6.1. Простой перегонке под атмосферным давлением подвергаются 2600 кг смеси уксусной кислоты и воды. Молярная доля уксусной кислоты в исходной смеси 10 %, в остатке - 50 %. Определить массу остатка и дистиллята и состав дистиллята. Данные о равновесных составах см. в табл. XLIII. Скачать решение 6.2 Крезол (СН3С6Н4ОН) перегоняется с водяным паром а) под атмосферным давлением, б) под давлением 300 мм рт. ст. Определить: температуру перегонки; массовый состав получаемой смеси; объемный процент крезола в паре и его парциальное давление. Принять ? = 0,8. Давление насыщенного пара крезола - см. рис. XIV (м-крезол). Скачать решение 6.3. Глицерин очищается перегонкой с перегретым водяным паром при 230 °С под вакуумом 590 мм рт. ст. Степень насыщения водяного пара глицерином 0,75. Определить расход пара, уходящего с 1 т глицерина. Сырой глицерин подается при температуре перегонки. Аппарат имеет внешний обогрев. Как изменится состав паровой смеси, если повысить вакуум до 620 мм рт. ст.? Температура кипения чистого глицерина под давлением 760 мм рт. ст. равняется 290 °С, а под давлением 50 мм рт. ст. 205 °С. Воспользоваться правилом линейности, взяв в качестве стандартной жидкости воду (табл. XXXIV). Скачать решение 6.4. Смесь бензола и толуола кипит при 95 °С под давлением 760 мм рт. ст. При 95°С давление насыщенного пара бензола Р6=1167 мм.рт.ст.; давление насыщенного пара толуола Рт=480 мм рт. ст. Найти состав кипящей жидкости, считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Если жидкость будет содержать в два раза меньше толуола, то под каким давлением она будет кипеть при той же температуре? Скачать решение 6.5. Определить равновесные составы жидкости и пара для смеси метиловый спирт - вода при температуре 50 °С: а) под давлением 300 мм рт. ст., б) под давлением 500 мм рт. ст., считая, что смесь характеризуется законом Рауля. Объяснить полученный для случая б) результат. Скачать решение 6.6. Построить кривую равновесия х-у* при общем давлении 2 кгс/см2 для смеси гексан-гептан, считая приложимым закон Рауля. Давления насыщенных паров чистых компонентов взять по номограмме (рис. XI). Скачать решение 6.7 Определить состав равновесного пара над жидкой смесью, для которой молярная масса воды 10% (мол.), уксусной кислоты 50% (мол.) и ацетона 40% (мол.) при t = 80 °С, считая, что компоненты смеси следуют закону Рауля. Скачать решение 6.8. В ректификационную колонну непрерывного действия поступает жидкость с молярной долей легколетучего компонента 24 %. Молярная доля легколетучего компонента в дистилляте 95%, в кубовом остатке - 3 %. В дефлегматор поступает 850 кмоль/ч пара, а в колонну из дефлегматора 670 кмоль/ч флегмы. Определить молярный расход кубового остатка. Скачать решение 6.9 Определить аналитически абсциссы точек пересечения рабочих линий ректификационной колонны с диагональю диаграммы у-х и друг с другом. Скачать решение 6.10 В ректификационной колонне непрерывного действия разгоняется смесь этилового спирта и воды. Уравнение рабочей линии нижней части колонны: у=1,28х-0,0143. Определить массовый процент спирта в кубовом остатке. Скачать решение 6.11. В колонну непрерывного действия подается смесь бензола и хлороформа. При ректификации получается дистиллят с массовой долей легколетучего компонента 95%. Питающая жидкость содержит 40% этого компонента. Найти флегмовое число, если известно, что оно в 2 раза больше минимального. Данные о равновесных составах см. в табл. ХLIII. Скачать решение 6.12 В ректификационной колонне непрерывного действия разгоняется под атмосферным давлением 340 кмоль/ч смеси вода - уксусная кислота. Ордината точки пересечения рабочих линий 0,48. Уравнение рабочей линии верхней части колонны у = 0,84x + 0,15. Количество пара, поступающего в