分离工程习题解答

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。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 , 因此汽、 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pTK图 ( 见图 2-1) 。假设 T 50,p 0.2MPa, 查图求K i ,组分 xi Kiyi=Kixi正丁烷 0.152.50.375正戊烷 0.400.760.304正已烷 0.450.280.126说明所设温度偏

2、低,选正丁烷为K G0.76。查 p-t-kK G , K 30.95yi0.805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 ,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。组分xiKiyi/Ki=xi正丁烷0.154.20.036正戊烷0.401.60.25正已烷0.450.650.692xiyi0.978 1K i选正戊烷为参考组分, 则K 4K Gxi1.6 0.978 1.56由 K 41.56 ,查图 2-1a 得 t=78K 1=4, K 2=1.5

3、6,K 3=0.6,yi0.03750.267 0.75 1.053 1xiK i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。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。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,

4、 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 , 令 1 =0.1(最不利的初值 )=0.8785因 f (0.1)0,应增大 值。因为每一项的分母中仅有一项变化, 因此能够写出仅含未知数 的一个方程 :计算 R - R 方程导数公式为:资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。当 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f ( )df ( )/ d ( )10.10.87854.63120.290.3291.89130.460.0661.3240.510

5、.00173f (4)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 =0.1400资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。x 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 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

6、 1: 因为各组分都是烷烃, 因此汽、 液相均能够看成理想溶液, K i值只取决于温度和压力。可使用烃类的P-T-K 图。 泡点压力的计算: 75348假设 P=2.0MPa, 因 T=25 , 查图求 K i组分 i甲烷 (1)乙烷 (2)丙烷 (3)异丁烷 (4)xi0.050.100.300.551.00K i8.51.80.570.26资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。yiK i xi0.4250.180.1710.1430.919K ixi =0.919 1, 说明所设压力偏高, 重设 P=1.8MPa组分 i甲烷 (1)乙烷 (2)丙烷 (3)异丁烷 (

7、4)xi0.050.100.300.551.00K i9.41.950.620.28yiK i xi0.470.1950.1860.1541.005K ixi =1.005 1,故泡点压力为 1.8MPa。露点压力的计算 :假设 P=0.6MPa, 因 T=25 ,查图求 K i组分 i甲烷 (1)乙烷 (2)丙烷 (3)异丁烷 (4)yi0.050.100.300.551.00K i26.05.01.60.64xiyi0.00190.020.18750.85941.0688K iyiK i=1.06881.00, 说明压力偏高 , 重设 P=0.56MPa。组分 i甲烷 (1)乙烷 (2)丙

8、烷 (3)异丁烷 (4)yi0.050.100.300.551.00K i27.85.381.690.68xiyi0.00180.01860.17750.80881.006K iyiK i=1.006 1,故露点压力为 0.56MPa。解 2: (1)求泡点压力 :设 P1=1000KPa, 由 25 , 1000KPa, 查 P-T-K 列线图得 K iK1 =16.5 K 2 =3.2K 3 =1.0K 4 =0.43因此yi 0.05 16.50.1 3.2 0.3 1.00.55 0.43 1.68 1资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。选异丁烷为参考组分K

9、43K 420.2560.282 , 查得 P=1771KPayi0.907在此条件下求得yi=1.021, 继续调整K 44K 430.2820.279 , 查得 P=1800KPayi1.02求得 :yi1.0011, 故混合物在25 的泡点压力为 1800KPa序号组分xi1000KPaKPa1770KPa1800KPaK iyiK iyiK iyiK iyi1甲烷0.0516.50.8258.40.429.60.489.40.472乙烷0.103.20.321.750.1751.950.1951.920.1923丙烷0.301.00.300.570.1710.630.1890.620.1864异丁烷0.550.430.240.2560.1410.2850.1570.2790.1531.001.680.9071.021.001(2)求露点压力设 P1=1000KPa, 由 25 , 1000KPa, 查 P-T-K 列线图得 K iK1 =16.5 K 2 =3.2K 3 =1.0K 4 =0.43因此xiyi0.0516.50.100.551.61