化工原理第一章蒸馏

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化工原理课后题答案部分

化工原理第二版第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。

t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。

温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

《化工原理蒸馏》课件

蒸馏的原理与流程
蒸馏原理
基于不同组分在汽化、冷凝过程中的物理性质差异，通过控制温度和压力，使不同组分得以分离。
蒸馏流程
包括加热、汽化、冷凝、收集等步骤，通过优化流程参数，提高分离效果和效率。
蒸馏在化工中的应用
01
02
03
石油化工
蒸馏是石油化工中常用的分离方法，用于生产汽油、柴油、煤油等。
02
数学模型通过建立数学方程来描述蒸馏塔内各相之间的传递和
反应过程，以便对蒸馏过程进行模拟和优化。
常见的蒸馏过程数学模型包括质量传递、动量传递和热量传递
03
模型，以及涉及化学反应的模型。
蒸馏过程的模拟软件介绍
01
蒸馏过程的模拟软件是用于模拟和优化蒸馏过程的计算机程序。
02
这些软件基于数学模型，通过数值方法求解描述蒸馏过程的偏微分方程，以预测蒸馏塔的操作性能和优化设计。
蒸馏压力也影响蒸馏效率和产品质量。在高压下，液体沸点升高，可分离沸点更接近的组分。
蒸馏速率
回流比
蒸馏速率决定了蒸馏过程的效率。过快的蒸馏速率可能导致产品质量下降，而慢速蒸馏则可以提高产品质量和分离效果。
回流比是影响蒸馏效率和产品纯度的关键参数。增大回流比可以提高产品纯度，但也会增加能耗和操作成本。
新型塔板和填料的应用
采用新型塔板和填料可以提高蒸馏效率和分离效果，降低能耗和操作成本。
强化传热传质技术
采用强化传热传质技术可以提高蒸馏效率，减小设备体积和操作成本。
过程集成与优化
通过过程集成与优化，实现蒸馏过程的节能减排和资源高效利用。
04
蒸馏过程的模拟与计算
蒸馏过程的数学模型
01

化工原理蒸馏考试题库

第一章蒸馏复习题一、填空1精馏过程是利用和的原理而进行的。

精馏设计中，回流比越，所需理论板越少，操作能耗，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现的变化过程。

2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量（增大、减小），所需塔径（增大、减小）。

3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 进料的q 值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离 , 分离所需的总理论板数。

4相对挥发度α=1，表示不能用分离，但能用分离。

5某二元混合物，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。

6精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括和。

7负荷性能图有条线，分别是、、、和。

8写出相对挥发度的几种表达式 α=B A v v /=B B A A x p x p //=BA B A x x y y //=oBo A p p /。

二、选择1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为。

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。

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x A =0.6，相应的泡点为t 1，与之相平衡的汽相组成y A =0.7，相应的露点为t 2，则⎽⎽⎽⎽⎽⎽A t 1=t 2B t 1<t 2C t 1>t 2D 不确定4某二元混合物，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⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

