新精馏作业(含答案)给学生

与课件号相对应

1.某双组分理想物系当温度t=80℃时，P

A °=106.7kPa，P

B

°= 40kPa，液相摩尔组

成x

A

=0.4，试求：（提示：需先求P总）

⑴与此液相组成相平衡的汽相组成y

A

；

⑵相对挥发度α。

(1)x

A =(P

总

-P

B

°)/(P

A

°-P

B

°)

0.4=(P

总

-40)/(106.7-40)

∴P

总

=66.7kPa

y A =x

A

P

A

°/P

总

=0.4×106.7/66.7=0.64

(2)α=P

A

°/P

B

°=106.7/40=2.67

2-3（两道）

在一连续精馏塔的精馏段中，进入第n层理论板的气相组成y n+1＝0.75，从该板流出的液相组成xn＝0.66。操作气液比为1.4，物系的平均相对挥发度为2.47。求（1）操作回流比R及塔顶馏出液组成x D(2)离开第n层理论板的气相组成yn。

连续精馏塔中分离苯/甲苯混合液，原料液的处理量为15000kg/h，其中苯的质量分数为0.46，要求馏出液中苯的回收率为97％，釜残液中甲苯的回收率不低于98％，试求（1）馏出液和釜残液的流量和组成（摩尔流量和摩尔分数）

4.计算题（05期末）

用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h ，加料组成为50%，塔顶产品组成x D =95%，产量D=50kmol/h ，塔釜间接蒸汽加热。回流比R=2R min ，设全部塔板均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度3=α。求：

（1）最小回流比R min ；

（2）精馏段和提馏段的上升蒸汽量；

（3）塔底产品组成；

（4）列出该情况下提馏段操作线方程。

(1)()75.05

.0215.0311*=⨯+⨯=-+=F F F x x y αα 5分 8.05

.075.075.095.0**min =--=--=F F F

D x y y x R ()()()h

kmol V F q V V h kmol D R V R R /1301/1305016.116

.18.022)2(min ==-+='=⨯+=+==⨯== 5分

(3) h kmol Dx Fx W x D F w /5.295.0505.0100=⨯-⨯=-= 5分 1000.5500.950.0510050

F D F D w Fx Dx Fx Dx x W F D --⨯-⨯====-- (4) h kmol qF RD L /1801001506.1=⨯+⨯=+=' 5分 ∴提馏段操作线方程为： 0192.038.1130

5.2130180-=-='-''=x x V W x x V L y w 05B 计算题 （20分）

在一连续常压精馏塔中分离某理想混合液，x D =0.94，x W =0.04。已知此塔进料q 线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，塔釜间接蒸汽加热，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，求：

（1）进料组成x f ；

（2）最小回流比；

（3）若塔底产品量W=150kmol/h 求进料量F 和塔顶产品量D

（4）精馏段操作线方程。提馏段操作线方程。

（1）由于q 线通过（x f ，x f ），有：

6 1.5f f x x =- 5分

0.3f x =

（2）联立求解q 线方程与相平衡关系方程，即 5分 ⎪⎩

⎪⎨⎧+=-=x x y x y 125.16 得交点坐标为： x e =0.333

y e =0.498 68.2333

.0498.0498.094.0min =--=--=e e e D x y y x R 由全塔物料衡算。D=60.94

F=210.94

（3） 22.368.22.12.1min =⨯==R R 5分

∴精馏段操作线方程为： 22.076.022

.494.022.422.3111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y （4）联立精馏段操作线与q 线方程，即 5分

⎩

⎨⎧-=+=5.1622.076.0x y x y 得交点 ⎪⎩⎪⎨

⎧==48.033.0q q y x 提馏段操作线过点(x q 、y q )和点(x w 、x w )

∴提馏段操作线方程为： W

q W q W W x x x y x x x y --=-- 即

04

.033.004.048.004.004.0--=--x y 021.052.1-=x y

（06期末） 计算题（25分）

用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物，相对挥发度为2.5，塔顶设全凝器,塔底设再沸器，进料量为150 kmol/h ，其中含苯 0.4(摩尔分率，下同)，泡点进料，通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为92.20%，塔底产品中苯的组成为0.05，实际操作回流比R=2.5，试求：

⑴ 塔顶、塔底产品流量及塔顶组成；

⑵塔顶第二块板下降的液体浓度；

⑶精馏段蒸汽量和液体量；

⑷提馏段蒸汽量和液体量；

⑸因长期操作再沸器内结垢，若产品流量不变，试分析对塔顶产品质量有何影响？如何才能维持正常生产？

Dx

D /(Fx

F

)=0.922

Dx

D

=0.922×150×0.4=55.32

Dx

D =Fx

F

-Wx

W

=Fx

F

-(F-D)x

W

=55.32

150×0.4-(150-D)×0.05=55.32

D=56.4kmol/h W=F-D=93.6 kmol/h x

D

=55.32/56.4=0.981

y1= x

D

=55.32/56.4=0.981

交替使用平衡与操作线关系

得X1=0.95

Y2=0.96

X2=0.91

L=RD=141.125

V’=V= (R+1)D=197.575

L’=l+qf=291.125

⑷由于再沸器结垢,则Q

B

↓,V’↓,R↓

∴x

D

↓

若要求维持x

D 不变,应提高再沸器加热蒸汽的p

s

,及时清除污垢

（07期末）欲用连续精馏塔分离苯-甲苯溶液。已知x

F =0.5，x

D

=0.9，x

W

=0.1(均

为摩尔分率)。采用回流比R=2R

min

，系统相对挥发度α=2.5。饱和液体由塔中部加入，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试求：

⑴采出率D/F；

⑵最小回流比；

⑶进料q线方程；

⑷精馏段及提馏段操作线方程；

⑸假定塔板均为理论塔板，求第二块塔板上升的蒸汽浓度。