精馏计算题

难度系数：A （A B C三级，A简单，C最难）
题目编号：0301 第3章3节页码
题目：在连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。

原料液的流量为175kmol/h，含苯0.44 （mol）,要求塔顶产品含苯0.974（mol），塔底产品含苯0.0235 （mol），求塔顶、塔底产品量为多少kmol/h ？
解题过程与步骤: 解：D+W=175
175 X 0.44 = D X 0.974+W X 0.0235
D=76.7kmol/h
W=98.3kmol/h
计算的最后结果数字：76.7, 98.3
题目编号：0302 第3章3节页码难度系数： C （A B C三级，A简单，C最难）
题目：一常压精馏塔分离苯—甲苯混合物，已知X W = 8.5%, X F= 25%, X D = 98%（均为摩尔分数），相对挥
发度为2.46，泡点加料，回流比为 1.65的最小回流比，塔顶采用全凝器。

求（ 1 ）回流比；（2）精提馏段操作线方程；（3）塔顶第二块理论板上升气相组成。

解题过程与步骤：
解: (1) q= 1 y q=a X F/[1+( a — 1) X F] = 2.46 0.25/ [1+( 2.46 — 1) 0.25] = 0.45
X q= X F= 0.25
R min = (X D—y q)/( y q—X q) =( 0.98 —0.45) /(0.45 —0.25) = 2.65 R=1.65R min = 1.65 2.65=
4.37
(2)精馏段操作线方程：y= R/(R+1)X + X D/(R+1) = 0.81X + 0.182
设原料液100kmol/h F=D+W F X F =D X D +WX W
解得：D = 18.44 kmol/h W = 81.56 kmol/h
L=RD=4.73 18.44=87.22 kmol/h )
提馏段操作线方程：y=(L+qF)x/(L+qF —W) —WX w/(L+qF —W)
=1.77X—0.066
(3)塔顶采用全凝器y1= X D=0.98 y1=a X1/[1+( a —1) X1] = 0.98
得X1 = 0.95
y2= 0.81x1+ 0.182=0.95
计算的最后结果数字： 4.37 , y= 0.81X + 0.182, y=1.77x —0.066 , 0.95
题目编号：0303 第3章3节页码难度系数：B （A B C三级，A简单，C最难）
题目：在某精馏塔中分离一种液体混合物，泡点进料，已知精馏段操作线方程为y=0.714x+0.284，提馏段操作线方程为y=1.06x —0.0032，试求在该操作条件下的回流比及原料液、馏出液、残液组成。

解题过程与步骤：
R
解：0.714
R 1
所以R=2.5
x D
D 0.284 R 1 所以X D=0.994
联立精馏段、提馏段两个操作线方程:
y=0.714x+0.284
I y=1.06x —求得：X F=X=0.83
联立提馏段操作线及对角线方程：
y=1.06x —0.0032
*y=x 求得：x w=x=y=0.053
计算的最后结果数字： 2.5, 0.994, 0.83,0.053
题目编号：0304 第3章2节页码难度系数： A （A B C三级，A简单，C最难）题目某两组分理想溶液，在总压为26.7kPa下的泡点温度为45C，试求气液相平衡组成和物系的相对挥发度。

假设在45C时组分的饱和蒸汽压为p；=29.8kPa , p；= 9.88kPa
解题过程与步骤：
9.880.844
解: x
P p B
26.7 9.88
0 0
P A P B
29.8
P A
29.8
y
x ------ 0.844 0.942
P
26.7
P A
29.8
3.02
P 9.88
计算的最后结果数字：0.844, 0.942, 3.02
题目：在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液。

原料液流量为 尔分数，下同)，泡点进料。

馏出液组成为 0.95，釜残液组成为 塔底产品流量；(2)精馏段与提馏段的上升蒸汽和下降液体流量。

解题过程与步骤: (2)精馏段上升蒸汽和下降液体流量
V=(R+1)D=(3.5+1) X 27.8=125.1kmol/h L=RD=3.5 X 27.8=97.3kmol/h
提馏段的上升蒸汽和下降液体流量
V ' =V - (1 - q)F=V = 125.1kmol/h L ' =L+qF=97.3+1 X 100=197.3kmol/h
计算的最后结果数字： 27.8, 72.2, 125.1 , 97.3, 97.3 ,
197.3
题目编号： 0305 第3章3节 页码 难度系数: B (A B C 三级，A 简单，C 最难) 100kmol/h ，组成为0.3 (易挥发组分的摩 0.05，操作回流比为3.5。