化工原理蒸馏

化工原理蒸馏
蒸馏是一种重要的化工分离方法，利用物质的不同挥发性使其分离纯化。

蒸馏过程中，液体组分根据其挥发性差异在加热的条件下先蒸发，然后再经过冷凝回收成液体。

在蒸馏过程中，会产生不同的馏分，从而实现物质的分离和纯化。

在蒸馏中，首先将混合物加热至使其中的较易挥发组分蒸发并进入冷凝器，然后通过冷却将其转化为液体并收集。

而不易挥发的组分则在蒸馏瓶中富集，进一步提高纯度。

这样通过连续蒸发和冷凝，直到从混合物中逐渐分离出所需的纯组分。

蒸馏技术在石油、化工、制药等领域具有广泛的应用。

例如在石油炼制过程中，原油经过初次蒸馏分离得到不同沸点范围的馏分，例如天然气、汽油、柴油、液化石油气等。

而在制药过程中，蒸馏被用来纯化药物原料以去除杂质。

蒸馏的效率取决于诸多因素，包括温度、压力、液体性质和设备设计等。

不同的物质对于温度和压力的要求也不同，因此需要根据实际情况进行调整。

同时，蒸馏设备的设计也会影响蒸馏效率，例如塔板和填料的选择。

总之，蒸馏是一种重要的化工分离技术，能够实现混合物中的组分分离和纯化。

它在石油、化工、制药等领域具有广泛应用，并且可以根据具体情况进行调整以达到最佳效果。

化工原理下册课后习题

化工原理下册课后习题第一章蒸馏1.1 蒸馏过程概述与汽液平衡关系1-1正戊烷（C5H12）和正已烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试计算总压P=13.3kPa下该溶液的汽液平衡数据和平均相对挥发度。

假设该物系为理想溶液。

习题1-1 附表1-2 某精馏塔再沸器的操作压力为105.0kPa，釜液中含苯0.15（摩尔分率），其余为甲苯。

苯与甲苯的安托尼常数列于本题附表，安托尼方程中温度的单位为℃，压力单位为kPa。

本物系可视作理想溶液。

求此溶液的泡点及其平衡汽相组成。

习题1-2 附表1.2 平衡蒸馏与简单蒸馏1-3 常压下对含苯0.6（摩尔分率）的苯—甲苯混合液进行蒸馏分离，原料处理量为100kmol。

物系的平均相对挥发度为2.6，汽化率为0.45，试计算：(1) 平衡蒸馏的汽液相组成；(2) 简单蒸馏的馏出液量及其平均组成。

1-4 在常压下对苯-甲苯混合液进行蒸馏，原料液量为100kmol/h，组成为0.7（苯摩尔分率，下同），塔顶产品组成为0.8。

物系的平均相对挥发度为 2.46，试分别求出平衡蒸馏和简单蒸馏两种操作方式下的气化率。

（平衡蒸馏：0.448，简单蒸馏: 0.667）1.3 两组分连续精馏的计算（Ⅰ）1-5 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。

已知原料液流量为100 kg/h，组成为0.5 （易挥发组分的摩尔分率，下同），若要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为95%。

试求馏出液的流量和组成。

1-6 在连续精馏塔中分离含甲醇0.45（摩尔分率，下同）的甲醇－水溶液，其流量为100kmol/h，要求馏出液中甲醇的含量为0.96，釜液中甲醇的含量为0.03，回流比为2.6。

试求：（1）馏出液的流量；（2）饱和液体进料时，精馏段和提馏段的操作线方程。

1-7 在连续精馏操作中，已知加料量为100kmol/h，其中汽、液各半，精馏段和提馏段的操作线方程分别为y=0.75x+0.24及y=1.25x-0.0125试求操作回流比，原料液的组成、馏出液的流量及组成。

化工原理试题库答案解析,总

化工原理试题库（下册）第一章蒸馏一、选择题1.当二组分液体混合物的相对挥发度为___C____时，不能用普通精馏方法分离。

2. A.3.0 B.2.0 C. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h，进料组成为,要求塔顶产品浓度不小于，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。

D.不能确定3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。

A.拉乌尔定律B.道尔顿定律C.亨利定律D.杠杆规则4.q线方程一定通过X—y直角坐标上的点___B_____。

A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1))5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（B）的变化。

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线6.精馏操作是用于分离（B）。

Ａ.均相气体混合物Ｂ.均相液体混合物Ｃ.互不相溶的混合物Ｄ.气—液混合物7.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__B___。

A容易；B困难；C完全；D不完全8.设计精馏塔时，若Ｆ、x F、xD、xW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___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷___A___。

A变大，B变小，C不变，D不一定9.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, xF,q）不变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x D___B___ ，x W___A___ 。

A变大，B变小，C不变，D不一定10.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___A___，x w___B___。

A变大，B变小，C不变，D不一定11. 操作中的精馏塔，保持F ，x F ，q ，D 不变，若采用的回流比R< Rmin ，则x D ___B___，x w ___A___。

