ii K y x选异丁烷为参考组分694.0614.143.04142=⨯=⋅=∑i x K K由25℃,42K =0.694查得P=560KPa ,查得各组分的i K 值 求得1990.0≈=∑ix故混合物在25℃时的露点压力为560KpaP866).以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%,乙烷b.10%,丙烷c.30%及异丁烷d.55%。
⑴试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力,⑵并确定在t=25℃,p=1MPa 大气压时的气相分率。
解:a.求混合物在25℃时的露点压力设p=1MPa=101.3kPa ,由t=25℃查图2-1a 得:K 1=165,K 2=27, K 3=8.1, K 4=3.212129.02.355.01.830.02710.016505.0≠=+++=∑=∑∴i i i K y x选异丁烷为参考组分,则6813.02129.02.34=⨯=∑⨯=i G x K K由6813.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=650kPa :K 1=28,K 2=5.35, K 3=1.7, K 4=0.681 1003.1681.055.07.130.035.510.02805.0≈=+++=∑=∑∴i i i K y x故混合物在25℃时的露点压力为650kPa 。
b.求混合物在25℃时的泡点压力设p=1MPa=101.3kPa ,由t=25℃查图2-1a 得:K 1=165,K 2=27, K 3=8.1, K 4=3.2114.1555.02.330.01.810.02705.0165≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y选异丁烷为参考组分,则 2114.014.152.34==∑=i G y K K由2114.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=2800kPa :K 1=6.1,K 2=1.37, K 3=0.44, K 4=0.211416903.055.02114.030.044.010.037.105.01.6≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y306.06903.02114.04==∑=i G y K K 由306.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1550kPa :K 1=11.0,K 2=2.2, K 3=0.70, K 4=0.3061148.155.0306.030.07.010.02.205.00.11≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y27.0148.1306.04==∑=i G y K K由27.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1800kPa :K 1=9.6,K 2=1.9, K 3=0.62, K 4=0.271004.155.027.030.062.010.09.105.06.9≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa 。
c.t=25℃,p=1MPa=101.3kPaK 1=165,K 2=27, K 3=8.1, K 4=3.2 12129.02.355.01.830.02710.016505.0<=+++=∑i i K z 114.1555.02.330.01.810.02705.0165>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑i i z K故在t=25℃,p=1MPa 大气压时的气相分率等于1。
1. 某精馏塔的操作压力为0.1Mpa ,其进料组成为组 分 正丁烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 总合 组成(摩尔分数)0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00 试求:①露点进料的进料温度。
②泡点进料的进料温度。
解:①露点进料的进料温度设t=20℃,p=0.1MPa=100kPa ,由查图2-1a 得:K1=2.1,K2=0.56, K3=0.17, K4=0.055,K5=0.017 1734.7017.003.0055.010.017.065.056.017.01.205.0≠=++++=∑=∑∴i i i K y x选正己烷为参考组分,则315.117.0734.73=⨯=∑⨯=i G x K K由315.12=K 和p=100kPa ,查图2-1a 得t=78℃:K1=9.5,K2=3.2, K3=1.315, K4=0.56,K5=0.25 1851.025.003.056.010.0315.165.02.317.05.905.0≠=++++=∑=∑∴i i i K y x119.1315.1851.03=⨯=∑⨯=i G x K K由119.12=K 和p=100kPa ,查图2-1a 得t=74℃:K1=8.5,K2=2.9, K3=1.119, K4=0.48,K5=0.20 1003.120.003.048.010.0119.165.09.217.05.805.0≈=++++=∑=∑∴i i i K y x 故露点进料的进料温度为74℃。
②泡点进料的进料温度设t=20℃,p=0.1MPa=100kPa ,由查图2-1a 得:K1=2.1,K2=0.56, K3=0.17, K4=0.055,K5=0.0171317.003.0017.01.0055.065.017.017.056.005.01.2≠=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y54.0317.017.03==∑=i G y K K由54.03=K 和p=100kPa ,查图2-1a 得t=50℃:K1=5.2,K2=1.6, K3=0.54, K4=0.21,K5=0.0851907.003.0085.01.021.065.054.017.06.105.02.5≠=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y60.0907.054.03==∑=i G y K K由60.03=K 和p=100kPa ,查图2-1a 得t=54℃:K1=5.5,K2=1.76, K3=0.60, K4=0.25,K5=0.0951992.003.0095.01.025.065.06.017.076.105.05.5≈=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y故泡点进料的进料温度为54℃。