试求：(1)塔顶和 解：(1)F=D+W
F X F =D X D +WX W
解得：D=27.8kmol/h D+W = 100
0.3X 100=0.95D+0.05W
W=72.2kmol/h
题目编号： 0306 第3章3节 页码
难度系数：B （A B C 三级，A 简单，C 最难）
题目：在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液。

原料液流量为 尔分数，下同），泡点进料。

馏出液组成为 0.95，釜残液组成为 段操作线方程。

100kmol/h ，组成为0.4 （易挥发组分的摩
0.05，操作回流比为2.3。

试求精馏段和提馏
解题过程与步骤: 解：
精馏段操作线方程为:
R X D
y ------ x ------
R 1 R 1
提馏段操作线方程：
L qF
y ------------ x
L qF W
其中 F=D+W=100
F X F =D X D +WX W
0.4X 100=0.95D+0.05W
解得：D=38.9kmol/h
W=61.1kmol/h
L=RD=2.3 X 38.9=89.5kmol/h
2.3 x 0.95
0.697x 0.288
2.3 1 2.3 1
W
----------- X W
L qF W
则 y L qF
x W 89.5 1 100 61.1 0.05
则y x X
X
L qF W L qF W
89.5 1 100
61.1
89.5 1 100
61.
=1.476x - 0.0238
计算的最后结果数字： y 0.697x 0.288，y=1.476x - 0.0238
题目编号：
0307 第3章3节页码难度系数：A （A B C三级，A简单，C最难）
题目：在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合溶液。

原料液组成为点进料。

馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05，操作回流比为
苯-甲苯混合溶液相平衡关系如下图。

F （精馏图4）
解题过程与步骤：
解: X D__0-950.211
R 1 3.5 1
在相平衡图上绘制精馏段操作线AD、q线ef及提馏段操作线CD;
月（精馏图5）
图解理论塔板数N T= 9 （不包括再沸器）适宜进料位置：第五块理论板。

计算的最后结果数字：N T= 9 （不包括再沸器），第五块理论板0.4 （易挥发组分的摩尔分数，下同），泡
3.5，试求理论板数及适宜的进料位置。

已知
题目编号：0308 第3章3节 页码 难度系数： C （A B C 三级，A 简单，C 最难）
题目：在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。

物系的相对挥发度为 2.0,泡点进料。

馏出液组成为 0.95
（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05,釜残液流量为150kmol/h ，操作回流比为最小回流比 的1.3倍，已知进料方程为 y=6x — 1.5。

试求提馏段操作线方程。

解题过程与步骤：
解：进料方程为y=6x — 1.5, 所以
-q
6 解得：q=l.2
q 1
联立q 线和相平衡方程：y=6x — 1.5
y 可得：x q =0.333, y q =0.50 2x
1 x R min X D y q y q X q 0.95 0.5 0.5 0.333 2.695 R=1.3R min =1.3 X 2.695=3.5 由全塔物料衡算：F=D+W = D+150 F X F =D X D +WX W 解得：D=57.7kmol/h
0.3F=0.95D+0.05 X 150
F=207.7kmol/h
所以 L=RD = 3.5 X 57.7 = 201.95 kmol/h
提馏段操作线方程：
L qF
W 201.95 1.2 207.7
y
L qF W X
L qF W X W
— 201.95
1.2 207.7
150X
150 0.05
201.95 1.2 207.7
150
=1.498x —
0.0249
计算的最后结果数字：y = 1.498x —
0.0249
X F
q 1
1.5 解得：X F =0.3
题目编号：0309 第3章3节页码难度系数： A （A B C三级，A简单，C最难）
题目：在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。

物系的相对挥发度为 2.0，泡点进料。

原料液组成为0.35 （易挥发组分的摩尔分数，下同），馏出液组成为0.9,操作回流比为最小回流比的 1.4倍，试求以下两种进料情况下的实际回流比。

（1）饱和液体进料；（2 ）饱和蒸汽进料。

解题过程与步骤:
解：
（1）饱和液体进
料
2X q X q=X F=0.35, y q= ------
1 X q 2_0.35
厂0.35
0.52
X D y q 0.95 0.52 R min
y q X q 0.52 0.35
R=1.4R min=1.4 X
2.24=
3.14
(2)饱和蒸汽进料
2X q y q= X F=0.35,y q=------
1 X q 2.24
0.35 所以X q=0.212,
R X D y q 0.95 0.35 ___ R min 3.99 y q x q0.35 0.212
R=1.4R min=1.4 X 3.99=5.59
计算的最后结果数字：3.14 ,5.59。