化工原理-精馏

1. 已知精馏塔塔顶第一层理论板上的液相泡点温度为t1，与之平衡的气相露点温度为t2，而该塔塔底某理论板上的液相泡点温度为t3，与之平衡的气相露点温度为t4，则这四个温的大小顺序是______①t1 >t2 >t3＞t４②t1 < t2 < t3< t4③t1 =t2 >t3=t４④t1 =t2 < t3=t42．设计精馏塔时，若Ｆ、x f、x D、x W均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将_______，塔顶冷凝器热负荷______ ，塔釜再沸器热负荷______。

①变大，②变小，③不变，④不一定3．连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, x f, q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。

①变大，②变小，③不变，④不一定4．精馏塔操作时，若Ｆ、x f、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。

①变大，②变小，③不变，④不一定5．操作中的精馏塔，保持F，x f，q，D不变，若采用的回流比R< R min，则x D ______，x w______。

①变大，②变小，③不变，④不一定6．用精馏方法将Ａ、Ｂ分离，N T=∞，当x f=0.4时，塔顶产品是_____，塔底是_____ 。

当x f=0.8时，塔顶产品是_____。

塔底是_____。

（Ａ或Ｂ或ＡＢ）7．某精馏塔,进料量为100kmol/h，x f=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为________。

（塔高不受限制）① 60kmol/h; ②66.7kmol/h; ③90kmol/h;④不能定8. 精馏塔操作时,若操作从最佳位置上移二块,则x D------------_。

x w_-------------_。

(↑、↓、=、不确定)X D↓，X w↑。

9. 某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5,x f=0.4，回流比R=2，且知，提馏段操作线方程的截距为零。

则提馏段操作线斜率L′/V′= _______ ；馏出液组成x D=______。

10．精馏塔操作时，保持F，x f，q，R不变，增加塔底排液量W，则x D_______ ，L/V_______ ，L′/V′_______ ，x w _______ 。

（1）变小（2）变大（3）不变（4）不确定11．某操作中的精馏塔，维持F、q 、X D、、V′不变，但X f增大，则D________ ，R ________ 。

（1）变小; (2 )变大; (3)不变; (4)不确定12．全回流时，y-x图上精馏段操作线的位置_______D_______。

A.在对角线之上B.在对角线与平衡线之间C.在对角线之下D.与对角线重合填空题1．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是____________________________________，简单蒸馏与间歇精馏的主要区别是____________________________________ 。

2. 某泡点进料的连续精馏塔，已知其操作线方程分别为y=0.80x+0.172和y=1.2x-0.017,则回流比R=_______,馏出液组成x D =_________,釜液组成x W =_________。

3. 若某精馏塔的回流比为R，塔顶轻组分的摩尔分率为x D，则该塔的精馏段操作线方程为4. 精馏过程的操作线为直线，主要基于_____________________假设。

5. 在精馏操作中，已知回流比为R，塔顶、塔底产品浓度分别为x D、x w原料组成为x f，泡点进料，试作出精馏段和提馏段的操作线。

yx6．精馏塔中恒摩尔流假设，主要依据是各组分的________ ，但精馏段与提馏的摩尔流量由于________影响而不一定相等。

7．溶液的相对挥发度等于两组份________ ，а>1则表示组分Ａ和Ｂ________ ，а=1则表示组分Ａ和Ｂ________ 。

8．当某塔板上_______________时，该塔板称为理论塔板。

9．精馏过程的回流比是指________ ，最小回流比是指________。

10．在设计连续操作的精馏塔时，如保持x F，D/F，x D，R一定，进料热状态和选用的操作气速也一定，则增大进料量将使塔径________ ，而所需的理论板数________。

11．塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是________ 。

12．精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x D ________，x W ________ 。

（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定13．某操作中的精馏塔，维持F、q 、X D、、V′不变，但x f增大，则D________ ，R ________ 。

（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定14.精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_________自上而下地流动，气体靠___________自下而上地与液体成逆流流动。

重力、压力差15. 全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为________,理论塔板数为__________.当回流比减少到_____________________________称为最小回流比，所需的理论塔板数_________________________.适宜的回流比应通过_________确定。

