分离工程试题库 - 图文

30. 已知A、B两组分在压力p=760mmhg下所形成的均相恒沸物的组成XA=0.65 (摩尔分率),在恒沸温度下纯A组分的饱和蒸汽压电效应507mmhg,纯B组分的饱和蒸气压=137=mmhg求: a.在恒沸组成条件下的活度系数。

b.该恒沸物是最低温度恒沸物还是最高温度恒沸物?为什么? a.均相恒沸物的特点

b.该恒沸物是正偏差最温度的恒沸物,因为两组分得活度系数皆为大于1,故一定是正偏差物系。

31. 醋酸甲酯a.和甲醇b.混合物系的范拉尔数(用ln 表示)为A12=1.029,A21=0.946, 在54℃时,纯组分的饱和蒸气压数据分别为 P10=677mmHg,P20=495mmHg试判断:a.在54℃时有无恒沸物? b.形成什么样的恒沸物? 由范拉尔方程计算无限稀释溶液的活度系数

因为满足γ1∞>P20/P10>1/γ2∞所以形成最高压力的恒沸物。

32. 用烃油吸收含85%乙烷,10%丙烷和平演变%正丁烷(摩尔百分率)的气体,采用的油气比为1,该塔处理的气体量为100kmol/h操作压力为3大气压,实际板数为20块,板效率为25%

计算:a.平均温度为多少,才能回收90%的丁烷; b.各组份的平衡数; c.吸收因子、吸收率; d.尾气的组成。 操作务件下各组分的平衡常数如下:

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乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667+1.3333

正丁烷:K=0.02857t+0.08571(t的单位为℃) (1)求平均温度

解得t=26.09℃ (2)各组份的平衡常数

K1=0.13333×26.09=5.46667=8.945 K2=0.06667×26.09+1.13333=2.873 K3=0.02857×26.09+0.08571=0.831 (3)吸收因子、吸收率 以乙烷为例

其他组分的计算结果见表 (4)尾气的组成见表

组分 νN+1 吸收因子A 吸收率φ 尾气量 尾气组成 乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915 丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079 正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 Σ 82.51 1.000 33. 某厂裂解气组成(摩尔%)如下:13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4% 丙烯、1.32异丁烷、所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯

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的回收率达到99%。该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h,操作条件下各组分的相平衡常数如下:

氢 甲烷 乙烯 乙烷 丙烷 异丁烷 ∞ 3.1 0.72 0.52 0.15 0.058 操作液气化为最小液气比的1.5倍 试求: (1) 最小液气化; (2) 所需理论板数;

(3) 各组份的吸收因子、吸收率 (4) 塔顶尾气的组成及数量; (5) 塔顶应加入的吸收剂量 解:(1) 最小液气化

(2)所需理论板数N

(3)各组份的吸收因子、吸收率 吸收因子,以甲烷为例:

吸收率,以甲烷为例:

(4)塔顶尾气的组成及数量(见表)

νN+1 A φ νN+1φ ν1 H 13.2 0 0 0 13.2 C10 37.2 3.449 0.34 12.64 24.56 C2= 30.2 1.485 0.99 29.90 0.030 44

y1

34.68 64.48 0.79

C20 9.7 2.058 0.9982 9.68 0.020 0.05 C3= 8.4 7.128 1.000 8.40 0.00 0.00 iC40 1.32 18.48 1.000 1.32 0.00 0.00

∑ 61.94 38.06 100.00

(5)塔顶加入的吸附剂的量

34. 在内径为D=0.4的立式吸附器中,装填堆积比重为220千克/米的活性炭,其床层高度为1.1米。今有含苯蒸汽的空气以14米/分的速度通过床层。苯的初始浓度为39克/米。假设苯蒸汽通过床层后完全被活性炭吸附其出口浓度为零。活性炭对苯的动活性为7%(重),床层中苯的残余为0.5%(重)。 试求:a. 每一使用周期可吸附的苯量; b. 吸附器每一周期使用的时间;

c. 每一周期该吸附器所处理的笨-空气混合物的体积。 解:

a.

被吸附的体量=G(动活性-残余活性)=30.395*(7%-0.5%)=1.976kg

b.

c.

35. 今从空气混合物中吸收石油气,空气混合气的流量为3450m3/h,石油气原始含量为,CO=0.002kg/m3按设备截面积计算混合气的线速为u=0.33m/s。活性炭对石油气的动活性为0.07(重)脱附残余吸附量为0.08(重),活性炭的堆积比重γ=300kg/m3,吸附剂量再生时的吹扫、脱附冷却的时间为14.5小时候。求所需填充的活性炭量,吸附床层的直经和高度。 解:

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