化工原理考试题(精馏)

化工原理练习题（精馏）
一.填空题
1.精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出Y X Y X
的对应值，Y____，X____，Y____ ，X_____,
3. 某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知x0.3，则y
4.某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.45x-0.015,则回流比R=____,馏出液组成x________,原料组成x=__________.釜液组成x=_________.
5.如图所示，ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

二.选择题（5分）
1. 某精馏塔精馏段理论板数为N论板数为N
馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、x q、R，V等均不变，则此时:（）
A. x x
B. x x
C. x x
D. x x
三..问答题
1.精馏塔在一定条件下操作时，问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将
有何变化？为什么？
四.计算题（65分）
1. 分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。

苯对甲苯的平均相对挥发度为
2.44。

泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。

试求：
(1) 最小回流比；
(2) 若回流比取最小回流比的1. 2倍，列出精馏段操作线方程
(3) 列出提馏段操作线方程。

2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.h
馏，要求塔顶x=0.9，塔底x=0.0677, D=40kmol.h R为1.4Rmin，已知操作条件下相对挥发度α＝2.47是常数。

求：(1) 精馏段操作线方程；(2) 提馏段操作线方程。

3.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量为50％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D，釜排出液量W及浓度x
4.某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。

用以处理含易挥发组成x=0.5(mol 组成) 的饱和蒸汽。

塔顶产量D和塔底排量W相等。

精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15试求：(1)回流比R，塔顶组成x x
(2)提馏段操作线方程。

5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40％(摩尔分率)的甲醇
水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成x=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R＝3，在操作条件下的平衡关系为y＝0.45x＋0.55，求：
(1) 塔釜组成x(2) 每小时能获得的馏出液量D。

化工原理练习题答案（精馏）
一.填空题
1. 混合液中各组分的挥发度差异。

塔顶液相回流塔底上升气流
2. y6 ＝0.82 x6 ＝0.70
y7 ＝0.75 x7 ＝0.62
3. yαx/（1＋（α－1）x3×0.3/(1+2×0.3)
＝0.563
x y0.563
y3×0.563/（1＋2×0.563）＝0.794
4. 0.86 0.288 0.033
5. ａ）y，xｂ）y，x
ｃ）y，xｄ）x,x
ｅ）y, y
二.选择题
A.
三..问答题
当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减
少，在其它条件不变时，分离能力下降，xD ↓，易挥发组分收
率降低，xW ↑。

四.计算题
1. ⑴y
2.44×0.4/（1＋1.44×0.4）＝0.62
R x y/（y x
＝（0.95－0.62）/（0.62－0.4）
＝1.5
⑵R＝1.2×1.5＝1.8
y 1.8/2.8）x0.95/2.8
＝0.64x0.34
⑶．令F=1kmol.h Fx=Dx+Wx
0.4=0.95D+(1-D)×0.05
解得D=0.39kmol.h W=0.61kmol.h
∵q=1 L'=L+qF=RD+F=1.8×0.39+1=1.7kmol.h
V'=V=(R+1)D=2.8×0.39=1.09kmol.h
∴y'=L'x'/V'-Wx/V'
=1.7x'/1.09-0.61×0.05/1.09=1.56x'-0.028
y 1.56x0.028
2. ⑴q=1, yq=2.47×0.4/(1+1.47×0.4)=0.622,
Rmin=(0.9-0.622)/(0.622-0.4)=1.25,
R=1.4×1.25=1.75,
y=1.75x/(1.75+1)+0.9/(1.75+1)
=0.636x+0.327
⑵V'=V=(R+1)D, L'=L+qF=RD+F,
y'=L'x'/V'-Wxw/V'
=(RD+F)x'/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D
=1.545x'-0.0369
3. y1=xD=0.8
0.8=2.5x1/(1+1.5x1)
x1=0.615
yw=x1×R/(R+1)+xD/(R+1)=3×0.615/(3+1)+0.8/4=0.661
0.661=2.5xW/(1+1.5xW)
xW=0.438
100=D+W, 100×0.5=0.8D+0.438W
D=17.1(kmol.h), W=82.9(kmol.h)
4 (1)D=F(x-x)/(x-x) 即0.5=(0.5-x)/(x-x) R/(R+1)=5/6 ∴R=
5 x/(R+1)=x/(5+1)=0.15 x=0.9 x=0.1
(2)提馏段操作线: y'=(L′/V′)x-Wx/V′
∵饱和蒸汽进料
∴q=0, L′=L, V′=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D
∴y'=[L/(V-F)]x'-W×0.1/(V-F)
={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×0.1/[(R+1)D-2D]
=[5/(6-2)]x'-0.1/(6-2)
=1.25x'-0.025
5. ⑴y1=xD=0.84,
0.84=0.45x1+0.55,
x1=0.64,
yw=3×0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,
0.69=0.45×xw+0.55, xw=0.311,
⑵D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol.h),
W=100-16.8=83.2(kmol.h).。