10精馏 习题课答案
精馏习题及答案解析
精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯0.8(摩尔分率)，回流比均为2。
(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等?为什么?并求0t 、1t 的值。
(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯0.8(摩尔分率)。
①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。
将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。
(3)三种情况下精馏段操作线是否相同?在同一x y -图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y -图上表示出来。
已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T C B A p +-=，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯0.4(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。
要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.014。
若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的1.25倍，塔底采用再沸器。
全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。
试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少； ③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。
①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即平D 简D ＝x x ,,，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物量V 简、V 平；②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）平D 简D 、xx ,,及残液（或液相产品）量。
精馏习题答案
精馏练习题一、填空题【1】精馏操作得依据就是（混合液中各组分得挥发度得差异）。
实现精馏操作得必要条件就是（塔顶液相回流）与（塔底上升气流）。
【2】气液两相呈平衡状态时，气液两相温度（相同），液相组成（低于）气相组成。
【3】用相对挥发度α表达得气液平衡方程可写为（ ）。
根据α得大小，可用来（判断用蒸馏方法分离得难易程度），若α=1，则表示（不能用普通得蒸馏方法分离该混合液）。
【4】某两组分物系，相对挥发度3=α，在全回流条件下进行精馏操作，对第n 、n+1两层理论踏板（从塔顶往下计），若已知==+1,4.0n n y y 则（0、182）。
全回流适用于（精馏开工阶段）或（实验研究场合）。
【5】某精馏塔得精馏操作线方程为275.072.0+=x y ，则该塔得操作回流比为（2、371），馏出液组成为（0、982）。
【6】在精馏塔设计中，若P Fx f 进料温度保持不变，若增加回流比R ，则p x （增大）w x （减小），VL （增大）。
【7】操作中得精馏塔，若进料温度FV x f 不变，若釜液量W 增加，则p x （增加），w x （增大）VL （增加）。
二、选择题（1）在用相对挥发度判别分离得难易程度时，下列哪种情况不能用普通蒸馏得方法分离（C ）。
A 、αAB ＞1 B 、 αAB ＜1C 、 αAB =1D 、 αAB ＞10（2）在精馏得过程中，当进料为正处于泡点得饱与液体时，则（C ）。
A 、q ＞1B 、q ＜0C 、q=1D 、0＜q ＜1（3）精馏塔中由塔顶向下得第n-1、n 、n+1层塔板，其气相组成得关系为（C ）。
A 、y n+1＞y n ＞y n-1B 、 y n+1=y n =y n-1C 、y n+1＜y n ＜y n-1D 、不确定（4）精馏塔中自上而下（C ）、A 、分为精馏段、加料板与提馏段三部分B 、温度依次降低C 、易挥发组分浓度依次降低D 、蒸气量依次减少（5）某精馏塔得馏出液量就是50kmo1/h ，回流比就是2，则精馏段得回流液量就是（A ）。
大连理工大学化工原理2010精馏-答案 (DEMO)
A ：精馏（22分）用一精馏塔分离苯与甲苯混合物，进料中苯的摩尔分数为0.4，进料量为200kmol/h ，进料状态为饱和蒸汽，塔顶采用全凝器，泡点回流，塔顶产品中苯的摩尔分数为0.95，塔底产品中苯的摩尔分数为0.05。
操作条件下，两组分间的平均相对挥发度为2.5，实际回流比为最小回流比的1.2倍，试求：（1）塔两端产品流量（kmol/h ）及塔顶苯的回收率；（2）进入塔顶第1块理论板的气相组成；（3）提馏段操作线方程；（4）测得塔顶第1块实际板的液相默弗里板效率为0.7，求塔顶第2块实际板上升蒸汽的组成；（5）该塔经过一段时间操作后，在塔压未变的情况下，塔顶温度升高，塔底温度降低现象，试定性分析塔两端产品组成有何变化？在塔顶采出量不变的情况下，仍保证两端产品组成不变，在操作上可采取什么措施？此时塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷如何变化？（可不考虑负荷变动对塔及辅助设备操作的影响）解：（1）回收率WnW D nD F nF nWnD nF x q x q Z q q q q +=+=nW nD nW nD q q q q 05.095.04.0200200+=⨯+=解得 q nD =77.78kmol/h q nW =122.22kmol/h%36.924.020095.078.77=⨯⨯==F nF D nD z q x q ϕ (2) 进入塔顶第1块理论板上升蒸汽的组成饱和蒸汽进料 ,4.0=q y21.04.0*)15.2(5.24.0)1(=--=--=q qq y y x αα 743.021.095.04.095.01min min =--=+R R 89.2743.01743.0min =-=R R=1.2*2.89 =3.47776.01=+R R 213.01=+R x D精馏段操作线方程 213.0776.01+=+n n x y,95.01==D x y 884.095.0*5.15.295.0*1=-=x 899.0213.0884.0776.02=+⨯=y（3）提馏段操作线方程h kmol q q R q q q q nF nD nF nV nV /0.9692008.7777.43)1()1('=-⨯=-+=-+=h kmol Rq qq q q nD nF nL nL /0.92698.7777.43'=⨯==+=087.06.830.96905.02.21220.9690.9269'''-=⨯-=-=x x q x q x q q y nV W nW nV nL（4）塔顶第2块实际板上升蒸汽的组成884.095.0*5.15.295.0*1=-=x ,7.0884.095.095.01*112=--=--=x x x x x E D D l 904.01=x 915.0213.0904.0776.02=+⨯=y（5）两端产品组成变化 塔顶 苯含量降低 x D 下降塔底 苯含量升高 x W 增加塔顶采出量不变 增大回流量，进而增大回流比，提高每块塔板分离能力，使x D 达到分离要求。
