精馏习题课答案
精馏(含答案)
1、什么是蒸馏操作2、蒸馏和精馏有何区别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的特点是什么6、溶液的气液相平衡的条件是什么7、什么是回流精馏操作过程中回流有什么作用 8、什么是全回流操作主要应用 9、从t-x-y 图上简述精馏的理论基础 10、何谓理论板理论塔板数是如何求取的 11、精馏塔为什么要设蒸馏釜或再沸器 12、什么位置为适宜的进料位置为什么13、q 值的物理意义是什么不同进料状态下的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、恒縻尔流假设的内容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、一正在运行的精馏塔，由于前段工序的原因，使料液组成F x 下降，而F 、q 、R 、'V 仍不变，试分析L 、V 、'L 、D 、W 及D x 、W x 将如何变化19、解： ()F q V V -+=1' 分析，因为'V 、q 、F 不变，则：V 不变；D RD D L V +=+= 分析 1+=R V D 因R 不变，V 不变，则D 不变；W D F += 分析F 不变，D 不变，则W 不变； RD L = 分析R 不变，D 不变，则L 不变； W V L +='' 分析'V 不变，W 不变，则L ｝不变；因为R 不变，所以L/V 不变；因为'V 、W 不变，所以'L /'V 不变；而精馏段和提馏段的理论塔板数也不变，由 F x 下降，可得：D x 减少、W x 也减少。
从物料衡算的角度来分析，因为F 、D 、W 都不变，W D F Wx Dx Fx +=，所以F x 下降，可得：D x 减少、W x 也减少。
20、某分离二元混合物的精馏塔，因操作中的问题，进料并未在设计的最佳位置，而偏下了几块板。
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。
精馏知识习题库及参考答案
精馏知识习题库及参考答案一、单选题（共45题，每题1分，共45分）1.不影响理论塔板数的是进料的( )。
A、组成B、进料量C、位置D、热状态正确答案：B2.加大回流比,塔顶轻组分组成将( )。
A、变大B、变小C、忽大忽小D、不变正确答案：A3.某二元混合物,其中A为易挥发组分,当液相组成xA=0.6,相应的泡点为t1,与之平衡的汽相组成为yA=0.7,与该yA=0.7的汽相相应的露点为t2,则t1与t2的关系为( )。
A、t1=t2B、t1< t2C、t1> t2D、不一定正确答案：A4.下面( )不是精馏装置所包括的设备。
A、冷凝器B、精馏塔C、分离器D、再沸器正确答案：C5.两组分液体混合物,其相对挥发度α越大,表示用普通蒸馏方法进行分离( )。
A、较容易B、较困难C、很困难D、不能够正确答案：A6.精馏塔釜压升高将导致塔釜温度( )。
A、下降B、升高C、不变D、无法确定正确答案：B7.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的条件。
A、部分冷凝B、全部冷凝C、部分气化D、全部气化正确答案：C8.在四种典型塔板中,操作弹性最大的是( )型。
A、舌B、浮阀C、泡罩D、筛孔正确答案：B9.对于难分离进料组分低浓度混合物,为了保证xD,采用下列哪种进料较好( )。
A、靠上B、与平常进料一样C、靠下D、以上都可以正确答案：C10.在精馏塔中每一块塔板上( )。
A、同时进行传热传质B、只进行传热作用C、只进行传质作用正确答案：A11.精馏操作中,当F、xF、xD、xW及回流比R一定时,仅将进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽进料,则完成分离任务所需的理论塔板数将( )。
A、减少B、不变C、增加D、以上答案都不正确正确答案：C12.已知精馏段操作线方程为:y=0.75x+0.24,则该塔顶产品浓度x为( )。
A、0.9B、0.96C、0.98D、0.72正确答案：B13.操作中的精馏塔,若保持F、xF、q和提馏段气相流量V'不变,减少塔顶产品量D,则变化结果是( )。
精馏知识试题库+答案
精馏知识试题库+答案1、溶液能否用一般精馏方法分离,主要取决于( )。
A、各组分溶解度的差异B、各组分相对挥发度的大小C、是否遵循拉乌尔定律D、以上答案都不对答案：B2、在精馏过程中,回流的作用是提供 ( )。
A、提供塔顶产品B、提供上升的蒸汽C、提供下降的液体D、提供塔底产品答案：C3、在蒸馏生产过程中,从塔釜到塔顶,压力( )。
A、由低到高B、由高到低C、都有可能D、不变答案：B4、回流比的计算公式是( )。
A、回流量比塔顶采出量B、回流量比进料量C、回流量比塔顶采出量加进料量D、回流量加进料量比全塔采出量答案：A5、操作中的精馏塔,F、q、xD、xW、v1不变,减小xF,则有 ( )。
A、D增大,R减小B、D不变,R增加C、D减小,R增加D、D减小,R不变答案：C6、精馏塔在操作时由于塔顶冷凝器冷却水用量不足而只能使蒸汽部分冷凝,则馏出液浓度。
( )A、下降B、下移7、下列不是产生淹塔的原因是( )。
A、下降液体量大B、回流量小C、上升蒸汽量大D、再沸器加热量大答案：B8、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、塔底液相C、塔顶液相D、塔底气相答案：C9、适宜的回流比取决于( )。
A、生产能力和操作费用B、操作费用和设备折旧费C、生产能力D、塔板数答案：B10、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的条件。
A、部分冷凝B、全部冷凝C、部分气化D、全部气化答案：C11、连续精馏中,精馏段操作线随( )而变。
A、回流比B、进料组成C、残液组成D、进料热状态答案：A12、在四种典型塔板中,操作弹性最大的是( )型。
A、舌D、浮阀答案：D13、精馏塔操作前,釜液进料位置应该达到( )。
A、1/2~2/3B、满釜C、低于1/3D、1/3答案：A14、气液两相在筛板上接触,其分散相为液相的接触方式是( )。
A、鼓泡接触B、喷射接触C、泡沫接触D、以上三种都不对答案：B15、塔板上造成气泡夹带的原因是( )。
化工原理第五章 精馏 答案
五蒸馏习题解答1解:(1)作x-y图及t-x(y)图,作图依据如下:∵x A=(p-p B0)/(p A0-p B0); y A=p A0×x A/p以t=90℃为例,x A=(760-208.4)/(1008-208.4)=0.6898y A=1008×0.6898/760=0.9150y=αx/[1+(α-1)x]式中α=αM=1/2(α1+α2)∵α=p A0/p B0α1=760/144.8=5.249 ;α2=3020/760=3.974∴αM=1/2(α1+α2)=1/2(5.249+3.974)=4.612y=4.612x/(1+3.612x)由此计算x-y值亦列于计算表中,y-x图,t-x(y) 图如下:1 题附图2解:(1)求泡点:在泡点下两组分的蒸汽分压之和等于总压P,即:p A+p B=p A0x A+x B0x B=p求泡点要用试差法,先设泡点为87℃lgp A0=6.89740-1206.350/(87+220.237)=2.971p A0=102.971=935.41[mmHg]lgp B0=6.95334-1343.943/(87+219.337)=2.566p B0=102.566=368.13[mmHg]935.41×0.4+368.13×0.6=595≈600mmHg∴泡点为87℃,气相平衡组成为y=p A/p=p A0x A/P=935.41×0.4/600=0.624(2)求露点:露点时,液滴中参与甲苯组成应符合下列关系: x A+x B=1或p A/p A0+p B/p B0=1式中p A=0.4×760=304[mmHg]; p B=0.6×760=456[mmHg]求露点亦要用试差法,先设露点为103℃,则:lgp A0=6.8974-120.635/(103+220.237)=3.165∴p A0=1462.2[mmHg]lgp B 0=6.95334-1343.943/(103+219.337)=2.784∴p B 0=608.14[mmHg]于是 :304/1462.2+456/608.14=0.96<1再设露点为102℃,同时求得p A 0=1380.4; p B 0=588.84304/1380.4+456/588.84=0.995≈1故露点为102℃,平衡液相组成为x A =p A /p A 0=304/1380.4=0.223解:(1)x A =(p 总-p B 0)/(p A 0-p B 0)0.4=(p 总-40)/(106.7-40)∴p 总=66.7KPay A =x A ·p A 0/p=0.4×106.7/66.7=0.64(2)α=p A 0/p B 0=106.7/40=2.674解:(1) y D =?