题目
v、y-|||-145MP-|||-3IIK-|||--L,用图中所示系统冷却反应器出来的物料,并从较重烃中分离轻质气体。计算离开闪蒸罐的蒸汽组成和流率。从反应器出来的物料温度811K,组成如下表。闪蒸罐操作条件下各组分的K值:氢-80;甲烷-10;苯-0.01;甲苯-组分流率,mol/h氢200甲烷200苯50甲苯10

组分 | 流率,mol/h |
氢 | 200 |
甲烷 | 200 |
苯 | 50 |
甲苯 | 10 |
题目解答
答案
解:以氢为1,甲烷为2,苯为3,甲苯为4。
总进料量为F=460kmol/h,




又K1=80,K2=10,K3=0.01,K4
由式(2-72)试差可得:Ψ=0.87,
由式(2-68)计算得:
y1=0.4988,y2=0.4924,y3=0.008,y4=0.0008;V=400.2mol/h。
解析
步骤 1:确定各组分的摩尔分数
根据题目中给出的物料组成,计算各组分的摩尔分数。总进料量为F=460mol/h,氢气、甲烷、苯和甲苯的摩尔分数分别为:
${z}_{1}=\frac{200}{460}=0.4348$
${z}_{2}=\frac{200}{460}=0.4348$
${z}_{3}=\frac{50}{460}=0.1087$
${z}_{4}=\frac{10}{460}=0.0217$
步骤 2:确定各组分的K值
题目中给出的闪蒸罐操作条件下各组分的K值分别为:氢气-80,甲烷-10,苯-0.01,甲苯-0.01。
步骤 3:计算闪蒸罐的蒸汽组成和流率
使用试差法确定Ψ值,然后根据式(2-68)计算各组分的蒸汽摩尔分数。假设Ψ=0.87,计算得到:
${y}_{1}=\frac{0.4348\times 80}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.4988$
${y}_{2}=\frac{0.4348\times 10}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.4924$
${y}_{3}=\frac{0.1087\times 0.01}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.008$
${y}_{4}=\frac{0.0217\times 0.01}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.0008$
根据式(2-72)计算得到蒸汽流率V=400.2mol/h。
根据题目中给出的物料组成,计算各组分的摩尔分数。总进料量为F=460mol/h,氢气、甲烷、苯和甲苯的摩尔分数分别为:
${z}_{1}=\frac{200}{460}=0.4348$
${z}_{2}=\frac{200}{460}=0.4348$
${z}_{3}=\frac{50}{460}=0.1087$
${z}_{4}=\frac{10}{460}=0.0217$
步骤 2:确定各组分的K值
题目中给出的闪蒸罐操作条件下各组分的K值分别为:氢气-80,甲烷-10,苯-0.01,甲苯-0.01。
步骤 3:计算闪蒸罐的蒸汽组成和流率
使用试差法确定Ψ值,然后根据式(2-68)计算各组分的蒸汽摩尔分数。假设Ψ=0.87,计算得到:
${y}_{1}=\frac{0.4348\times 80}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.4988$
${y}_{2}=\frac{0.4348\times 10}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.4924$
${y}_{3}=\frac{0.1087\times 0.01}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.008$
${y}_{4}=\frac{0.0217\times 0.01}{0.4348\times 80+0.4348\times 10+0.1087\times 0.01+0.0217\times 0.01}=0.0008$
根据式(2-72)计算得到蒸汽流率V=400.2mol/h。