дефлегматор, 550 кмоль/ч. Определить количество кубового остатка (в кг/ч) и массовую концентрацию уксусной кислоты в нем. Скачать решение 6.13. В ректификационную колонну непрерывного действия подается 1000кмоль/ч смеси, в которой молярная доля пентана 30% и гексана 70%. В Верхнем продукте молярная доля пентана 95%, а в нижнем - молярная доля гексана 90%. Определить массовый расход верхнего и нижнего продуктов, а также расход пара, конденсирующегося в дефлегматоре, если известно, что флегмовое число R=3. Скачать решение 6.14. Из ректификационной колонны выходит 1100 кг/ч дистиллята с массовой долей легколетучего компонента 98,5% и 3650 кг/ч кубового остатка с массовой долей второго компонента 96,6%. Число флегмы 2,94. Определить: а) массовую долю легколетучего компонента в питании колонны; б) расход пара, поступающего из колонны в дефлегматор. Скачать решение 6.15. На одной из тарелок ректификационной колонны в верхней (укрепляющей) ее части кипит смесь азота и кислорода. Концентрация азота в жидкости, стекающей с тарелки, 50% (мол.). Найти состав жидкости, стекающей сверху на данную тарелку, если одна ступень изменения концентрации соответствует одной тарелке. Число флегмы 2,3. Верхний продукт принять за чистый азот. Данные о равновесных составах см. в табл. ХLIII. Скачать решение 6.16. На одной из тарелок верхней части ректификационной колонны находится жидкость, содержащая 65% (мол.) легколетучего компонента. Колонна работает при флегмовом числе R=2,5.Молярная доля легколетучего компонента в дистилляте 98%. Определить составы пара, приходящего на указанную тарелку и уходящего с нее, если коэффициент обогащения тарелки 0,75, смесь следует закону Рауля, коэффициент относительной летучести а = 2,5. Жидкость на тарелке полностью перемешивается. Скачать решение 6.17. В ректификационной колонне непрерывного действия xD = 90% (мол.), xF = 30% (мол.), xW = 3% (мол.), R=8. Определить состав пара, приходящего на тарелку, где жидкость содержит: а) 75 и б) 15% (мол.) легколетучего компонента. Скачать решение 6.18. В ректификационной колонне непрерывного действия получается 200 кг/ч 70%-й (молярная доля) уксусной кислоты. Смесь уксусной кислоты с водой поступает в колонну при температуре кипения. Молярная доля уксусной кислоты в исходной смеси 31%. С верха колонны отгоняется смесь с молярной долей уксусной кислоты 8%. Давление в колонне атмосферное. Определить число ступеней изменения концентрации при числе флегмы 4. Определить также расход в кубе колонны греющего пара (рабс = 4 кгс/см2), имеющего влажность 5%. Тепловые потери составляют 4% от полезно затрачиваемой теплоты. Данные о равновесных составах см. в табл. ХLIII. Скачать решение 6.19. Уравнения рабочих линий ректификационной колонны для разделения смеси бензола и толуола под атмосферным давлением: у = 0,723x+0,263; у=1,25x-0,0188. В колонну подается 75 кмоль/ч смеси при температуре кипения. Греющий пар в кубе колонны имеет избыточное давление 3 кгс/см2. Определить требуемую поверхность нагрева в кубе колонны и расход греющего пара, имеющего влажность 5%. Коэффициент теплопередачи К=580 Вт/(м2·К). Тепловыми потерями пренебречь. Температуру кипения жидкости в кубе принять как для чистого толуола. Скачать решение 6.20. В ректификационную колонну непрерывного действия подается смесь вода - этиловый спирт, содержащая 10% (масс.) спирта. Определить расход тепла в кубе колонны и количество отводимого тепла в дефлегматоре на 1кг дистиллята, содержащего 94% (масс.) спирта, если кубовый остаток практически не содержит спирта. Исходная смесь вводится в колонну при температуре 70°С. Укрепляющая часть колонны работает с числом флегмы 4. Тепловыми потерями пренебречь. Обогрев глухим паром. Скачать решение 6.21. Производительность ректификационной