精馏习题及答案
精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯(摩尔分率)，回流比均为2。
(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等为什么并求0t 、1t 的值。
(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯(摩尔分率)。
①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。
将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。
(3)三种情况下精馏段操作线是否相同在同一x y -图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y -图上表示出来。
已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T C B A p +-=，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：A B C 苯 甲苯例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。
要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过。
若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的倍，塔底采用再沸器。
全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。
试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少；③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。
①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即平D 简D ＝x x ,,，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物量V 简、V 平；②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）平D 简D 、xx ,,及残液（或液相产品）量。
精馏习题及答案
概念题一、填空题1. __________________________________________________ 精馏操作的依据是 _______ 。
利用 _________________________________________________________ 、______________________ 的方法 ,将各组分得以分离的过程。
_______________________________ 实现精馏操作的必要条件 __ 和。
2. 汽液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ________ ，液相组成 __________ 汽相组成。
3.用相对挥发度 _______________________________ 表达的气液平衡方程可写为。
根据 的大小，可用来 ___________________ ，若 =1，则表示 ________________ 。
4. 某两组分物系，相对挥发度 =3，在全回流条件下进行精馏操作，对第 n,n+1 两层理论板 （从塔顶往下计） ，若已知 y n=0.4, y n+1= _______ 。
全回流操作通常适用于 _________________或_________________ 。
5. ____________________________________________________________________ 精馏和蒸馏的区别在于 _精馏必须引入回流 __________________________________________________ ；平衡蒸馏和简单蒸馏主要区别在于 _________________________________________ 。
6. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 _______________________________________ 和7.在总压为101.33kPa 、温度为85C 下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为 P A °116.9kPa 、P B °=46kPa, 则相对挥发度 = _______ ，平衡时液相组成 x A = _________ ,汽相组成 y A = _______ 8.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为 _____________馏出液组成为 ________________ 。
精馏习题课答案
第十章精馏[一] 填空题1、精馏过程是利用部分汽化和部分冷凝的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗高，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先变小再变大_的变化过程。
2、分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 过冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离越大, 分离所需的总理论板数越少。
3、相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏方式分离，但能用（萃取和恒沸）分离。