αD =(y/x)A /(y/x)B=(y D /0.95)/((1-y D )/0.05)=2y D =0.974(2) L/V D =?∵V=V D +L(V/V D )=1+(L/V D )V0.96=V D 0.974+L0.95(V/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95(1+L/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95(L/V D )=1.45解:简单蒸馏计算:lnW 1/W 2=⎰-12x x xy dx W 2=(1-1/3)W 1=2/3W 1;y=0.46x+0.549,x 1=0.6,代入上式积分解得:釜液组成:x 2=0.498,馏出液组成:W D x D =W 1x 1 -W 2x 2(1/3W 1)x D =W 1×0.6-(2/3W 1)×0.498∴x D =0.8046解:Fx F =Vy+Lx ∴0.4=0.5y+0.5x --------(1)y=αx/(1+(α-1)x)=3x/(1+2x) --------(2)(1),(2)联立求解,得y=0.528,x=0.272回收率=(V·y)/(Fx F )=0.5×0.528/0.4=66%7.解:F=D+WFx F =Dx D +Wx W已知x F =0.24,x D =0.95,x W =0.03,解得:D/F=(x F -x W )/(x D -x W )=(0.24-0.03)/(0.95-0.03)=0.228回收率Dx D /Fx F =0.228×0.95/0.24=90.4%残液量求取:W/D=F/D-1=1/0.228-1=3.38∴W=3.38D=3.38(V-L)=3.38(850-670)=608.6[kmol/h]8解:(1) 求D及W,全凝量VF=D+WFx F =Dx D +Wx Wx F =0.1,x D =0.95,x W =0.01(均为质量分率)F=100[Kg/h],代入上两式解得:D=9.57[Kg/h]; W=90.43[Kg/h]由恒摩尔流得知:F(0.1/78+0.9/92)=V(0.95/78+0.05/92)[注意:如用质量百分数表示组成,平均分子量M m=1/(a A/M A+a B/M B)] 解得V=87[Kg/h] 由于塔顶为全凝器,故上升蒸汽量V即为冷凝量,(2) 求回流比RV=D+L ∴L=V-D=87-9.57=77.43[Kg/h]R=L/D=77.43/9.57=8.09(因为L与D的组成相同,故8.09亦即为摩尔比)(3) 操作线方程.因塔只有精馏段,故精馏段操作线方程为y n+1 =Rx n /(R+1)+x D /(R+1)式中x D应为摩尔分率x D =( x D /M A)/[x D /M A+(1-x D )/M B]=(0.95/78)/(0.95/78+0.05/92)=0.961∴y n+1=8.09x n/9.09+0.961/9.09=0.89x n +0.106操作线方程为:y n+1 =0.89x n +0.1069解:y=[R/(R+1)]x+x D /(R+1)(1) R/(R+1)=0.75 R=0.75R+0.75 R=0.75/0.25=3(2) x D /(R+1)=0.2075 x D /(3+1)=0.2079 x D =0.83(3) q/(q-1)=-0.5 q=-0.5q+0.5 q=0.5/1.5=0.333(4) 0.75x+0.2075=-0.5x+1.5x F0.75x q'+0.2075=-0.5x q '+1.5×0.441.25x q '=1.5×0.44-0.2075=0.4425 x q '=0.362(5)0<q<1 原料为汽液混合物10解:(1) 求精馏段上升蒸汽量V和下降的液体量L,提馏段上升蒸汽量V'和下降的液体量L'. 进料平均分子量: Mm=0.4×78+0.6×92=86.4F=1000/86.4=11.6[Kmol/h]Fx F =Dx D +Wx WF=D+W11.6×0.4=D×0.97+(11.6-D)0.02∴D=4.64[Kmol/h]W=6.96[Kmol/h]R=L/D, ∴L=3.7×4.64=17.17[Kmol/h]V=(R+1)D=4.7×4.64=21.8[Kmol/h]平均气化潜热r=30807×0.4+33320×0.6=32313.6[KJ/Kmol]从手册中查得x F =0.4时泡点为95℃,则:q=[r+cp(95-20)]/r=(32313.6+159.2×75)/32313.6=1.37∴L'=L+qF=17.17+1.37×11.6=33.1[Kmol/h]V'=V-(1-q)F=21.8+0.37×11.6=26.1[Kmol/h](2) 求塔顶全凝器热负荷及每小时耗水量.Qc=Vr∴r=0.97×30804+33320×0.03=30879.5[KJ/Kmol]∴Qc=21.8×30879.5=673172.7[KJ/h]耗水量Gc=673172.7/4.18(50-20)=5368.2[Kg/h](3) 求再沸器热负荷及蒸汽耗量.塔的热量衡算Q B+Q F +Q R=Q v+Q W +Q LQ B=Q v+Q W +Q L-Q F -Q R该式右边第一项是主要的,其它四项之总和通常只占很小比例,故通常有:Q B≈Q V=V·I vIv=(r+Cpt)=30879.5+159.2×8.2=43933.9[KJ/Kmol]∴Q B=21.8×43933.9=957759.02[KJ/h]2.5[KgF/cm2]下蒸汽潜热r=522Kcal/Kg=522×4.18×18=39275.3[KJ/Kmol]∴蒸汽需量为G vG v =Q B/r=957759.02/39275.3=24.4Kmol/h=24.4×18=39.04[Kg/h](4) 提馏段方程y=L'x/(L'-W)-Wx W /(L'-W)=1.26x-0.00511解:提馏段: y m+1’=1.25x M’-0.0187---------(1)=L'x M'/V'-Wx W /V',L'=L+qF=RD+FV'=(R+1)DW=F-D,精馏段: y n+1 =Rx n /(R+1)+x D /(R+1)=0.75x n +0.25x D --------(2)q线:x F =0.50 --------------(3)将(3)代入(1)得出:y m+1=1.25×0.5-0.0187=0.606,代入(2)0.606=0.75×0.5+0.25x D ,x D =0.92412解:(1) y1=x D =0.84,0.84=0.45x1+0.55x1=0.64,y W =3×0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45×x W +0.55,x W =0.311,(2) D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(Kmol/h),W=100-16.8=83.2(Kmol/h)13解:(1) 求R,x D,x W精馏段操作线斜率为R/(R+1)=0.723 ∴R=2.61提馏段方程y=L'x/(L'-W)-Wx W/(L'-W)=1.25x-0.0187精馏段操作线截距为x D/(R+1)=0.263 ∴x D =0.95提馏段操作线与对角线交点坐标为y=x=x W x W =1.25 x W -0.0187 ∴x W =0.0748(2)饱和蒸汽进料时,求取进料组成将y=0.723x+0.263y=1.25x-0.0187联立求解,得x=0.535,y=0.65因饱和蒸汽进料,q线为水平线,可得原料组成y=x F=0.6514解:(1) y1=x D =0.9,x1=0.9/(4-3×0.9)=0.692,(2) y2=1×0.692/(1+1)+0.9/2=0.796(3) x D =x F =0.5, y D =0.5/2+0.9/2=0.715解:(1) Fx F=Vy q+Lx q0.45=(1/3)y q+(2/3)x qy q =2.5x q /(1+1.5x q)∴x q=0.375 y q=0.6(2) Rmin=(x D-y q)/(y q-x q)=(0.95-0.6)/(0.6-0.375)=1.56R=1.5Rmin=2.34D=0.95×0.45/0.95=0.45 W=1-0.45=0.55x W=(Fx F-Dx D)/W=(0.45-0.45×0.95)/0.55=0.041L=RD=2.34×0.45=1.053; V=(R+1)D=1.503L'=L+qF=1.053+(2/3)×1=1.72; V'=V-(1-q)F=1.503-1/3=1.17y'=(L'/V')x'-Wx W/V'=1.72/1.17x'-0.55×0.041/1.17=1.47x'-0.019316解:精馏段操作线方程y