колонны для разделения смеси метиловый спирт - вода составляет 1500 кг/ч дистиллята. Колонна работает под атмосферным давлением. Поверхность теплообмена дефлегматора 60 м2, коэффициент теплопередачи в нем 810 Вт/(м2·К). Определить число флегмы и расход охлаждающей воды в дефлегматоре, если она нагревается от 15 до 350С. Скачать решение 6.22 Определить требуемую поверхность и расход воды в дефлегматоре ректификационной колонны для разделения бензольно-толуольной смеси при следующих условиях; количество верхнего продукта 600 кг/ч; число флегмы 3,75; начальная и конечная температуры охлаждающей воды 20 и 45 °С; коэффициент теплопередачи 700 Вт/(м2·К). Считать верхний продукт за чистый бензол. Давление в колонне атмосферное. Скачать решение 6.23. Определить необходимое число тарелок в ректификационной колонне периодического действия для разгонки смеси хлороформ - бензол под атмосферным давлением. Молярная доля хлороформа в исходной смеси 38%, в дистилляте 97%, в кубовом остатке после перегонки - 10%. Коэффициент избытка флегмы 2. Данные о равновесных составах см. в табл. ХLIII. На одну ступень изменения концентрации приходится 1,4 тарелки. Скачать решение 6.24. Обогрев куба ректификационной колонны, в которую подается на разделение 6 т/ч бензольно-толуольной смеси, производится паром с абсолютным давлением 0,1 МПа. Массовая доля бензола в исходной смеси 32%. Требуемая массовая доля бензола в дистилляте 97%, толуола в кубовом остатке - 95%. Определить: а) массовые расходы получаемого дистиллята и кубового остатка; б) требуемое количество тарелок при числе флегмы 3,1 и при к.п.д. тарелок ? = 0,71; в) расход греющего пара и расход воды в дефлегматоре при нагреве воды в нем на 15 К. Влажность греющего пара 5%. Смесь характеризуется законом Рауля. Тепловые потери принять в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты. Питание подается в колонну при температуре кипения. Принять разность температур в кубе колонны 10 К. Скачать решение 6.25. Определить диаметр и высоту тарельчатой колонны для разделения смеси метиловый спирт-вода под атмосферным давлением. Расход исходной смеси 3 т/ч. Молярная доля метанола в питании 40%, в дистилляте 95%, в кубовом остатке 5%. Скорость пара в колонне 0,8 м/с, расстояние между тарелками Н=300 мм. Зависимость коэффициента обогащения ? от состава жидкости: х 10 20 30 40 50 60 70 90 n 0,45 0,55 0,63 0,69 0,75 0,78 0,80 0,80 Скачать решение 6.26. В ректификационной колонне непрерывного действия при атмосферном давлении разделяется 5,8 т/ч смеси бензол-толуол. Концентрации летучего компонента в исходной смеси 14 %, в дистилляте 90 % и в кубовой жидкости 5 % (масс.). Абсолютное давление сухого насыщенного водяного пара в кубе-испарителе (рис. 6.1) 2,5 атм. Флегмовое число равно 2,9. Вода в дефлегматоре нагревается от 24 до 40 °С. Определить: 1} явный вид уравнений рабочих линий процесса для верхней и нижней частей колонны (в мол. долях); 2) необходимые расходы греющего пара в кубе-испарителе и воды в дефлегматоре; 3) требующиеся поверхности дефлегматора и куба-испарителя при коэффициентах теплопередачи в них 800 и 1400 Вт/(м2·К) соответственно.
Рис. 6.1 – Ректификационная кстановка непрерывного действия Скачать решение 6.27 Определить необходимое количество реальных тарелок при непрерывной ректификации 2 т/ч смеси этанол–вода. Концентрация легколетучего компонента в исходной смеси, в дистилляте, и в кубовой жидкости (остатке) составляет 0,2; 0,7; 0,05 мол. долей летучего компонента. Среднее значение коэффициента обогащения (КПД) реальных тарелок 0,62. Коэффициент избытка флегмы 1,4. Дать явный вид уравнения рабочих линий процесса. Вычислить расходы дистиллята и кубовой жидкости. Равновесные данные взять из таблицы XLIII. Скачать решение
Главная 