4、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为FXf》DXd 。
5、精馏操作的依据是各组分挥发度不同，实现精馏操作的必要条件包括液相回流和气相回流。
6、写出相对挥发度的几种表达式α书上。
7、等板高度是指书上。
二、选择1 、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则⎽A⎽⎽⎽⎽A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定4 、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为⎽⎽B⎽⎽⎽⎽A 变小B 变大C 不变D 不确定5、在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A ，塔顶低沸点组分浓度 A ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度 B 。
精馏习题及答案
精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯0.8(摩尔分率)，回流比均为2。
(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等?为什么?并求0t 、1t 的值。
(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯0.8(摩尔分率)。
①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。
将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。
(3)三种情况下精馏段操作线是否相同?在同一x y -图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y -图上表示出来。
已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T C B A p +-=，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯0.4(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。
要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.014。
若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的1.25倍，塔底采用再沸器。
全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。
试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ；②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少； ③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。
①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即平D 简D ＝x x ,,，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物量V 简、V 平；②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）平D 简D 、xx ,,及残液（或液相产品）量。
10精馏 习题课答案
第十章精馏[一] 填空题1、精馏过程是利用部分汽化和部分冷凝的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗高，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先变小再变大_的变化过程。
2、分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 过冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离越大, 分离所需的总理论板数越少。
3、相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏方式分离，但能用（萃取和恒沸）分离。
4、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为FXf》DXd 。
5、精馏操作的依据是各组分挥发度不同，实现精馏操作的必要条件包括液相回流和气相回流。
6、写出相对挥发度的几种表达式α书上。
7、等板高度是指书上。
二、选择1 、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则⎽A⎽⎽⎽⎽A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定4 、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为⎽⎽B⎽⎽⎽⎽A 变小B 变大C 不变D 不确定5、在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A ，塔顶低沸点组分浓度 A ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度 B 。
精馏习题及答案
精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯(摩尔分率)，回流比均为2。
(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等?为什么?并求0t 、1t 的值。
(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯(摩尔分率)。
①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。
将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。
(3)三种情况下精馏段操作线是否相同?在同一x y -图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y -图上表示出来。