n+1 =3/4x n +0.24平衡线方程y=αx/[1+(α-1)x]=2.5x/(1+1.5x)提馏段操作线方程y=1.256x-0.01278其计算结果如下:N0x y1 0.906 0.962 0.821 0.923 0.707 0.864 0.573 0.775 0.462 0.706 0.344 0.5677 0.224 0.4198 0.128 0.2689 0.065 0.14810 0.029 0.069由计算结果得知:理论板为10块(包括釜), 加料板位置在第五块；17解:D/F=(x F -x W )/(x D -x W )=(0.52-x W )/(0.8-x W )=0.5解得:x W =0.24精馏段操作线方程:y n+1 =(R/(R+1))x n +x D /(R+1)=0.75x n +0.2 --------(1) 平衡线方程:y=αx/(1+(α-1)x)=3x/(1+2x)或:x=y/(α-(α-1)y)=y/(3-2y)--------(2)交替运用式(1),(2)逐板计算:x D =y1=0.8 .x1=0.571;y2=0.628,x2=0.360;y3=0.470,x3=0.228<x W =0.24∴共需N T=3块(包括釜).18解:q=0,x D =0.9,x F =0.5,x W =0.1,R=5,精馏段操作线方程:y n+1=Rx n/(R+1)+x D/(R+1)=5x n/(5+1)+0.9/(5+1)=0.833x n+0.15图解:得理论板数为11块(不包括釜),包括釜为12块18题附图19解:(1) F=D+WFx F =Dx D +Wx WD=F(x F -x W )/(x D -x W )=100(0.3-0.015)/(0.95-0.015)=30.48 Kmol/h=30.5 Kmol/hW=F-D=69.50 Kmol/h(2) N T及N F =?x D =0.95、x W =0.015、q=1、R=1.5；x D /(R+1)=0.38作图得:N T =9-1=8(不含釜)进料位置: N F =6(3)L’,V’,y W及x W-1 19题附图∵q=1,V'=V=(R+1)DV'=30.5(1.5+1)=76.25Kmol/hL'=L+qF=RD+F=1.5×30.5+100=145.8Kmol/h由图读得:y W =0.06, x W-1=0.0320解:(1) 原料为汽液混合物,成平衡的汽液相组成为x ,y平衡线方程y=αx/[1+(α-1)x]=4.6x/(1+3.6x) --------- (1)q线方程(q=2/(1+2)=2/3)则y=[q/(q-1)]x-x F /(q-1)=-2x+1.35 ---------- (2)联解(1),(2)两式,经整理得:-2x+1.35=4.6x/(1+3.6x)7.2x2 +1.740x-1.35=0解知,x=0.329y=0.693(2) Rmin=(x D -y e)/(y e-x e)=(0.95-0.693)/(0.693-0.329)=0.70621解:因为饱和液体进料,q=1y e=αx e/[1+(α-1)x e]=2.47×0.6/(1+1.47×0.6)=0.788R min=(x D -y e)/(ye-x e)=(0.98-0.788)/(0.788-0.6)=1.02R=1.5×R min=1.53N min=lg[(x D /(1-x D ))((1-x W )/x W)]/lgα=lg[(0.98/0.02)(0. 95/0. 05)]/lg2.47= 7.56x=(R-R min)/(R+1)=(1.53-1.02)/(1.53+1)=0.202Y=(N-N min)/(N+1) Y=0.75(1-x0.567)∴(N-7.56)/(N+1)=0.75(1-0.2020.567) 解得N=14.5 取15块理论板(包括釜)实际板数: N=(15-1)/0.7+1=21(包括釜)求加料板位置,先求最小精馏板数(N min)精=lg[x D /(1-x D )×(1-x F )/x F]/lgα=lg[0.98/0.02·0.4/0.6]/lg2.47=3.85N精/N=(N min)精/N min∴N精=N(N min)精/N min=14.5×3.85/7.56=7.4则精馏段实际板数为7.4/0.7=10.6取11块故实际加料板位置为第12块板上.22解:(1) 由y=αx/[1+(α-1)x]=2.4x/(1+1.4x) 作y-x图由于精馏段有侧线产品抽出,故精馏段被分为上,下两段, 抽出侧线以上的操作线方程式: y n+1 =Rx n /(R+1)+x D /(R+1)=2/3x n +0.3 ----------- (1)侧线下操作线方程推导如下:以虚线范围作物料衡算V=L+D1+D2Vy s+1=Lx s+D1x D1+D2x D2 ;y s+1=Lx s/V +(D1x D1+D2x D2)/V=Lxs/(L+D1+D2)+(D1x D1+D2x D2)/(L+D1+D2);L=L0-D2, 则:y s+1=(L0-D2)x s/(L0-D2+D1+D2)+(D1x D1+D2x D2)/(L0-D2+D1+D2)=(R-D2/D1)x s/(R+1)+(x D1+D2x D2/D1)/(R+1)(R=L0/D1)将已知条件代入上式,得到:y S+1=0.5x+0.416(2) 用图解法,求得理论塔板数为（5-1）块,见附图.22题附图根据所给平衡数据作x-y图.精馏段操作线y n+1 =Rx n /(R+1)+x D /(R+1)=1.5x n /(1.5+1)+0.95/(1.5+1)=0.6x n +0.38q线方程与q线:料液平均分子量:M m=0.35×+0.65×18=22.9甲醇分子汽化潜热:r=252×32×4.2=33868.8[KJ/Kmol]水的分子汽化潜热:r=552×18×4.2=41731.2[KL/Kmol] 23题附图料液的平均分子汽化潜热:r=0.35×33868.8+0.65×41731.2=38979.4[KL/Kmol]料液的平均分子比热Cp=0.88×22.9×4.2=84.6[KL/Kmol·℃]q=[r+Cp(ts-t F )]/r=[38979.4+84.6(78-20)]/38979.4=1.13q线斜率q/(q-1)=1/13/0.13=8.7提馏段操作线方程与操作线：由于塔釜用直接蒸汽加热,故提馏段操作线过横轴上(x W ,0)一点,于是在x-y图上,作出三条线,用图解法所得理论板数为7.6块,可取8块(包括釜).24解:对全塔进行物料衡算:F1+F2=D+W ----------(1)F1x F1+F2x F2=Dx D +Wx W100×0.6+200×0.2=D×0.8+W×0.02100=0.8D+0.02W -----------(2)由式(1) W=F1+F2-D=100+200-D=300-D代入式(2)得:D=120.5Kmol/hL=RD=2×120.5=241kmol/hV=L+D=241+120.5=361.5Kmol/h在两进料间和塔顶进行物料衡算,并设其间液汽流率为L",V",塔板序号为s.V''+F1=D+L''V''y s+1"+F1x F1=L''xs''+Dx Dy s+1=(L''/V'')xs''+(Dx D -F1x F1)/V''L''=L+q1F1=241+1×100=341Kmol/hV''=V=361.5y s+1"=(341/361.5)x s''+(120.5×0.8-100×0.6)/361.5y s+1"=0.943x s''+0.1对于给定的最大V',V=(R+1)D,回流比R愈小,塔顶产品量D愈大,但R 需满足产品的质量要求x D》0.98, 故此题的关键是求得回流比R.由题已知加料板为第14层,故精馏段实际板数为13层,精馏段板数为:13×0.5=6.5取苯-甲苯溶液相对挥发度为α=2.54用捷算法求精馏段最小理论板数(N min)精=ln[0.98/0.02-0.5/0.5]/ln2.54=4.175y=[N精馏段-(N min)精]/(N精馏段+1)=(6.5-4.175)/(6.5+1)=1.31由y=0.75(1-x0.567)x=(1-Y/0.75)(1/0.567)=0.392=(R-R min)/(R+1)∴R=(0.392+R min)/(1-0.392)R min=(x D -y e)/(y e-x e)对泡点进料x e=x F =0.5y e=αx/[1+(α-1)x]=2.54×0.5/(1+1.54×0.5)=1.27/1.77=0.72∴R min=(0.98-0.72)/(0.72-0.5)=0.26/0.22=1.18∴R=(0.392+1.18)/(1-0.392)=1.572/0.608=2.59∴D=V/(R+L)=2.5/(2.59+1)=0.696[Kmol/h]故最大馏出量为0.696[Kmol/h]26解:求n板效率: Emv =(y n -y n+1 )/(y n*-y n+1 ),因全回流操作,故有y n+1 =x n ,y n =x n-1与x n成平衡的y n*=αx n/[1+(α-1)x n ]=2.43×0.285/(1+1.43×0.285)=0.492于是: Emv=(x n-1 -x n )/(y n*-x n )=(0.43-0.285)/(0.492-0.285)=0.7求n+1板板效率:Emv=(y n+1 -y n+2)/(y n+1* -y n+2)=(x n-x n+)/(y n+1*-x n+1 )y’n+1 =2.43×0.173/(1+1.43×0.173)=0.337∴Emv=(0.285-0.173)/(0.337-0.173)=0.68327解:由图可知:该板的板效率为Emv=(y1-y )/(y1*-y W)从图中看出,y1=x D =0.28,关键要求y1*与y W .