精馏习题
精馏习题
一、填空题
1、精馏操作中精馏塔的温度从上到下逐渐，塔内易挥发组分的浓度从下到上逐渐。（增大或减小或不变）。
2、双组分连续精馏塔内第n块理论塔板，当回流比R为定值时，y n+1=x n；当R为无穷大时，y n+1=x n。(写出精馏段操作线方程)
3、已知精馏段操作线为y=0.75x+0.24，则该塔的操作回流比R= ，
塔顶产品组成x
D ＝。若塔顶产品流量为100 kmol/h，则馏出液组成x
D
＝，塔顶上升蒸气流量V＝。
4、当分离要求和操作条件一定时，双组分连续精馏塔所需理论板数随两组分相对挥发度α增加而。
5、精馏段操作线方程是，提馏段操作线方程是，进料线方程是。
6、两组分理想溶液的气液平衡关系遵循定律，气液平衡方程
是。
7、精馏中，进料为气液混合物进料，气相的摩尔分率为1/3，则进料热状态参数q= 。
8、进料板将精馏塔分为和两段。
9、精馏过程中典型的异常现象有、、、
。
二、单项选择题
1、精馏操作的进料方程为y=-3x+1.64，则该进料为（）。
A、进料组成为0.41的冷液进料
B、进料组成为0.53，且气相量小于液相量的气液混合进料
C、进料组成为0.53，且液相量小于气相量的气液混合进料
D、上述说法都不正确
2、当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数（）。
A、逐渐减少
B、逐渐增多
C、不变
D、无法判断
3、某精馏塔有来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h，组成为0.4(摩尔分率，下同)，馏出液组成为0.95，釜残液为0.04，回流比2.5，则精馏段上升的蒸气量为________kmol/h。
A、39.6
B、60.4
C、138.6
D、99
4、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（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
5、在精馏塔中，精馏段气液相摩尔流量分别用V和L表示，提馏段的摩尔流量分别用V’和L’表示，q表示进料热状态参数，以下正确的是（）。
A、V’=V-(q-1)F L’=L+qF
B、V’=V+(l-q)F L’=L+qF
C、V’=V+(q-l)F L’=L+qF
D、V=V’-(q-1)F L’=L-qF
6、精馏塔操作线的斜率为R/(R+1)，全回流时，其斜率等于（）。
A、0
B、1
C、∞
D、不确定
7、以下说法正确的是。
A．冷液进料q=l B．汽液混合进料0 C．过热蒸气进料q=0 D．饱和液体进料q 8、某精馏塔馏出液量是50kmol/h，回流比是2，则精馏段的回流量A．lOOkmol/h B．50kmol/l C．25kmol/l D．125kmol/h 8、当分离沸点较高，且又是热敏性混合液时，精馏操作压力应采用。 A．加压 B．减压 C．常压 D．不确定 9、两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系越。 A．容易 B．困难 C．完全 D．不完全 11、某精馏塔的理论板数为17块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔板数为( )块。 A．34 B．31 C．33 D．32 10、在常压下苯的沸点为80.1℃，环乙烷的沸点为80.73。C，欲使 该两组分混合物得到分离，则宜采用。 A ．恒沸精馏 B ．普通精馏 C ．萃取精馏 D ．水蒸气蒸馏 三、计算题 1、（本题14分）在连续精馏塔分离由组分A 和B 组成的理想混合液，原料中含 A 0.44，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，最小回流比为1.63，求q 值，并说明原料液的热状况。如果实际回流比为最小回流比的1.5倍，求从塔顶往下第二块理论板下降的液相组成。 解: 3639 .06189.0163.1957.0163.163.11111min min min 1+=+++= +++= +++n n n n D n n x y x y R x x R R y q 线方程 11---= q x x q q y F 气液平衡方程 x x x x y 5.115.2)1(1+=-+=αα 联立操作线和平衡线方程解得 590.0365.0==y x 由最小回流比定义知上述二方程交点必是q 线和平衡线的交点 将上述坐标及x F =0.44代入q 线方程 1 1---=q x x q q y F 667 .0365 .0590.0)1(44.0=?+?-=q q q 为气液混合物进料。 445.263.15.15.1m in =?==R R 精馏段操作线为：2778 .07097.01445.2957.01445.2445.211+=+++= ++n n n n x y x y 95.01==D x y 813.09158.05.15.29158.09158.02778.0899.07097.02778.07097.0899.0957 .05.15.2957.05.15.2212111=?-= =+?=+==?-=-=x x y y y x 2、（本题14分）连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程和q 线方程分别为： y =0.75x +0.21 y =-0.5x +0.66 试求：①进料热状态参数q ； ②原料液组成x F ； ③精馏段操作线和提馏段操作线的交点坐标x q 和y q 。 解48 .066.05.036.021.075.044.066.013 13 15.0184.0375.01 1 166.05.01 121.075.0=+-==+===-=-=-===+---=+-=+++= +=q q F F D F D y x y x x y x x q q q x R R R q x x q q x y R x x R R x y 联立两方程 1、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程和q 线方程（进料方程）分别为：y = 0.75x +0.21；y =－0.5x +0.66；试求：（1）进料热状况参数q ；（2）原料液组成x F 。 