已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T C B A p +-=，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：A B C 苯 甲苯例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。
要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过。
若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的倍，塔底采用再沸器。
全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。
试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少；③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。
①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即平D 简D ＝x x ,,，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物量V 简、V 平；②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）平D 简D 、xx ,,及残液（或液相产品）量。
精馏习题答案
精馏习题答案精馏习题答案精馏是一种常见的分离和纯化混合物的方法，广泛应用于化工、石油、制药等行业。
在学习和掌握精馏原理和操作技巧时，习题是不可或缺的辅助工具。
下面将为大家提供一些常见精馏习题的详细解答，希望能够帮助大家更好地理解和应用精馏技术。
习题一：一种液体混合物由两种组分A和B组成，其沸点分别为80℃和100℃。
请问，如何通过精馏将这两种组分分离？解答：根据沸点的差异，我们可以利用精馏将这两种组分分离。
首先，将混合物加热至80℃，组分A开始汽化，形成蒸汽。
蒸汽通过冷凝器冷却后，转变为液体，称为凝液。
凝液中主要含有组分A，而组分B则大部分留在原始混合物中。
接下来，我们将凝液再次加热，使其达到100℃，此时组分B开始汽化。
通过冷凝器冷却后，我们得到的是几乎纯净的组分B。
通过这样的操作，我们成功地将两种组分分离。
习题二：某种液体混合物由三种组分A、B和C组成，其沸点分别为70℃、90℃和110℃。
请问，如何通过精馏将这三种组分分离？解答：对于这个问题，我们可以采用多级精馏的方法。
首先，将混合物加热至70℃，组分A开始汽化，形成蒸汽。
蒸汽通过冷凝器冷却后，转变为液体，称为凝液。
凝液中主要含有组分A，而组分B和C则大部分留在原始混合物中。
接下来，我们将凝液再次加热，使其达到90℃，此时组分B开始汽化。
通过冷凝器冷却后，我们得到的是几乎纯净的组分B。
最后，我们将剩余的混合物再次加热至110℃，此时组分C开始汽化。
通过冷凝器冷却后，我们得到的是几乎纯净的组分C。
通过这样的多级精馏操作，我们成功地将三种组分分离。
习题三：某种液体混合物由四种组分A、B、C和D组成，其沸点分别为60℃、80℃、100℃和120℃。
请问，如何通过精馏将这四种组分分离？解答：对于这个问题，我们可以采用精馏塔的方法。
精馏塔是一种特殊的设备，可以通过多级精馏将混合物中的组分逐一分离。
首先，将混合物加热至60℃，组分A开始汽化，形成蒸汽。
精馏习题及答案
精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯(摩尔分率)，回流比均为2。
(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等为什么并求0t 、1t 的值。
(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯(摩尔分率)。
①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。
将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。
(3)三种情况下精馏段操作线是否相同在同一x y -图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y -图上表示出来。
已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T C B A p +-=，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：A B C 苯 甲苯例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。
要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过。
若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的倍，塔底采用再沸器。
全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。
试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少； ③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。
①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即平D 简D ＝x x ,,，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物量V 简、V 平；②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平，试比较残液（或液相产品）浓度x W ，简、x W ，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）平D 简D 、x x ,,及残液（或液相产品）量。
10 液体蒸馏习题解答
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从上表数据可以看出： ①总压升高，气相组成略有下降，表明蒸馏的分离效果略有下降； ②总压升高，其泡点亦升高，且有明显变化，表明蒸馏分离的能耗明显增大； ③根据其饱和蒸汽压之比可以看出，总压升高，其相对挥发度下降，表明蒸馏分 离操作变得更加困难； ④若压力变化不超过21%，则其平衡关系曲线 y ~ x的形状和位置并无多大改变， 此时可以忽略压力对平衡曲线的影响（如压力变化为21%时，其偏差仅为0.027） ，当压力变化超过21%时应考虑压力对平衡关系 y ~ x 的影响。 o pt − p B po po x A 10-4.（1）按理想溶液计算，则 α = , x= o , y= A o o pt pB p A − pB 将计算结果列于表1（略） （2）按实际测试结果计算，则 α = y(1 − x ) / x(1 − y ),