由已知条件Dx D /Fx F =0.8∴D/F=0.8×0.2/0.28=0.57作系统的物料衡算: Fx F =Dx D +Wx WF=D+W联立求解: x F =Dx D /F+(1-D/F)x W0.2=0.57×0.28+(1-0.57)x W解得x W =0.093 习题27附图因塔釜溶液处于平衡状态,故y W=αx W /[1+(α-1)x W ]=2.5×0.093/(1+1.5×0.093)=0.204y W与x1是操作线关系.y n+1 =L'x n /V'-Wx W /V'=Fx n /D-Wx W/D =Fx n /D-(F-D)x W /D=Fx n /D-(F/D-1)x W∴y n+1 =x n /0.57-(1/0.57-1)0.093=1.75x n -0.07当y n+1 =y W时,x n =x1∴x1=(y W +0.07)/1.75=(0.204+0.07)/1.75=0.157与x1成平衡气相组成为y1*y1*=αx1/[1+(α-1)x1]=2.5×0.157/(1+1.5×0.157)=0.318∴Emv=(0.28-0.204)/(0.318-0.204)=66.8%28解:(1)精馏段有两层理论板,x D =0.85,x F =0.5,用试差法得精馏段操作线ac,与x=x F=0.5线交于d.提馏段有两层理论板,从点d开始再用试差法作图,得提馏段操作线bd，得：x W =0.17x D/(R+1)=0.103R=0.85/0.103-1=7.25F=D+W Fx F =Dx D +Wx W100=D+W100×0.5=D×0.85+W×0.17得D=48.5Kmol/hV'=V=(R+1)D=8.25×48.5=400Kmol/h28题附图(2)此时加入的料液全被气化而从塔顶排出,其组成与原料组成相同,相当于一个提馏塔. 29解:(1)D=η,Fx F /x D =0.9×100×0.4/0.92=39.13Kmol/h,W=60.9Kmol/hx W =0.1Fx F /W=0.1×100×0.4/60.9=0.0656∵q=1 ∴x q =0.4 查图得y q =0.61R min=(x D -y q )/(y q -x q )=(0.92-0.61)/(0.61-0.4)=1.48R=1.5×1.48=2.2 x D /(R+1)=0.92/3.2=0.29在y-x图中绘图得N T =15-1=14块(未包括釜),N加料=第6块理论板N p=14/0.7=20块(不包括釜) N p精=5/0.7=7.14,取8块,∴第九块为实际加料板(2) 可用措施:(1)加大回流比,x D↑,x W↓,η=↑(2)改为冷液进料,N T <N T' q=1, N T =const ∴x D↑q约为const,下移加料点,x D↑.29题附图30解:(1)Dx D/Fx F=0.922;Dx D=0.922×150×0.4=55.32Dx D =Fx F -Wx W =Fx F -(F-D)x W =55.32150×0.4-(150-D)×0.05=55.32D=56.4Kmol/h W=F-D=93.6Kmol/hx D =55.32/56.4=0.981(2) N T及N F (进料位置)x D =0.981,x W =0.05,q=1,x D /(R+1)=0.981/(2.43+1)=0.286a(0.981,0.981), b(0.05,0.05)q线: x F=0.4、q=1, q线为垂线。
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 ________________ 。
精馏习题课附标准答案
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。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
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_________ ,分离所需的总理论板数越少。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
3、相对挥发度a =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。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
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:•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 0.1:1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
2、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 oA 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 ________________ 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。
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 ___________ 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
化工原理精馏习题及答案.docx
一．选择题1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。
CA溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。
2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。
CA可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。
3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
AA液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。
4．在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。
5．再沸器的作用是提供一定量的（）流。
DA上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。
6．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。
BA塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。
7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。
B A气相； B 液相； C 固相； D 混合相。
8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。
CA浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。
9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。
B A精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。
10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6 ，要求塔顶 x D不小于 0.9 ，则塔顶最大产量为（）。