化工原理(2)学习要点

化工原理(2)学习要点化工原理（2）学习要点第一章蒸馏1．本章学习目的通过学习本章，掌握精馏德原理的原理、精馏过程的计算和优化。

2．本章应掌握的内容本章讨论的重点为两组分精馏过程的计算，主要应掌握的内容包括：相平衡关系的表达和应用；精馏塔的物料衡算和操作线关系；回流比的确定；理论板数的求法；影响精馏过程的主要因素分析等。

3．本章学习中应注意的问题利用各组分挥发度的差异将体混合物加以分离的单元操作称为蒸馏。

蒸馏分类方法有很多种，按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等；按原料组分数目则可分为双组分蒸馏、多组分蒸馏；按操作过程是否连续，可分为连续精馏、间歇精馏。

本章重点是双组份混合液的连续精馏。

精馏是分离混合物最常用、又最早实现工业化的分离方法。

精馏可以直接获得所需要的产品，而不像吸收、萃取等分离方法，需外加溶剂，再将所提取的物质与溶剂分离，因此精馏过程的流程比较简单。

精馏的主要缺点是为造成气、液两相系统，需消耗较多的能量，或者需要建立高真空、高压、低温等技术条件。

通常，由于经济和技术上的原因，才考虑用吸收或萃取等操作以分离混合物。

精馏操作既可在板式塔中、又可在填料塔中进行。

本章以板式塔（分级接触）为主要讨论对象，并引入理论板的概念，以简化精馏计算。

对特定的分离任务，确定理论板数是本章的核心。

对两组分精馏，用梯形图解法求取理论板数。

该法概念清晰，便于分析工程问题。

同时，应掌握影响精馏过程因素的分析，预估精馏操作调节中可能出现的问题，提出解决问题的对策。

精馏与吸收、萃取等操作均属传质过程，应注意它们的共性和个性。

例如相平衡关系的表达方法、传质机理和设备的异同等。

4．本章学习要点4．1描述精馏过程的基本关系 4.1.1气液相平衡关系气液相平衡是蒸馏过程的热力学基础，因此了解气液平衡是理解和掌握蒸馏过程的基本条件。

1．气液平衡的作用（1）选择分离方法依据物系的气液相平衡关系，对特定的分离任务，可确定或选择分离方法，例如对相对挥发度近于1的物系，宜采用特殊精馏或萃取等分离操作。

化工原理课后题答案

化工原理第二版第1章蒸馏1.已知含苯（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。

苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。

t（℃） 85 90 95 100 105x解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（）= 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =下该溶液的平衡数据。

温度 C5H 12K C6H 14饱和蒸汽压(kPa)解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* =查得PA*=得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 279 289PA*(kPa)利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（）/（）= 1平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = ×1/ = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 279 289x 1 0y 1 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

解：①计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度α= PA */PB*计算出各温度下的相对挥发度：t(℃)α - - - - - - - -取275.1℃和279℃时的α值做平均αm= （+）/2 =②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当x = 时，y = ×[1+×]=同理得到其他y值列表如下t(℃) 279 289αx 1 0y 1 0③作出新的t-x-y'曲线和原先的t-x-y曲线如图4.在常压下将某原料液组成为（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。

化工原理试题及答案

第一章蒸馏一选择题1．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（）。

A容易；B困难；C完全；D不完全2．设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW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（）。

A变大，B变小，C不变，D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, xF,q）不变时，则L/V（），L′/V′（），x D（），x W（）。

A变大，B变小，C不变，D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（）。

A变大，B变小，C不变，D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< Rmin，则xD（），x w（）。

