-第六章蒸馏-习题课
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F,xF
1
D,xD xD=0.30
（1）残液组成xw； （2）该层塔板的液相默弗里板效EmL。 设蒸馏釜可视为一个理论板。
=3.0 W, xW
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
11/26
操作型问题举例
解：（1）残液组成xw
xW
FxF DxD FD
Dx
D
80%
FxF
xW
xF
D F
xD
1 D
0.20 0.533 0.3 1 0.533
y L x Wxw W, xW V V
L' RD qF
V ' R 1D (q 15)/F26
设计型问题举例
Dx D Wxw 1 FxF FxF
Wxw 0.05 Fx F
Wx w V
0.05Fx F
R 1D q 1F
0.05 x F
R 1 D q 1
0.05 0.45 0.0193 3.334 0.45 2 1
捷第算六法章 蒸馏
L RD L' L qF V (R 1)D V ' V (q 1)F
2/26
习题课
例1 设计型问题
组成为xF=0.45的原料以汽液混 合状态进入精馏塔，其中汽液摩尔 比为1:2，塔顶xD=0.95（以上均 为摩尔分率），塔顶易挥发组分回 F 收率为95%，回流比R=1.5Rmin， xF=0.45 塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度 =2.5 。试求：
F
3
y L x Wxw 1.47x 0.0193
V V
解法二(提示)：
xW
FxF DxD FD
xF
D F
xD
1 D
F
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
6/26
操作型定性分析举例
例2 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持回流
液量和进料状况（F、xF、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量， 试分析xD、xW如何变化？
最小回流比操作情况的分析
D 0.95
D xD=0.95
R=1.5Rmin =2.5
Dx D 0.95 Fx F
D 0.95 0.45 0.45
F
0.95
L V
R
RD
1D
qF
q
1F
R D q
2.334 0.45 2
F
3 1.47
R 1 D q 1
F
传递过程与单元操作
3.334 0.45 2 1 第六章 3蒸馏
§6.4 二元连续精馏的分析与计算
习题课 例1 设计型问题 例2 操作型定性分析 例3 操作型定性分析
练习 例4 操作型计算题 例5 操作型计算题
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
1/26
习题课
设 计 型 操 作 型
操作条件包括：进料状况（F、xF、q）、R 操作压力P、操作温度T
冷凝器热负荷V、再沸器热负荷V
0.0859
F
D
＝80％
0.533 F
q=1，xF=0.20
F,xF
D,xD
1
xD=0.30
=3.0
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
W, xW12/26
操作型问题举例
（2）该层塔板的液相默弗里板效EmL
x1*
y1
1y1
0.3 3.0 2.0 0.3
0.125
q=1，xF=0.20
yw
设计型问题举例
L RD L' L qF V (R 1)D V ' V (q 1)F
（2）列出提馏段操作线方程
q 2 3
Rmin
xD ye ye xe
a
ye
e d
f
0.95 0.6 1.556 0.6 0.375
R 1.5Rmin 2.334
b
F
xW
xexF xF=0.4xD5
（1）原料中汽相和液相组成； （2）列出提馏段操作线方程。
D 0.95
D xD=0.95 R=1.5Rmin =2.5
W, xW
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
3/26
设计型问题举例
解：（1）原料中汽相和液相组成
D 0.95
设原料中汽相组成为ye ，液相组成为xe ，则
1 3
ye
2 3
xe
xF
y
e
1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
xe
1xe
汽液摩尔比为1:2 F xF=0.45
1 3
ye
2 3
xe
0.45
t
ye
2.5 xe 1 1.5xe
B
xe=0.375 ye=0.6
传递过程与单元操作
第x六e 章 蒸x馏F
A ye
D xD=0.95
R=1.5Rmin =2.5
W, xW y q x xF
q1 q1
4/26
7/26
操作型定性分析举例