( 则 W=0)BA 60 kmol/h；B 66.7 kmol/h；C 90 kmol/h；D 100 kmol/h。
11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为xD、xw。
如进料分别为xF1、xF 2时，其相应的最小回流比分别为Rmin 1、Rmin 2。
当xF1xF 2时，则（）。
AA．Rmin 1Rmin 2；B．Rmin 1Rmin 2；C．Rmin 1Rmin 2；D．Rmin的大小无法确定12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。
D A．理论板假定； C.理想物系；B．塔顶泡点回流； D.恒摩尔流假定13．某二元混合物，其中 A 为易挥发组分。
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。
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。
化工原理6.9 习题课答案(精馏)
（以上均为质量分率），原料为气液混合物，其中 蒸汽占1／3（摩尔比），苯－甲苯平均相对挥发为 2.5，设泡点回流，塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶 采用全凝器，试求: (1)原料中气液相组成及塔顶易挥发组分的回收率；
3.998106 kJ / h 1110.6kW
（3） q 0
y xF 0.3
y 2.47x 1 1.47x
ye 0.3
xe 0.148
Rmin
xD ye ye xe
0.9 0.3 3.95 0.3 0.148
R Rmin 3.95
V' V 1 qF V F R 1D F 3.95 1 30 100 48.5koml / h
F, xF D, xD
W, xW
0.8
Dx D Fx F
xF xW xD xW
xD xF
0.2 0.3
xW xW
0.3 0.2
xW 0.0857
全塔为提馏段，且泡点加料 L F
L V
F D
1 D/F
xF
1
xW /xD
xF
1.876
W F D F 1 1.876 1 0.876 V DD
（2） q 1
Rmin
1
1
xD xF
1 xD
1 xF
1 2.47
1
0.9 0.3
2.471 0.9
1 0.3
1.80
R Rmin 1.80
V' V R 1D 1.80 1 30 84koml / h
Q' V 'r FC P ts t 84 32600 100161.5 98 20
化工原理精馏习题及答案
一．选择题1．蒸馏是利用各组分不同的特性实现分离的目的; CA 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度;2．在二元混合液中,沸点低的组分称为组分; CA 可挥发；B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发;3．是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一; AA 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯;4．在中溶液部分气化而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件; CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器;5．再沸器的作用是提供一定量的流; DA 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸气;6．冷凝器的作用是提供产品及保证有适宜的液相回流; BA 塔顶气相；B 塔顶液相；C 塔底气相；D 塔底液相;7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的回流; BA 气相；B 液相；C 固相；D 混合相;8．在精馏塔中,原料液进入的那层板称为 ; CA 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板;9．在精馏塔中,加料板以下的塔段包括加料板称为 ; BA 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段;10．某二元混合物,进料量为100 kmol/h,x F = ,要求塔顶x D 不小于,则塔顶最大产量为 ; 则W=0 BA 60 kmol/h；B kmol/h；C 90 kmol/h；D 100 kmol/h;11．精馏分离某二元混合物,规定分离要求为D x、w x;如进料分别为1F x、2F x时,其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R ;当21F F x x >时,则 ; AA ．2min 1min R R <；B ．2min 1min R R =；C ．2min 1min R R >；D ．min R 的大小无法确定12． 精馏的操作线为直线,主要是因为 ; DA ． 理论板假定； C. 理想物系；B ． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定13． 某二元混合物,其中A 为易挥发组分;液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ,气相组成3.0=A y 时相应的露点为2t , 则 DA ．21t t =；B ．21t t <；C ．21t t >；D ．无法判断14． 某二元混合物,其中A 为易挥发组分;液相组成5.0=A x 时泡点为1t ,与之相平衡的气相组成75.0=A y 时,相应的露点为2t ,则 ; AA ．21t t =；B ． 21t t < ；C ．21t t > ；D ． 不能判断15． 操作中连续精馏塔,如采用的回流比小于原回流比,则 ; BA ．D x 、W x 均增加； Ｂ．D x 减小,W x 增加；Ｃ．D x 、W x 均不变； Ｄ．不能正常操作16． 某真空操作精馏塔,在真空度降低后,若保持F 、D 、F x 、q 、R 及加料位置不变,则塔顶产品组成D x 变化为 ; AA.变小； B ．变大；C.不变； D ．不确定；17． 精馏操作时,若在F 、F x 、q 、R 不变的条件下,将塔顶产品量D 增加,其结果是 ; CA ．D x 下降,W x 上升；B ．D x 下降,W x 不变；C ．D x 下降,W x 亦下降； D ．无法判断；分析：当D 增加时,D x 必然减小,但因回流比R 不变,只有V 和L 同时增加,即'V 和'L 同时增加,以1=q 为例,从提馏段操作线斜率看1''++=R D FR V L ,当D 增大后, ''V L 变小,而T N 不变,故有W x 减小; 18．二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化 ; AA ． 提馏段操作线与q 线；平衡线；C．平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q线；19．某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为1N和2N,若只增加提馏段理论板数,而精馏段理论板数不变,当F、F x、q、R、V等条件不变时,则有 ; BA．W x减小,D x增加； B．W x减小,D x不变；C．W x减小,D x减小； D．W x减小,D x无法判断20．下列哪些判断正确; B,C,DA．上升气速过大引起漏液； B.上升气速过大造成过量雾沫夹带；C.上升气速过大引起液泛；D. 上升气速过大造成大量气泡夹带；E. 上升气速过大使板效率降低21．当气体量一定时,下列判断哪些正确; C,D,EA．液体量过大引起漏液； C. 液体量过大引起气泡夹带；B．液体量过大引起雾沫夹带； D. 液体量过大引起液泛；E.液体量过大使板效率降低22．精馏操作中适宜回流比应取②①最大回流比和最小回流比的平均值②通过经济衡算来决定③按最小回流比决定23、某二元连续精流塔,第三块塔板下降液体浓度为摩尔分率,下同,第二块塔板下降液体浓度为,若相对挥发度为,全回流操作,则第三块塔板的气相单板效率为 ;AA.22.5二、填空题1．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为温度; 泡点2．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为温度; 露点3．精馏过程是利用和的原理进行完成的; 多次部分气化；多次部分冷凝4．最小回流比是指 ; 塔板数为无穷多时的回流比的极限值5．当分离要求和回流比一定时, 进料的q值最小,此时分离所需的理论板数 ; 过热蒸气；最多6．