A变大，B变小，C不变，D不一定6．蒸馏是利用各组分的（）不同的特性实现分离的目的。

A 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。

7．在二元混合液中，（）的组分称为易挥发组分。

A 沸点低；B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。

8．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。

A 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯。

9．在再沸器中溶液（）而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。

A 部分冷凝；B 全部冷凝；C 部分气化；D 全部气化。

10．再沸器的作用是提供一定量的（）流。

A 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸气。

11．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。

A 塔顶气相；B 塔顶液相；C 塔底气相；D 塔底液相。

12．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。

A 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板。

13．在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（）。

A 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。

14．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。

化工原理蒸馏

化工原理蒸馏
蒸馏是一种常用的分离技术，在化工工艺中广泛应用。

它通过利用液体混合物的不同沸点差异，将液体混合物分离成组成相对纯净的组分。

蒸馏过程中，液体混合物首先被加热至使得其中组分开始蒸发。

蒸气进入蒸馏塔，通过与冷凝在塔顶的冷却介质接触，发生冷凝，而后与塔内回流液体混合物进行质量和热量的交换。

这种热量和质量的交换使得高沸点组分向下方下降，而低沸点组分则向上升腾。

在蒸馏塔的上部，收集到的冷凝液体称为顶产物，中间的蒸馏液称为塔底产物。

通过逐步加热混合物，我们可以连续地收集不同沸点组分，并达到分离的目的。

在进行蒸馏操作时，需要考虑几个重要因素。

首先是选择适当的塔设计。

蒸馏塔的设计取决于混合物的性质和所需分离的组分。

其次是控制好供热的方式和力度，以确保达到适当的沸点差，使得分离过程更为高效。

此外，在实际操作过程中，还需要对蒸馏塔进行不断的操作和参数调整，以达到最佳的分离效果。

蒸馏作为一种常用的分离技术，在石油、化工等行业得到广泛应用。

通过蒸馏可以分离出石油中的汽油、柴油等燃料，也可以分离出化学反应中产生的不同组分。

不仅如此，蒸馏还可用于酒精的提取、水的纯化等领域。

总之，蒸馏是一种重要的分离技术，通过利用液体混合物的沸点差异，实现组分的有效分离。

在化工工艺中的广泛应用使得蒸馏具有重要的实际意义和理论价值。

化工原理蒸馏习题详解

蒸馏练习下册第一章蒸馏概念1、精馏原理2、简捷法3、漏液4、板式塔与填料塔公式全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、 q 线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即1==''VLV L4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？1.恒沸精馏和萃取精馏。

对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。

对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。

5．恒沸精馏原理6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。

（5分）1.漏液线（气体流量下限线）（1分）2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分）3.液相流量下限线（1分）4.液相流量上限线（1分）5.液泛线（1分）最适宜的区域为五条线相交的区域内。

7．进料热状况参数8、平衡蒸馏原理9、液泛的定义及其预防措施10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。

11、什么是理想物系？四计算题1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（α=2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：263.0723.01+=+n n x y提馏段：0187.025.11-=+n n x y设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。

蒸馏

和操作线分别代替平衡方程和操作线方程。
q 线方程或进料方程： y q x xF
q 1 q 1
，代表两操作线交点的轨迹方程，是通过点（xF，xF）
的直线，其斜率为 q 。图解理论板层数的方法称为麦克布－蒂利法，简称 M-T 法。
q 1
有时从塔顶出来的蒸气先在分凝器中部分冷凝，冷凝液作为回流，未冷凝的蒸气再用全凝器冷凝，凝液作为塔顶产品。因为离开分凝器的气相与液相可视为互相平衡，故分凝器也相当于一层理论板。此时精馏段的理论板层数应比相应的梯级数少一。
精馏塔内装有若干层塔板或填充一定高度的填料，还需要塔底再沸器和塔顶冷凝器。再沸器
的作用是提供一定量的上升蒸气流，冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流，
因而精馏塔能连续稳定地进行。
n 层塔板附近（上层 n-1；下层 n+1）：tn+1>tn-1；xn<xn-1；yn>yn+1 。即离开第 n 板的液相中易挥发组分的浓度较加入该板时的减低，而离开的气相中易挥发组分浓度又较进入的增高。
90
t
2
J
80 t
1
A
70
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
x
y
1
1
成大于液相组成。若汽、液两相组成相同，则气相露点温度总是大于液相的泡点温度。
x－y 图对于大多数溶液，两相达到平衡时，y 总是大于 x，故平衡线位于对角线上方，平衡
线偏离对角线愈远，表示该溶液愈易分离。实际溶液中以正偏差溶液为多。
就被唯一地确定了。
所谓理想物系是指（1）液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律；（2）气相为理想气体，遵循道尔