log p o = 6.02232 − A
o log p B = 6.07826 −
1206.350 t + 220.237 1343.943 t + 219.377
（1） （2） （3）
o p o x A + p B (1 − x A ) = pt A
o o 试差求取 t b、p o 、p B 。设 t b = 87.25 o C ，由式（1）、（2）分别得到 p o 、p B A A o 将计算结果 p o = 125.6kPa, p B = 49.6kPa 代入式（3）得左边等于右边，即 A
（2）直接引用表10-3数据求解
（即液气量摩尔数之比）
100℃下苯-甲苯物系的 α = 2.43 , x = 0.257 。应用相平衡关系
y= αx 2.43 × 0.257 = = 0.457 1 + (α − 1) x 1 + (2.43 − 1) × 0.257
精馏(含答案)
1、什么就是蒸馏操作？２、蒸馏与精馏有何区别?3、如何选定蒸馏操作压强？４、何谓挥发度与相对挥发度？5、何谓非理想溶液?它们得特点就是什么?6、溶液得气液相平衡得条件就是什么?7、什么就是回流？精馏操作过程中回流有什么作用？8、什么就是全回流操作？主要应用?９、从t-x－ｙ图上简述精馏得理论基础?１0、何谓理论板？理论塔板数就是如何求取得?11、精馏塔为什么要设蒸馏釜或再沸器？12、什么位置为适宜得进料位置？为什么?1３、q值得物理意义就是什么？不同进料状态下得q值怎样?14、用图解法求理论塔板数时,为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？15、恒縻尔流假设得内容？16、为使恒摩尔流假设成立,精馏过程须满足什么条件？１7、化工生产中，对精馏塔板有哪些要求？18、何谓液泛、夹带、漏液现象？１９、一正在运行得精馏塔,由于前段工序得原因,使料液组成下降,而F、ｑ、R、仍不变，试分析L、V、、Ｄ、W及、将如何变化？19、解:分析，因为、ｑ、Ｆ不变,则：V不变;分析因Ｒ不变,V不变,则D不变;分析Ｆ不变,D不变,则W不变;分析R不变,D不变,则L不变；分析不变,Ｗ不变，则L}不变;因为R不变,所以L/V不变;因为、Ｗ不变，所以/不变；而精馏段与提馏段得理论塔板数也不变,由下降,可得：减少、也减少。
从物料衡算得角度来分析,因为F、D、W都不变,，所以下降,可得:减少、也减少。
20、某分离二元混合物得精馏塔,因操作中得问题,进料并未在设计得最佳位置,而偏下了几块板。
若Ｆ、、q、Ｒ、均同设计值,试分析L、Ｖ、、D、W、及、得变化趋势?(同原设计值相比)2０、解: 分析、ｑ、F不变,则V不变;分析R不变,V不变,则Ｄ不变;分析Ｒ不变，D不变,则L不变；分析L不变,q、F不变，则不变；分析F、D不变，则Ｗ不变;21、设计一精馏塔,其物料性质、进料量及组成、馏出液及釜液组成、回流比、冷却水温度、加热蒸汽压力均不变。
当进料状态由泡点进料改为饱与蒸汽进料时，塔板数就是否相同？再沸器所需蒸汽量就是否改变？２2、有一正在操作得精馏塔分离某混合液。
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第十章精馏[一] 填空题1、精馏过程是利用部分汽化和部分冷凝的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗高，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先变小再变大_的变化过程。
2、分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 过冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离越大, 分离所需的总理论板数越少。
3、相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏方式分离，但能用（萃取和恒沸）分离。
4、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为FXf》DXd 。
5、精馏操作的依据是各组分挥发度不同，实现精馏操作的必要条件包括液相回流和气相回流。
6、写出相对挥发度的几种表达式α书上。
7、等板高度是指书上。
二、选择1 、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则⎽A⎽⎽⎽⎽A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定4 、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为⎽⎽B⎽⎽⎽⎽A 变小B 变大C 不变D 不确定5、在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A ，塔顶低沸点组分浓度 A ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度 B 。
A 升高B 下降C 不变D 不确定6、某二元混合物，α=3，全回流条件下xn=0.3，则yn-1= 。
A 0.9B 0.3C 0.854D 0.7947、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则 B 。
A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不能判断8、精馏的操作线是直线，主要基于以下原因 B 。
A 理论板假定B 理想物系C 塔顶泡点回流D 恒摩尔流假设9、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 。
A平衡线 B 操作线与q线C平衡线与操作线 D 平衡线与q三、计算题1、一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。
混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。
在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为2.5。
试求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程。