对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度 ; 越低7．对于二元理想溶液, 相对挥发度α大, 说明该物系 ; 容易分离8．对于二元理想溶液, x-y 图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系 ;不容易分离9．完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 和塔底 ;液相回流,上升蒸气10．精馏操作中,再沸器相当于一块 板; 理论板11．用逐板计算法求理论板层数时,用一次 方程就计算出一层理论板; 相平衡12．精馏操作中,当 q = 时, 表示进料中的 含量为60%; 液相13．若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所得残液浓度______;③馏出物总量______;①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；②两种情况的残液浓度相同；③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量;14．某精馏塔操作时,若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变,增加回流比,则此时塔顶产品组成D x ,塔底产品组成W x ,塔顶产品流率 ,精馏段液气比 ;增加；减少；减少；增加分析：由D R V )1(+=,当V 不变时,R 增加,D 必须减少;在理论板数不变时,回流比的增加平均传质推动力加大,必会使产品分离程度提高;当R 增加时,液气比1+=R R V L 必然也增大;15．某精馏塔的设计任务是：原料为F 、F x ,分离要求为D x 、W x ;设计时若选定回流比R 不变,加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料,则所需的理论板数T N ,精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势V ,L ,'V ,'L ;若加料热状况不变,将回流比增大,理论塔板数T N ;减少；不变；不变；增加；增加；减少分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时,进料的q 越大,平均传质推动力越大,所需理论板数越少;由全塔物料平衡知,当F 、F x 、D x 、W x 一定时,塔顶产品流率D 和塔底产品流率W 也一定;则由D R V )1(+=知V 不变,同理RD L =也不变;由F q V V )1('--=知当V 、F 不变时,q 值越大,'V 越大;而由W V L -=''可知,'V 越大,'L 也越大;16．用图解法求理论塔板时,在α、F x 、D x 、W x 、q 、R 、F 和操作压力p 诸参数中,与解无关; 进料流率F17． 当增大操作压强时,精馏过程中物系的相对挥发度 ,塔顶温度 , 塔釜温度 ; 减小；增加；增加分析：同一物系,总压越高,物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高;物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高,由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率,故各组分的挥发度差异变小;18．精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶D x ______,塔底W x ______,提馏段操作线斜率_____; 减少；增大；增大分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少,当D 不变时,V 的减少导致L 减少,即回流比R 减小,故精馏段操作线斜率1+R R减小,提馏段操作线斜率增加;塔板数不变时,两段操作线斜率的改变只能使D x 减小和W x 增大;19．精馏塔的塔底温度总是________塔顶温度,其原因一是_______, 二是________;高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的,相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于塔顶,因而塔底的泡点较高20．将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较, 操作弹性最大的是______,造价最昂贵的是____, 单板压降最小的是_______.; 浮阀塔; 泡罩塔;筛板塔21. 板式塔塔板上气液两相接触状态有______种, 它们是_____;板式塔不正常操作现象常见的有_______,它们是_______;3种；鼓泡接触状态,泡沫接触状态,喷射接触状态；3种；严重漏液、液泛、严重雾沫夹带22. 评价塔板性能的标准主要是______条,它们是______;塔板负荷性能图中有______条线,分别是______;5；1通过能力大,2塔板效率高,3塔板压降低,4操作弹性大,5结构简单,造价低；5；1液泛线,2雾沫夹带线,3漏液线,4液相上限线,5液相下限线23. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是______,填料塔中填料的作用是______;保证塔板上有一定高度的液层,以便气液两相充分接触传质；让液体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流,同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质;24. 常见的连续接触式的气液传质设备是______塔,塔内______为分散相,______为连续相,为保证操作过程中两相的接触良好,塔内顶部应设 装置,中部应设装置;填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置25. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动,称现象,它们主要是：①液沫夹带雾沫夹带,产生的原因为 ,②气泡夹带,产生的原因为 ;返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短,气泡来不及从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板;26. 板式塔中板上液面落差过大导致 ,造成液面落差的主要原因有 ;为减小液面落差,设计时可采用的措施常见的有 ;气流分布不均匀,影响汽液间传质；塔板结构,液相流量,液流长度塔径；采用结构简单的筛板塔, 溢流装置采用双溢流或多溢流;27. 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有和两部分;塔板结构设计时,溢流堰长度应适当,过长则会,过短则会 ;溢流堰高度也应适当,过高会 ,过低会 ;干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流不畅,同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小,液体在堰上分布不均,影响传质效果;28. 板式塔的塔板有和两种,塔径较大的塔常采用塔板,以便 ;塔板面积可分为4个区域,它们分别是 ,各自的作用是 ;整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；①鼓泡区,设置筛孔、浮阀或泡罩的区域,为气液传质的有效区域;②溢流区,为降液管和受液盘所占的区域;③破沫区,又称安定区,位于鼓泡区和湍流区之间,分两条,入口侧防止漏液,出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体;④边缘区,又称无效区,是靠近塔壁的一圈边缘区,供支承塔板之用;29．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气消耗量应 ,所需塔径应 ,操作费和设备费的总投资将是的变化过程;增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升30．恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______；②______ ;恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性;用相对挥发度α=的理想混合物进行平衡蒸馏闪蒸时,已知X F为,气化率为60%;则得气相组成为 ,液相组成为；若采用简单蒸馏并蒸至滏温等于闪蒸时温度,则塔顶产品组成闪蒸时气相组成,汽化率为 ;；；大于；31、恒摩尔流结果基于的假设是：；； ;各组分的摩尔汽化热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好,热损失可以忽略32、对某一板式塔进行改造,若其他条件不变,增大板间距,则该塔的操作弹性；液泛气速 ;增大；提高33、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是 ,主要区别是 ;在混合液中加入第三组分,以提高各组分间的相对挥发度差别使其得以分离；恒沸精馏加入第三组分,该组分能与原料液中的一个或个组分形成新的恒沸液；萃取精馏中加入第三组分萃取剂要求沸点较原料液中各组分的沸点高得多,且不与组分形成恒沸液34、板式塔在相同操作条件下,若塔板的开孔率增加,则塔板压降 ,漏夜量 ;35、一理想物系,平衡时测得气相组成是液相组成的两倍;若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸馏分离,控制液化率50%,分离后馏出液轻组分浓度是原料含轻组分浓度的倍;36、蒸馏是利用各组分的不同的特性实现分离的;精馏是通过多次的和的过程分离混合物;问答：在间接蒸汽加热的连续常压精馏过程中,考察经过一块理论板的气液相组成变化情况;发现经过一块理论板后精馏段液相组成变化程度要高于对应的气相组成即ΔХ﹥ΔY,提馏段则相反;试从物料恒算角度对此加以分析并予以解释三、计算题1．用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物,要求馏出液中含苯90%,残液中含苯1%组成均以mol%计,求：1馏出液和残液的流率以kmol/h计；2饱和液体进料时,若塔釜的气化量为132 kmol/h,写出精馏段操作线方程;解：1代入数据解此方程组,得 D = kmol/h,W = kmol/h2饱和液体进料时,V = V’,即V = 132 kmol/h,则L = V – D = 132 – = kmol/hR = L/D = = 2精馏段操作线方程2．氯仿CHCl3和四氯化碳CCl4的混合物在一连续精馏塔中分离;馏出液中氯仿的浓度为摩尔分率,馏出液流量为50 kmol/h,平均相对挥发度= ,回流比R = 2;求：1塔顶第二块塔板上升的气相组成；2精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L以kmol/h表示;氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液;解：1由题知,y1 = x D = ,R = 2由相平衡方程, 得即由精馏段操作线方程则2V = L + D,L/D = R,V =R + 1D∴ V = 3×50 = 150 kmol/h, L = 2×50 = 100 kmol/h3．一连续精馏塔,泡点进料;已知操作线方程如下：精馏段 y = x +提馏段 y = x –求原料液、馏出液、釜液组成及回流比;解：由精馏段操作线方程,得 R = 4；,得 x D =将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立解得 x = ,即 x w =将两操作线方程联立 解得 x =因是泡点进料,q = 1,q 线垂直,两操作线交点的横坐标即是进料浓度,∴ x F =4．用一精馏塔分离二元理想混合物,塔顶为全凝器冷凝,泡点温度下回流,原料液中含轻组分摩尔分数,下同,操作回流比取最小回流比的１.４倍,所得塔顶产品组成为０．９５,釜液组成为０．０５．料液的处理量为１００h kmol /．料液的平均相对挥发度为３,若进料时蒸气量占一半,试求：1提馏段上升蒸气量；2自塔顶第2层板上升的蒸气组成;分析：欲解提馏段的蒸气量v ',须先知与之有关的精馏段的蒸气量V ;而V 又须通过D R V )1(+=才可确定;可见,先确定最小回流比min R ,进而确定R 是解题的思路;理想体系以最小回流比操作时,两操作线与进料方程的交点恰好落在平衡线上,所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可;解：１由相平衡方程x x x x y 213)1(1+=-+=αα 及进料方程 115.05.015.05.011+-=---=---=x x q x x q q y F联立解得 22x ＋x 2＋１＝０4842+±-=x 取 367.0=q x 则633.0213=+=q q q x x y 23.137.063.063.095.0min =--=--=q q qD x y y x R R=722.14.1min =R再由物料衡算方程 W D F += 及 W W F Wx Dx Fx += 解得 h kmol D /50= h kmol D F W /50=-=h kmol F V F q V V hkmol D R V /1.86501.1365.0)1(/1.13650)1722.1()1('=-=-=--==+=+= 2已知95.01==D x y由相平衡关系86.0)1(111=--=y y x αα 再由精馏段操作线方程解得5．某二元混合液的精馏操作过程如附图;已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加入塔釜内,工艺要求塔顶产品的组成为,以上均为轻组分A 的摩尔分数,塔顶产品采出率D/F 为1:2,塔顶设全凝器,泡点回流;若操作条件下,该物系的α为,回流比R 为,;;当料液直接加入塔釜时,应将塔釜视作提馏段,使用计算各板的气液相组成, 解：由 2/1/=F D ,D F 2=,及 W D F Wx Dx Fx +=联立解得 W x =整理精馏段操作线方程214.0174.01+=+N n x y a而相平衡方程x a ax y )1(1-+= 整理成y y y a a y x 5.15.2)1(-=--= b交替利用a b 两式逐板计算由 75.01==y x D代入b 得 545.01=x代入a 得 603.02=y 代入b 2x 52.0378.0=<=F x整理提馏段操作线方程由 D D D F RD qF L L 5.425.2'=+=+=+=则 y'W L W x W L L W x m m ---=+''''1' =D D D x DD D m ---5.434.0'5.45.4 即 097.0'286.1'1-=+m m x y c将378.02=x 代入C 得 286.13=y 389.0097.0378.0=-⨯-代入b 得 3x 34.0203.0=<=W x故包括塔釜在内共需3块理论塔板;6．在一连续精馏塔中分离二元理想混合液;原料液为饱和液体,其组成为,要求塔顶D馏出液组成不小于,釜残液组成不大于以上均为轻组分A 的摩尔分数;塔顶蒸汽先进入一分凝器,所得冷凝液全部作为塔顶回流,而未凝的蒸气进入全凝器,全部冷凝后作为塔顶产品;全塔平均相对挥发度为,操作回流比min 5.1R R =;当馏出液流量为100h kmol /时,试求： （1） 塔顶第1块理论板上升的蒸汽组成； （2） 提馏段上升的气体量; 分析：因为出分凝器的冷凝液L 与未液化的蒸气0V 成相平衡关系,故分凝器相当一层理论塔板;应注意,自分凝器回流塔内的液相组成0x 与自全凝器出来的产品组成D x 不同;解：1由平衡方程及泡点进料时 5.0=q x 精馏段操作线方程11+++=R x x R Ry D再由平衡方程及 95.00==D x y 得884.095.05.15.295.0)1(000=⨯-=--=y y x αα代入精馏段操作线方程 909.0358.0623.001=+=x y2由F q V V )1('--=当泡点进料时,1=q则 D R V V )1('+==h kmol /26510065.2=⨯=7．用一连续精馏塔分离由组分A 、B 所组成的理想混合液;原料液中含A ,馏出液中含A 以上均为摩尔分率;已知溶液的平均相对挥发度为,最小回流比为,说明原料液的热状况,并求出q 值;解：采用最小回流比时,精馏段操作线方程为即由相平衡方程, 得联立两方程 , 解得 x = ,y =此点坐标,即为x q ,y q ;因 x F = ,即x q ＜x F ＜y q ,说明进料的热状况为气液混合进料;由q 线方程 ,此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点 有解出 q =8．