化工原理大题答案

第一章蒸馏7.对习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。

假设塔内气液相均为恒摩尔流。

解：①产品的流量由物料衡算 Fx F = Wx W + Dx DD + W = F 代入数据得W = 60.44 kmol/h∴产品流量 D = 100 – 60.44 = 39.56 kmol/h②精馏段的下降液体流量LL = DR = 2.5×39.56 = 98.9 kmol/h③提馏段的上升蒸汽流量V'40℃进料q = 1.08V = V' + （1-q）F = D（1+R）= 138.46 kmol/h∴ V' = 146.46 kmol/h8.某连续精馏操作中，已知精馏段 y = 0.723x + 0.263；提馏段y = 1.25x – 0.0187若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比。

解：露点进料 q = 0 即精馏段 y = 0.723x + 0.263 过（x D，x D）∴x D = 0.949提馏段 y = 1.25x – 0.0187 过（x W ，x W）∴x W = 0.0748精馏段与y轴交于[0 ，x D/（R+1）] 即 x D/（R+1）= 0.263∴R = 2.61连立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为（0.5345 ，0.6490）∴ x F = 0.64911.用一连续精馏塔分离由组分A¸B组成的理想混合液。

原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。

已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最回流比为1.63，试说明原料液的热状况，并求出q值。

解：在最回流比下，操作线与q线交点坐标（x q，y q）位于平衡线上；且q线过（x F，x F）可以计算出q线斜率即 q/(1-q)，这样就可以得到q的值由式1-47 R min = [(x D/x q)-α(1-x D)/(1-x q)]/（α-1）代入数据得1.63 = [(0.957/x q)-2.5×(1-0.957)/(1-x q)]/（2.5-1）∴x q = 0.366 或x q = 1.07（舍去）即 x q = 0.366 根据平衡关系式y = 2.5x/（1 + 1.5x）得到y q = 0.591q线 y = qx/（q-1）- x F/（q-1）过（0.44，0.44），（0.366，0.591）q/（q-1）= （0.591-0.44）/（0.366-0.44）得 q = 0.67∵ 0 < q < 1 ∴原料液为气液混合物15.在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯的混合液。

化工原理蒸馏

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9
汽液平衡关系式的表示方法
相图、相平衡常数或相对挥发度是蒸馏分析计算中常用的三种汽、液相平衡关系的表达方式。
1.相图
根据相律(phase rule)，双组分两相物系自由度(degrees of freedom)为2，即相平衡时，在温度、压强和汽、液两相组成四个变量中，只有两个独立变量。若物系的温度、压强一定，汽、液两相的组成就一定；若压强和任一相的组成一定，则物系的温度和另一相组成将被唯一确定。
加减热压原料液器阀
Q
塔顶产品
yA
闪蒸 xA 罐
yA xA 或
yA xA yB xB
塔底产品
2
概述（Introduction）
蒸馏操作的用途：许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的分离问题，如石油炼制品的切割，有机合成产品的提纯，溶剂回收和废液排放前的达标处理等等。蒸馏分离操作实例：石油炼制中使用的250万吨常减压装置
4
常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。减压蒸馏：用于常压下物系沸点较高，使用高温加热介质不经济
或热敏性物质不能承受的情况。减压可降低操作温度。加压蒸馏：对常压沸点很低的物系，蒸汽相的冷凝不能采用常温
水和空气等廉价冷却剂，或对常温常压下为气体的物系（如空气）进行精馏分离，可采用加压以提高混合物的沸点。多组分精馏：例如原油的分离。双组分精馏：例如乙醇水体系的分离。本章着重讨论常压下双组分连续精馏。其原理和计算方法可推广应用到多组分体系。
式中纯组分 A、B 的饱和蒸汽压与温度的关系，通常用安托因（Antoine）方程表示：
log p0 A
B
tC
A、B、C 为安托因常数，可由相关的手册查到。

