传质分离工程试题库

来源：用户分享时间：2025/12/18 7:44:13 本文由

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于1，故一定是正偏差物系。

1. 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%。试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，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：

K1=165，K2=27， K3=8.1， K4=3.2

??xi??yi0.050.100.300.55?????0.2129?1 Ki165278.13.2选异丁烷为参考组分，则

K4?KG??xi?3.2?0.2129?0.6813

由K4?0.6813和t=25℃查图2-1a得p=650kPa：

K1=28，K2=5.35， K3=1.7， K4=0.681

??xi??yi0.050.100.300.55?????1.003?1 Ki285.351.70.681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：

K1=165，K2=27， K3=8.1， K4=3.2

??yi??Kixi?165?0.05?27?0.10?8.1?0.30?3.2?0.55?15.14?1

选异丁烷为参考组分，则

K4?KG3.2??0.2114 ?yi15.14由K4?0.2114和t=25℃查图2-1a得p=2800kPa：

K1=6.1，K2=1.37， K3=0.44， K4=0.2114

??yi??Kixi?6.1?0.05?1.37?0.10?0.44?0.30?0.2114?0.55?0.6903?1

K4?KG0.2114??0.30 6?yi0.6903由K4?0.306和t=25℃查图2-1a得p=1550kPa：

K1=11.0，K2=2.2， K3=0.70， K4=0.306

??yi??Kixi?11.0?0.05?2.2?0.10?0.7?0.30?0.306?0.55?1.148?1

K0.306K4?G??0.27

?yi1.148由K4?0.27和t=25℃查图2-1a得p=1800kPa：

K1=9.6，K2=1.9， K3=0.62， K4=0.27

??yi??Kixi?9.6?0.05?1.9?0.10?0.62?0.30?0.27?0.55?1.004?1

则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa。 c.t=25℃，p=1MPa=101.3kPa

K1=165，K2=27， K3=8.1， K4=3.2

?zi0.050.100.300.55?????0.2129?1 Ki165278.13.2?Kizi?165?0.05?27?0.10?8.1?0.30?3.2?0.55?15.14?1

故在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率等于1。

2. 已知第一脱甲烷塔的进料组成及操作条件下各组分的相平衡常数如下表所示，要求甲烷的蒸出率为98%，乙烯的回收率为96%，试分别按清晰分割和不清晰分割方法计算馏出液和釜液的组成，并比较两种计算结果。序号 1 2 3 4 5 6 7 组分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 xiF/摩尔% 33.8 5.8 33.2 25.7 0.50 0.20 0.70 Ki / 1.7 0.28 0.18 0.033 0.022 0.004 解：取100Kmol进料为基准，选取甲烷为轻关键组分，乙烯为重关键组分。

按清晰分割的概念，组分1为轻组分，全部从塔顶馏出液在采出，组分4、5、6、7为重组分，全部从塔釜液中采出。由于甲烷的蒸出率为98%

D2?5.8?0.98?5.684Kmol； B2?5.8?5.684?0.116Kmol

乙烯的回收率为96%

B3?33.2?0.96?31.872Kmol；D3?33.2?31.872?1.328Kmol

D?D1?D2?D3?33.8?5.684?1.328?40.812Kmol

或B??Bi?0.116?31.872?25.7?0.50?0.30?0.70?59.188Kmol

i?27B?F?D?100?40.812?59.188Kmol

x1D?D1D33.85.684??0.828x2D?2??0.139D40.812D40.812；

x3D?x2B?x4B?x6B?D31.328??0.033D40.812

BB20.11631.872??0.002x3B?3??0.538B59.188B59.188； BB425.700.50??0.434x5B?5??0.008B59.188B59.188；B6B0.300.70??0.005x7B?7??0.012B59.188B59.188；

将计算结果列表如下：组 zi xiD xiB Di Bi 分 H2 0.330.82/ 33.8 CH4 8 8 0.005.684 0.116 C2H4 0.58 0.132 1.328 31.87C2H6 0.339 0.53/ 2 C3H6 2 0.038 / 25.70 C3H8 0.253 0.43/ 0.50 C4 7 / 4 / 0.30 0.00/ 0.0040.810.70 5 / 8 2 59.180.00/ 0.008 3 1.005 0.000 0.017 2 1.001.000 0 不清晰分割物料衡算

由?iH?Ki计算各组分的相对挥发度，结果列表。 KH序号 1 2 3 4 5 6 7 组分 H2 CH4 C2HC2HC3HC3HC4 4 6 6 8 xiF/摩尔% Ki αi3 33.8 / / 5.8 1.7 33.2 25.7 0.50 0.20 0.70 0.28 0.18 0.030.020.003 2 4 6.071.0 0.640.110.070.011 lg[3 8 9 4 由DiBiNm?D2B3]lg[5.68431.872]D3B2?1.3280.116?3.92 lg?23lg6.071由于氢气的相对挥发度很大，该组分全部从塔顶馏出液中采出。

m??iN3D3B3和Fi?Di?Bi分别计算组分

4、5、6、7的分布。

对组分4：D4B4Nm??4D31.328?0.6433.92?0.0074；而25.7?D4?B4 B331.872由此计算得D4?0.189；B4?25.511 对组分5：D5B5m??iN5D31.328?0.1183.92?0.00001；而0.5?D5?B5 B331.872由此计算得D5?0.0；B5?0.50

将计算结果列表如下：组 zi xiD xiB Di 分 H2 0.330.82/ 33.8 CH4 8 4 0.005.684 C2H4 0.58 0.132 1.328 C2H6 0.339 0.540.189 C3H6 2 0.030 / C3H8 0.252 0.43/ C4 7 0.002 / 0.005 0.0041.005 / 8 1 0.00/ 0.003 / 5 0.001.000.017 0 2 1.001.000 0 3. 某裂解气组成如下表所示。组 H2 CH4 C2H4 C2HC3H分 6 6 y0,i 0.130.3710.3020.090.082 8 0 7 4 Bi 0.116 31.872 25.511 0.50 0.30 0.70 58.999 i-C4H10 ∑ 1.000 0.0132

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