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化工原理

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问答题

计算题

用常压精馏塔分离某二元混合物,其平均相对挥发度α=2,原料液摩尔流率F=100kmol/h,泡点进料,进料浓度xF=0.5(摩尔分率,下同),釜液浓度xw=0.05,塔顶易挥发组分的回收率为95%,回流比R=1.5Rmin,塔顶采用全凝器,塔底设再沸器,求:
(1)塔顶馏出液及组成、塔底残液量;
(2)精馏段和提馏段的操作线方程;
(3)如果在塔釜中加入无挥发性的催化剂,使得A、B两种组分发生可逆化学反应,塔釜不出料,并且给出了该二元混合物的气液相平衡关系(见下图),求达到分离任务所需的最小回流比和理论板数。

【参考答案】

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问答题 采用二级平衡闪蒸法分离正庚烷与正辛烷混合液,流程如图所示。 已知原料组成xF为0.42(庚烷的摩尔分数),塔A的气化率为24.6%,塔B的气化率为59.0%,若两塔的操作压力均为106.66KPa(8.00mmHg),求B塔底产品组成。

问答题 苯与甲苯的混合溶液在总压101.3KPa下经单级釜进行闪蒸,气化率为35%,若溶液中苯的组成为0.477,蒸馏后,闪蒸罐顶产物和罐底产物的组成各为多少?操作压力增大1倍时,两产物的组成有何变化?

问答题 用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合溶液,原料液中含苯0.50,塔顶采用部分冷凝器,馏出液中含苯0.95,要求全塔苯的回收率大于95%(以上均为摩尔分率),原料液为汽、液混合进料,其中蒸汽占1/3(摩尔分率),苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5,回流比为最小回流比的2倍,理论板数与回流比的关系符合Gililland关联:试求: (1)原料液中汽相及液相的组成;最小回流比;进料的热状态线; (2)试求达到该分离任务所需要的理论板数和进料位置; (3)由于生产的需要,希望在精馏段某个位置抽出一股含苯90%的侧线物料。当塔顶回流比、总产品回收率和塔顶馏出液组成要求不变时,若侧线抽出量为0.5D(D指塔顶产品的摩尔流量),试求塔顶到侧线、侧线到进料的操作线方程。

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