解答：1 求塔顶和塔底产品量由F=D+WFxF=DxD+WxW得D=F（xF-xW）/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)D=61.11kmol/hW=F-D=100-61.11=38.89kmol/h2 求最小回流比由题可知q=0.5q线方程为：y=0.5x/(0.5-1)-xF/(0.5-1)y=-x+1.2 ①平衡线方程为：y=αx/(1+(α-1)x)y=2.5x/(1+1.5x) ②令①=②并化简得1.5x2+1.7x-1.2=0求得q线与平衡线交点：xe=0.492ye=0.708∴Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=1.123 求精馏段操作线方程R=1.5Rmin=1.5x1.12=1.68yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=1.68xn/(1.68+1)+0.95/(1.68+1)yn+1=0.627xn+0.3544求提馏段操作线方程L′=L+qF=RD+0.5F=1.68x61.11+0.5x100=152.66V′=V+(q-1)F=D(R+1)+(0.5-1)x100=113.77Ym+1=(L′/V′)xm-wxw/V′=152.66xm/113.77-0.05x38.89/113.77Ym+1=1.34xm-0.0172、 某具有全凝器及间接加热再沸器的精馏塔，分离两组分理想溶液。
已知：F =100kmol/h ，x f=0.5，q =1，α=3，塔内为理论板。
测得：x d=0.95，x w=0.05，L =60kmol/h 。
⑴ 求D =？，W =？；⑵ 求精馏段操作线的斜率以及最小回流比与最大回流比时精馏段操作线的斜率；⑶ 求x 0、y 1、x 1、y 2及y w⑷ 现因再沸器加热蒸汽压力下降，致使热量下降10％，问欲使塔顶产品质量不变，在操作上可采取哪些措施？解： ⑴ 求D =？，W =？可解得：D =50 kmol/h ，W =50 kmol/h⑵ 求精馏段操作线的斜率以及最小回流比与最大回流比时精馏段操作线的斜率操作条件下：R =L /D =60/50=1.2 精馏段操作线斜率为：最小回流比：q =1，x e=x F=0.5，则最小回流比下精馏段操作线斜率为：全回流下精馏段操作线斜率为：⑶ 求x 0、y 1、x 1、y 2及y w全凝器：x 0=y 1=x D=0.95⎩⎨⎧+=+=W D F Wx Dx Fx W D F ⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯+=05.095.05.0100W D F WD 545.012.12.11=+=+R R75.05.0)13(15.03)1(1e e e =⨯-+⨯=-+=x x y αα8.05.075.075.095.0e e e D min=--=--=x y y x R 444.018.08.01min min =+=+R R 111=+∞∞=+∞∞R R 864.095.0)13(395.0)1(111=⨯--=--=y y x αα7084.02375.0545.0111D12=+=+++=x R x x R Ry⑷ 现因再沸器加热蒸汽压力下降，致使热量下降10％，问欲使塔顶产品质量不变，在操作上可采取哪些措施釜加热量减少10% →V ’减少10%q =1时，V ’=(R +1)D -(1-q )F =(R +1)D为保证顶产品质量(x D)不变，可保持R 不变，D 减少10%3、 在连续精馏塔内分离苯-甲苯二元混合液，原料液中含苯0.5(摩尔分率，以下同)，于泡点温度下加入塔内。
要求馏出液中含苯0.95，回收率为96％。
塔顶采用一个分凝器和一个全凝器，分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，从全凝器中得到合格产品。
塔底采用间接水蒸汽加热。
现测得塔顶回流液中含苯0.88，离开塔顶第一层板的液体含苯0.79。
试计算：⑴ 操作回流比为最小回流比的倍数；⑵ 为得到每小时50kmol 的馏出液，需消耗的原料液量；⑶ 精馏段和提馏段的汽相负荷各为多少kmol/h ？假定：①操作条件下，相对挥发度为常数；②精馏段和提馏段均保持恒摩尔流；③塔内各板均为理论板。
解：据题意知：x F=0.5,q =1,x D=0.95,φ=0.96,x 0=0.88,x 1=0.79,y 0=x D=0.95⑴ 操作回流比为最小回流比的倍数q =1，x e=x F=0.5，则则 R /R min=1.593/1.032=1.544 1364.005.0)13(105.03)1(1W W W =⨯-+⨯=-+=x x y αα591.295.088.088.095.088.095.0)1(1000000000=⨯-⨯-=--=⇒-+=y x x y x y x x y ααα1 D 7215.05.0)1591.2(15.0591.2)1(1e e e =⨯-+⨯=-+=x x y αα032.15.07215.07215.095.0e e e D min =--=--=x y y x R 907.079.0)1591.2(179.0591.2)1(1111=⨯-+⨯=-+=x x y αα593.188.0907.0907.095.011011D D 01=--=--=⇒+++=x y y x R R x x R R y⑵ 为得到每小时50kmol 的馏出液，需消耗的原料液量⑶ 精馏段和提馏段的汽相负荷各为多少kmol/hV =(R +1)D =(1.593+1)×50=130 kmol/hV ’=(R +1)D -(1-q )F =V =130 kmol/h4、一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为100kmol/h ，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。
已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。
试求：(1) 塔顶、塔底产品组成；(2)全凝器中每小时冷凝蒸气量；(3)蒸馏釜中每小时产生蒸气量(4)若全塔平均α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率Eml=0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。
5、有一精馏塔，已知塔顶馏出液组成xD =0.97（摩尔分数），回流比R =2，塔顶采用全凝器，泡点回流，其气液平衡关系为 ，求从塔顶数起离开第一块板下降的液体组成x1和离开第二块板上升的气相组成y2。
[四]判断题1.在一定压强下，液体混合物没有恒定的沸点。
（ ）2.相对挥发度a 值越大，则表示此混合液越难分离。
（ ）3.对双组分理想混合液，相对挥发度的大小可以判别该物系的分离难易程度。
因此，在相同条件下，分离相对挥发度大的物系，所需理论板数多。
（ ）kmol/h 96.985.096.095.050F D F D =⨯⨯==⇒=x Dx F Fx Dx φφ。