分离工程习题解答

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

[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 0.692

1978.0≠=∑

=∑∴i

i 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≈=++=∑

=∑∴i

i

i 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

2

3

4

0.1

0.29

0.46

0.51

0.8785

0.329

0.066

0.00173

4.631

1.891

1.32

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 =0.1400

x 3 =0.1670, y 3 =0.1336 x 4 =0.6998, y 4 =0.2099

(4) 求 V , L

kmol/h

kmol/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P=2.0MPa ,因T=25℃,查图求i K

组分i 甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ i x 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00

i K 8.5 1.8 0.57

0.26 i

i i x K y =

0.4

25

0.18

0.171

0.143

0.919

∑i

i

x

K =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(4)

∑i

i

x

K =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

∑i

i

K 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 K

1K =16.5 2K =3.2

3K =1.0 4K =0.43 所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑

i y 选异丁烷为参考组分

282.0907

.0256

.042

43===

∑i

y K K ,查得P=1771KPa

在此条件下求得

∑i

y

=1.02≠1,继续调整

279.002.1282.043

44===

∑i

y K K ,查得P=1800KPa

相关文档
最新文档