对角线y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。

16. y-x相平衡曲线上各点的温度是_______ 。

不等的17. 当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度__________,塔顶温度_________,塔釜温度_________。

减少、增加、增加。

18. 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应_____,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量应________,所需塔径应________操作费和设备费的总设资将是___________________________增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升19．混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_____20.塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是________ 。

21．精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x D ________，x W ________ 。

（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定22．某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5,x f=0.4，回流比R=2，且知，提馏段操作线方程的截距为零。

则提馏段操作线斜率L′/V′=_______ ；馏出液组成x D= _______。

23．在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的回收率不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需的理论板数将如何变化：（１）加大回流比R，___________________________________；（２）提高操作压强P，_________________________________；（３）提高加料温度t F，_________________________________；（４）增加生产能力30%（仍能正常操作），_____________________。

24．精馏塔操作时，保持F，x F，q，R不变，增加塔底排液量W，则x D_______ ，L/V_______ ，L′/V′_______ ，x w _______ 。

（1）变小（2）变大（3）不变（4）不确定25．在精馏塔的一层理论板上，离开塔板的气相的露点温度与液相的泡点温度的关系为_______ 。

26．从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不变的原因，可能是_______ ，_______ 和_______ 等现象。

27．塔板结构设计时，溢流堰长度L w应当适当，过长则会_______ ，过短则会_______ 。

1．用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.45，进料为100kmol/h、组成为0.4（摩尔分率）的饱和液体(泡点进料)，回流比为1.5，塔顶馏出液中苯的回收率为0.95，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求：①塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；②精馏段及提馏段操作线方程；③回流比与最小回流比的比值。

2．在连续操作的精馏塔中分离苯－甲苯溶液。

塔釜间接蒸汽加热。

塔顶全凝器，泡点回流。

进料中含苯35%（mol%，下同），进料量为100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部。

塔顶馏出液量为40kmol/h。

系统的相对挥发度为2.5，且知精馏操作线方程为y=0.8x+0.16。

试求：（1）提馏段操作线方程，（2）若塔顶第一块板下降的液相中含苯70%，求该板以气相组成表示的板效率Emv。

（3）若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，当塔板数无限多时，塔底残液的浓度为多少？3．某精馏塔在常压下分离某双组分混合液，该塔的精馏段和提馏段方程分别为y=0.723x+0.263和y′=0.723x′-0.0188，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为q=1.2的冷液，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少kmol/h？进料组成x f为多少？4.某连续精馏塔将组成x f=0.42的双组分混合液分离为x D=0.8, x w=0.02(均为mol分率),泡点加料,F=0.001kmol/s,组分汽化热均为2000kJ/k mol,系统的α=2.5,求以下两种不同加料方式下的回流比及塔釜耗热量: (该塔的板数很多,可设N e=∝)。

1.塔中部适当位置加料2.塔顶第一块板加料解：X f=0.42，x D=0.8，x W=0.02，q=1，F=0.001kmol/s，γ=2000KJ/K mol,α=2.51)∵N e=∞ ∴回流比R=R minX f=0.42Y f=2.5*0.42/(1+1.5*0.42)=0.6442R=R min =(XD-Y f)/(Y f-X f)=(0.8-0.6442)/(0.6442-0.42)=0.6952V=V'=L+D=(1+R)D=(1.6952)DF x f=D x D+(F-D)XWD=F(Xf-XW)/(XD-XW)=0.001X(0.42-0.02)/)(0.8-0.02)=5.128*10-4Qb=V'γ=1.6592*5.128*10-4*2000=1.739KJ/SxD=0.8yD=0.8X1=y/(α'-(α'-1)y)=0.8/(2.5-1.5x0.8)=0.6154操作线斜率k=(0.8-0.02)/(0.6154-0.02)=1.31V′=D+L L′=F+L操作线斜率L′/V′ =(F+L)/(D+L)=1.31R=L/D(F+RD)/((1+R)D)=1.31F/D-R/(1+R)=1.95+R/(1+R)=1.31R=2.0645Q=Vr=（1+R）D*r=3.0645×5.128×10-4×2000=3.143KJ/S5.每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。