第六章例题

1．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。

2．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________ 。

3．当某塔板上_______________时，该塔板称为理论塔板。

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

5．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

________。

6.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________ 。

7．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

8．某操作中的精馏塔，维持F、q 、X D、、V′不变，但XF增大，则D________ ，R ________ 。

（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定

9．填料塔设计时，空塔气速一般取________气速的60%-80%，理由________ 。若填料层高度较高，为了有效地湿润填料，塔内应设置________装置。一般而言，填料塔的压降________板式塔压降。（＞，＝，＜＝)

15．未饱和湿空气与同温度水接触，则传质方向为________。若未饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽压相同，则传热方向为________ 。

例6-1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%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。

解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。

进料组成：

釜残液组成：

原料液的平均分子量：

原料液流量：

依题意知：

所以：（a）

全塔物料衡算（b）

或（c）

联立式a、b、c，解得：

例6-2氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离。要求馏出液中氯

仿的组成为（摩尔分率），馏出液流量50Kg/h 。塔顶为全凝器。平均相对挥发度

6.1=α。回流比R=2，求：

（1）第一块塔板下降的液体组成1x ；（2）精馏段各板上升蒸汽V 及下降液体L 。

解 氯仿和四氯化碳混合液可认为是理想溶液。

（1） 塔顶为全凝器，95.01=y 根据理论板的概念，x x y )1(1-+=αα 11)16.1(16.195.0x x -+= 92.01=x （2）h Kg D R V /15050)12()1(=⨯+=+=

根据恒摩尔流的假定，各板上升的蒸汽摩尔流量相等，并非质量流量相等，因此，需将此值转化为摩尔值。

氯仿的摩尔质量 M=kmol 四氯化碳的摩尔质量 M=kmol

塔顶蒸汽的平均摩尔质量 kmol kg M /1.1218.15305.035.11995.0=⨯+⨯= h kmol V /24.11

.121150== h kg RD L /100502=⨯== h kmol L /826.01

.121100== 例6-3 分离例6-1中的溶液时，若进料为饱和液体，选用的回流比

，试求提馏段操作线方程式，并说明操作线的斜率和截距的数值。

解：由例6-4知：

，

而

因泡点进料，故：

将以上数值代入下式，即可求得提馏段操作线方程式：

或

该操作线的斜率为，在y 轴上的截距为。由计算结果可看出，本题提馏段操作线的截距值是很小的，而一般情况下也是如此的。

例6-4 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知操作回流比R 为3，馏出液的组成为（易挥发组分的摩尔分率），塔顶采用全凝器。该物系在本题所涉及的浓度范围内气液平衡方程为58.042.0+=x y 。试求精馏段内离开第二层理论板（从塔顶往下计）的气液相组成。 解：238.075.01

395.0133111+=+++=+++=+n n D n n x x R x x R R y 95.01==D x y 95.058.042.011=+=x y

881.01=x 899.0238.075.012=+=x y

58.042.0899.022+==x y 76.02=x

例6-5 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液流量为1000kmol/h ，组成为含苯（摩尔分率，下同）馏出液组成为含苯，苯在塔顶的回收率为90%，泡点进料(q=1)，回流比为最小回流比的倍，物系的平均相对挥发度为。试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。

解： 9.0==F D Fx Dx η h kmol x Fx D D F /4009

.04.010009.09.0=⨯⨯== W=F-D=1000-400=600kmol/h

w D F Wx Dx Fx += W x ⨯+⨯=⨯6009.04004.01000 00667.0=W x 1

11+++=+R x x R R y D n n 1=q F q x x = 625.04

.05.114.05.2)1(1=⨯+⨯=-+=q q q x x y αα 22.14

.0625.0625.09.0min =--=--=q q q

D x y y x R 83.15.1min ==R R 精馏段操作线方程 318.0647.0183.19.0183.183.11+=+++=

+n n n x x y h kmol D R V V /113240083.2)1(=⨯=+=='

h kmol F RD F L qF L L /1732100040083.1=+⨯=+=+=+=' 提馏段操作线方程0354.053.11132

0667.0600113217321-=⨯-='-''=

+m m W m m x x V Wx x V L y 1．用图示流程回收混合气中某物质，吸收剂Ｌ为纯溶剂。出吸收塔后的液体经预热器预热至饱和蒸汽状态加入回收塔塔底，回收塔底部排出的液体经冷却器冷至吸收温度后循环使用，并从吸收塔中部液相浓度与xa 相等处加入。已知：y 0=，y n =，L/G=，La/L=2，xa 为回收塔塔底极限浓度的倍，试求：

（１）回收塔内的回流及馏出液浓度x D ；

（２）画出回收塔的操作线并写出操作线方程（系统相对挥发度а=）； （３）若在吸收温度下，吸收塔的关系为y=x/3，

问吸收塔理论板数为多少