一连续精馏塔分离二元理想混合溶液,已知某塔板的气、液相组成分别为和,相邻上层塔板的液相组成为,而相邻下层塔板的气相组成为以上均为轻组分A 的摩尔分数,下同;塔顶为泡点回流;进料为饱和液体,其组成为;若已知塔顶与塔底产量比为2/3,试求： （1） 精馏段操作线方程； （2） 提馏段操作线方程; 解：精馏段操作线方程 依精馏段操作线方程111+++=+R x x R Ry Dn n将该板和上层板的气液相组成代入有177.0183.0++⨯+=R x R RDa 再将该板和下层板的气液相组成代入有170.0178.0++⨯+=R x R RDb联立a 、b 解得 0.2=R ,95.0=D x 则精馏段操作线方程为1295.0122+++=x y 即 95.023+=x y2提馏段操作线方程 提馏段操作线方程的通式为W L W x W L L y W x m m ---=+///1将 W D F qF L L +=+=,/1=q 泡点进料代入上式则有 转化上式为Wm m x R DW x R D W R y 1111+-+++=+ C根据W D W F x x x x W D --= 即 46.095.046.032--=Wx 解得 13.0=W x将有关数据代入c,则提馏段操作线方程为13.01223122312⨯+-+++=x y 即 195.05.43-=x y9、用一精馏塔分离二元液体混合物,进料量100kmol/h,易挥发组分x F =,泡点进料,得塔顶产品x D =,塔底釜液x W =皆摩尔分率,操作回流比R=,该物系平均相对挥发度α=,塔顶为全凝器,求：(1) 塔顶和塔底的产品量kmol/h ； (2) 第一块塔板下降的液体组成x 1为多少； (3) 写出提馏段操作线数值方程； (4)最小回流比;解：1塔顶和塔底的产品量kmol/h ；F=D+W=100 1 505.010005.09.0=⨯==⨯+⨯F Fx W D 2 上述两式联立求解得 W=h D=h 2第一块塔板下降的液体组成x 1为多少； 因塔顶为全凝器, 111)1(1x x y x D -+==αα3写出提馏段操作线数值方程；则 017.034.117.13805.006.4717.13823.1851-'=⨯-'='-'''='+mmW m mx x V Wx x V L y4最小回流比;泡点进料,q =1, 5.0==F q x x10、用一连续精馏装置在常压下,分离含苯41%质量%,下同的苯-甲苯溶液;要求塔顶产品中含苯不低于%,塔底产品中含甲苯不低于%,每小时处理的原料量为8570kg;操作回流比为3,试计算： 1塔顶及塔底的产品量； 2精馏段上升蒸汽量及回流液量；3当原料于47℃进塔和蒸汽进塔时,提馏段上升蒸汽量及回流液量 ; 苯的汽化潜热r A =93kcal/kg,甲苯的汽化潜热r B =kg,苯和甲苯的平均比热Cp,l = kcal/kg ℃,蒸汽的平均比热Cp,v = kcal/kg ℃,该溶液沸点为93℃; 解：1产品量2上升蒸汽量及回流量 精馏段：347℃进料时将料液由47℃升温到93℃所需的热量为： 继续加热使之汽化所需热量： 饱和蒸汽进料时RD L =8.443⨯=hkmol /5.134=。
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。
化工原理：精馏习题答案
化工原理：精馏习题答案精馏练习题一、填空【1】精馏操作的依据是（混合液中各组分的挥发度的差异）。
实现精馏操作的必要条件是（塔顶液相回流）和（塔底上升气流）。
【2】当气液两相处于平衡状态时，气液两相的温度（相同），液相的成分（低于）气相的成分。
【3】相对波动率？表示的气液平衡方程可以写成（）。
根据粒度可以用来（判断蒸馏分离的难易程度），如果=1，则表示（普通蒸馏方法无法分离混合物）。
【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+1两层理论踏板（从塔顶往下计），若已知yn?0.4,则yn?1?（0.182）。
全回流适用于（精馏开工阶段）或（实验研究场合）。
【5】精馏塔的精馏操作线方程为y？0.72倍？0.275，塔的操作回流比为（2.371），馏出物组变为（0.982）。
【6】在精馏塔设计中，若fxf进料温度p保持不变，若增加回流比r，则xp（增大）XW（减少），lv（增大）。
【7】对于运行中的蒸馏塔，如果xffv进料温度保持不变，如果釜液体积w增加，则XP（增加），XW（增加）lv（增加）。
二、多项选择题（1）在用相对挥发度判别分离的难易程度时，下列哪种情况不能用普通蒸馏的方法分离（c）。
A.ab＞1b。
？ab＜1c。
？ab=1d。
？ab＞10（2）在精馏的过程中，当进料为正处于泡点的饱和液体时，则（c）。
a.q＞1b.q＜0c.q=1d.0＜q＜1（3）在蒸馏塔中，n-1、n和n+1塔板的气相组成自上而下的关系为（c）。
a、yn+1＞yn＞yn-1b。
yn+1=yn=yn-1c。
yn+1＜yn＜yn-1d。
蒸馏塔从上到下（c）的不确定度（4）a.分为精馏段、加料板和提馏段三部分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）如果蒸馏塔的馏出物体积为50kmo1/h，回流比为2，则蒸馏段的回流体积为（a）。
a、 100kM1/hb。
50kmo1/hc。
化工基础课后习题答案-精馏
第六章 精 馏1、正戊烷（ T a =36.1o C ）和正已烷（ T b = 68.7[ o C ] ）的溶液可以认为是理想溶液，已 知两个纯组分的饱和蒸气压（毫米汞柱）和温度（︒C ）的关系如下：︒ 1065 正戊烷lg p 1= 6.852 + t 232.0 ︒ 1172正已烷 lg p 2= 6.878 + t 224.4试计算该二组分溶液的气液相平衡关系（用 y-x 函数关系，或 y-x 相图表示）。
解：二组分沸点的平均值+ t = 36.1 68.7 = 252.4 °C 在52.4°C 时lg p 1°=6.852- 1065 +52.4 232.0=3.107 p 1°=1279.4mm-Hg lg p 2°=6.878- 1172 = 2.644 +52.4 224.4∴ P2°=440.6 mm-HgP . 〈 = 1 = 1279.4 = 12. P 2 〈12x 440.6 2.9042.904x ∴ y=+ 〈 1)x = + 1 ( 12 1 1.904x 2、在常压连 武汉大学-2 09（易挥发组分的摩尔分率，作回流比为（1（2解：（1♣∵♦-27= -27+ -27=-27+ -23911kmol/h组成为0.3，釜残液组成为0.05，操ol/h。
♥Fx f Dx d Wxq x q x q x W n,F f n,D d n,W W-40q (x x ) 100(0.30 0.05)∴qn ,D=X X=0.95 0.05d= 27.78 KmolWhw = 100 27.78 = 72.22kmolh 1（2）求精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量q n,V 、q n,L 和q n,V 2、q n,L 2① 精馏段∵ R =q n ,L q n ,D =3.5 ∴ = L 3.5q n ,D= ⋅ =97.23 Kmolh∵ q n ,V = q n ,L + q n ,D∴ q n ,V =+-1397.23 27.78=125.01[Kmol ② 提馏段]h∴ 因系泡点进料 ∴ ™ =1 由q n,L ’ = q n,L + ™q n,F = q n,L + q n,FL'=92.23 +100=192.23[Kmol ]由V = q n,V = q 2n,V + (1 ™)q n,F∴ q n,V = q 2n,V=125.01 [ Kmol ]h中含甲醇小于解：∵∴∴ 武汉大学q n,F = q n,D + q n,W作取回= = =∴q q q 235 201.4 33.6[Kmol ]n,W n,F n,D h4、在常压连续精馏塔中，分离甲醇-水溶液。
精馏习题及答案经典.doc
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℃)：A B C 苯 6.89740 1206.35 220.237 甲苯6.9581343.91219.58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。
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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 W D 545.012.12.11=+=+R R 75.05.0)13(15.03)1(1e e e =⨯-+⨯=-+=x x y αα8.05.075.075.095.0ee 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 αα7084.02375.0545.0111D 12=+=+++=x R x x R R y⑷ 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。