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第六章蒸馏蒸馏定义：蒸馏分类：易挥发组分难挥发组分有回流蒸馏（精馏）无回流蒸馏：简单蒸馏（间歇操作）平衡蒸馏（连续操作）特殊蒸馏：萃取蒸馏、恒沸蒸馏按操作压力可分为加压、常压和减压蒸馏两组分精馏和多组分精馏第一节双组分溶液的气液相平衡一、溶液的蒸汽压与拉乌尔定律纯组分的蒸汽压与温度的关系：拉乌尔定律：在一定温度下，理想溶液上方气相中任意组分的分压等于纯组分在该温度下的饱和蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积。

p A=p A0x A （6-2）p B=p B0x B=p B0(1－x A) （6-3）式中p A、p B——溶液上方A，B组分的平衡分压，Pa；p0——在溶液温度下纯组成的饱和蒸汽压，随温度而变，其值可用安托尼(Antoine)公式计算或由相关手册查得，Pa；x A 、x B——溶液中A，B组分的摩尔分数。

二、理想溶液气液平衡（一）t-y-x图1．沸点－组成图（t－x－y图）（1）结构以常压下苯-甲苯混合液t－x－y图为例，纵坐标为温度t，横坐标为液相组成x A和汽相组成y A（x，y均指易挥发组分的摩尔分数）。

下曲线表示平衡时液相组成与温度的关系，称为液相线，上曲线表示平衡时汽相组成与温度的关系，称为汽相线。

两条曲线将整个t－x－y图分成三个区域，液相线以下称为液相区。

汽相线以上代表过热蒸汽区。

被两曲线包围的部分为汽液共存区。

t－x－y图数据通常由实验测得。

对于理想溶液，可用露点、泡点方程计算。

（2）应用在恒定总压下，组成为x，温度为t1（图中的点A）的混合液升温至t2(点J)时，溶液开始沸腾，产生第一个汽泡，相应的温度t2称为泡点，产生的第一个气泡组成为y1(点C)。

同样，组成为y、温度为t4（点B）的过热蒸汽冷却至温度t3（点H）时，混合气体开始冷凝产生第一滴液滴，相应的温度t3称为露点，凝结出第一个液滴的组成为x1(点Q)。

F、E两点为纯苯和纯甲苯的沸点。

图苯－甲苯物系的t － x － y 图图苯－甲苯物系的y － x 图应用t － x － y 图，可以求取任一沸点的气液相平衡组成。

化工原理蒸馏习题详解

蒸馏练习下册第一章蒸馏概念1、精馏原理2、简捷法3、漏液4、板式塔与填料塔公式全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、q线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置〔完整手算过程〕进料热状况对汽液相流量的影响2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？1.恒沸精馏和萃取精馏。

对于形成恒沸物的体系，可通过参加第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于别离。

对于相对挥发度很小的物系，可参加第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于别离。

5．恒沸精馏原理6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。

〔5分〕1.漏液线〔气体流量下限线〕〔1分〕2.雾沫夹带线〔气体流量上限线〕〔1分〕3.液相流量下限线〔1分〕4.液相流量上限线〔1分〕5.液泛线〔1分〕最适宜的区域为五条线相交的区域。

7．进料热状况参数8、平衡蒸馏原理9、液泛的定义及其预防措施10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。

11、什么是理想物系？四计算题1、用一精馏塔别离苯-甲苯溶液〔α=2.5〕,进料为气液混合物，气相占50%〔摩尔分率,下同〕，进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？〔2〕塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、*连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：263.0723.01+=+n n x y提馏段：0187.025.11-=+n n x y设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。

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