至于xW，也用排除法推知，只能变大。
L V
L V
y
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
8/26
练习 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持塔 顶馏出液量D、回流比R、进料状况（F、xF、q）不变，而 减小操作压力，试分析xD、xW如何变化？
解： R 不变， L R 不变，
D, xD
D、W。
公式： 相平衡关系 y x
F, xF
1 ( 1)x
全塔物料衡算 操作线方程
F D W FxF DxD WxW
yn1
R R1
xn
xD R1
W, xW
ym1
L' V'
xm
WxW V'
y q x xF q1 q1
逐 板 法
理论塔板数 N 的计算 图解法
传递过程与单元操作
V R1
D、R、q 和 F 不变，
L
RD qF
不变， y
V (R 1)D (q 1)F
P
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
9/26
假设 xD 不变
由物料衡算式可知，xW 也不变
假设 xD，由物料衡算式可知，xW， N，与 N 不变这个前提相矛盾。 故假设不成立。
故 xD 只能变大，xW 变小。
y
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
10/26
操作型问题举例
例3 操作型计算
如图所示的精馏塔由一只蒸馏釜及一 层实际板组成。料液由塔顶加入，进 料热状况参数q=1，xF=0.20（摩尔 分率，下同）。今测得塔顶易挥发组 分的回收率为80%，且xD=0.30，系 统相对挥发度为3.0。试求：
＝80％ q=1，xF=0.20
解法一：快速分析
L
V V (q 1)F ，F、q 不变 V 而 L 不变 V
L L qF ，F、q、L 不变， L不变，而 V
L V
xD变大 xW变大
解法二：作图+排除法
假设xD不变 、假设xD变小
y
N，与N不变这个前提相矛盾。
故假设不成立。
故 xD 只能变大
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
xw
1 1xw
3.0 0.0859 1 2.0 0.0859
0.22
xF
L L qF F
V V q 1F V D x1
yw
L V
x1
Wxw V
F D
x1
FxF
DxD D
y1
D
xD=0.30
1
D,xD xD=0.30
（1）残液组成xw； （2）该层塔板的液相默弗里板效EmL。 设蒸馏釜可视为一个理论板。
=3.0 W, xW
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
11/26
操作型问题举例
解：（1）残液组成xw
xW
FxF DxD FD
Dx
D
80%
FxF
xW
xF
D F
xD
1 D
0.20 0.533 0.3 1 0.533
y L x Wxw W, xW V V
L' RD qF
V ' R 1D (q 15)/F26
设计型问题举例
Dx D Wxw 1 FxF FxF
Wxw 0.05 Fx F
Wx w V
0.05Fx F
R 1D q 1F
0.05 x F
R 1 D q 1
0.05 0.45 0.0193 3.334 0.45 2 1
捷第算六法章 蒸馏
L RD L' L qF V (R 1)D V ' V (q 1)F
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习题课
例1 设计型问题
组成为xF=0.45的原料以汽液混 合状态进入精馏塔，其中汽液摩尔 比为1:2，塔顶xD=0.95（以上均 为摩尔分率），塔顶易挥发组分回 F 收率为95%，回流比R=1.5Rmin， xF=0.45 塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度 =2.5 。试求：
F
3
y L x Wxw 1.47x 0.0193
V V
解法二(提示)：
xW
FxF DxD FD
xF
D F
xD
1 D
F
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
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操作型定性分析举例
例2 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持回流
液量和进料状况（F、xF、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量， 试分析xD、xW如何变化？
最小回流比操作情况的分析
D 0.95
D xD=0.95
R=1.5Rmin =2.5
Dx D 0.95 Fx F
D 0.95 0.45 0.45
F
0.95
L V
R
RD
1D
qF
q
1F
R D q
2.334 0.45 2
F
3 1.47
R 1 D q 1
F
传递过程与单元操作
3.334 0.45 2 1 第六章 3蒸馏
§6.4 二元连续精馏的分析与计算
习题课 例1 设计型问题 例2 操作型定性分析 例3 操作型定性分析
练习 例4 操作型计算题 例5 操作型计算题
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
1/26
习题课
设 计 型 操 作 型
操作条件包括：进料状况（F、xF、q）、R 操作压力P、操作温度T
冷凝器热负荷V、再沸器热负荷V
0.0859
F
D
＝80％
0.533 F
q=1，xF=0.20
F,xF
D,xD
1
xD=0.30
=3.0
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
W, xW12/26
操作型问题举例
（2）该层塔板的液相默弗里板效EmL
x1*
y1
1y1
0.3 3.0 2.0 0.3
0.125
q=1，xF=0.20
yw
设计型问题举例
L RD L' L qF V (R 1)D V ' V (q 1)F
（2）列出提馏段操作线方程
q 2 3
Rmin
xD ye ye xe
a
ye
e d
f
0.95 0.6 1.556 0.6 0.375
R 1.5Rmin 2.334
b
F
xW
xexF xF=0.4xD5
（1）原料中汽相和液相组成； （2）列出提馏段操作线方程。
D 0.95
D xD=0.95 R=1.5Rmin =2.5
W, xW
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
3/26
设计型问题举例
解：（1）原料中汽相和液相组成
D 0.95
设原料中汽相组成为ye ，液相组成为xe ，则
1 3
ye
2 3
xe
xF
y
e
1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
xe
1xe
汽液摩尔比为1:2 F xF=0.45
1 3
ye
2 3
xe
0.45
t
ye
2.5 xe 1 1.5xe
B
xe=0.375 ye=0.6
传递过程与单元操作
第x六e 章 蒸x馏F
A ye
D xD=0.95
R=1.5Rmin =2.5
W, xW y q x xF
q1 q1
4/26
7/26
操作型定性分析举例
至于xW，也用排除法推知，只能变大。
L V
L V
y
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
8/26
练习 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持塔 顶馏出液量D、回流比R、进料状况（F、xF、q）不变，而 减小操作压力，试分析xD、xW如何变化？
解： R 不变， L R 不变，
D, xD
D、W。
公式： 相平衡关系 y x
F, xF
1 ( 1)x
全塔物料衡算 操作线方程
F D W FxF DxD WxW
yn1
R R1
xn
xD R1
W, xW
ym1
L' V'
xm
WxW V'
y q x xF q1 q1
逐 板 法
理论塔板数 N 的计算 图解法
传递过程与单元操作
V R1
D、R、q 和 F 不变，
L
RD qF
不变， y
V (R 1)D (q 1)F
P
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
9/26
假设 xD 不变
由物料衡算式可知，xW 也不变
假设 xD，由物料衡算式可知，xW， N，与 N 不变这个前提相矛盾。 故假设不成立。
故 xD 只能变大，xW 变小。
y
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
10/26
操作型问题举例
例3 操作型计算
如图所示的精馏塔由一只蒸馏釜及一 层实际板组成。料液由塔顶加入，进 料热状况参数q=1，xF=0.20（摩尔 分率，下同）。今测得塔顶易挥发组 分的回收率为80%，且xD=0.30，系 统相对挥发度为3.0。试求：
＝80％ q=1，xF=0.20
解法一：快速分析
L
V V (q 1)F ，F、q 不变 V 而 L 不变 V
L L qF ，F、q、L 不变， L不变，而 V
L V
xD变大 xW变大
解法二：作图+排除法
假设xD不变 、假设xD变小
y
N，与N不变这个前提相矛盾。
故假设不成立。
故 xD 只能变大
传递过程与单元操作
第六章 蒸馏
xw
1 1xw
3.0 0.0859 1 2.0 0.0859
0.22
xF
L L qF F
V V q 1F V D x1
yw
L V
x1
Wxw V
F D
x1
FxF
DxD D
y1
D
xD=0.30