2、将乙醇-水溶液进行连续精馏，原料液以120kmol/h 的流量进入塔内，已知乙醇含量为：原料液中0.30（摩尔分率，下同）、馏出液中0.80、釜残液中0.05。试求：馏出液和釜残液流量。 3、（本题12分）某连续精馏操作中，已知操作线方程如下：精馏段操作线 y=0.723x+0.263；提馏段y=1.25x －0.0187。若原料液于露点温度进入塔中，试求原料液，馏出液和釜残液组成及回流比。 解 ()65 .0065 .0263 .0523.0723.0535 .00187 .025.1263.0723.00748 .095.0161.2263.0263.01 61.2723.01 ====+?==-=+=∴===+==+==+y x q y x x x x x x y x R x R R R F W W D D 为水平线原料液组成 因露点下进料由两操作交点得 为 交点坐标 提馏段操作线与对角线截距精馏段操作线斜率为 4、（本题13分）某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为： 精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y 若进料为气液相各占一半的混合态，求塔顶产品组成x D ，塔底产品组成x W ，进料组成x F 及回流比R 。 ()()()05.002.04.1,4.02114.03.05 .080.016.014480.01 16.080.01 1=∴-==+-=---=====?+===+∴+=+++=W W W W W F q q F F q q D D x x x x x x y x x x q x x q q y q y x q x R R R x R x x R R y 在提馏段操作线上代入得 ，将线方程代入求两操作线交点得 精馏习题 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α表达的气液平衡方程可写为______________。根据α的大小，可用来_ __________________，若α=1，则表示_______________。 4. 某两组分物系，相对挥发度α=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85℃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α=______，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_______________。 9. 最小回流比的定义是_______________________，适宜回流比通常取为____________R min。 10. 精馏塔进料可能有______ 种不同的热状况，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状态参数q值为__________________。 11. 在精馏塔设计中，若F、x F、q D保持不变，若回流比R增大，则x D_______，x W _______，V______，L/V_____。 12. 在精馏塔设计中，若F、x F、x D、x W及R一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板数N T____。精馏段上升蒸汽量V_____、下降液体量L_____；提馏段上升蒸汽量V′_____，下降液体量L′_____。 13. 某理想混合液, 其中一组平衡数据为x=0.823,y=0.923,此时平均相对挥发度为α=___________. 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 0 T 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 、x x ,,及残液（或液相产品）量。 例题4.现成塔的操作因素分析： ①操作中的精馏塔，将进料位置由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板，其余操作条件均不变（包括F 、x F 、q 、D 、R ），此时x D 、x W 将如何变化？ ②操作中的精馏塔，保持F 、x F 、q 、D 不变，而使V'减小，此时x D 、x W 将如何变化？ ③操作中的精馏塔，若保持F 、R 、q 、D 不变，而使x F 减小，此时x D 、x W 将如何变化？ ④操作中的精馏塔，若进料量增大，而x F 、q 、R 、V'不变，此时x D 、x W 将如何变化？ 例题5.如图所示，组成为0.4的料液（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽状态自精馏塔底部加入，塔底不设再沸器。要求塔顶馏出物浓度x D =0.93，x W =0.21，相对挥发度α=2.7。若恒摩尔流假定成立，试求操作线方程。 若理论板数可增至无穷，且F 、x F 、q 、D/F 不变，则此时塔顶、塔底产品浓度的比为多大？ 例7—4 欲将65000kg ／h 含苯45％、甲苯55％(质量百分率，下同)的混合液在一连续精馏塔内加以分离，已知馏出液和釜液中的质量要求分别为含苯95％和2％，求馏出液和釜液的摩尔流率以及苯的回收率。 解 苯和甲苯的摩尔质量分别为78kmol/kg 和92kg/mol 进料组成 4911.092 /55.078/45.078/45.0=+= F x 产品组成 9573.092 /05.078/95.078/95.0=+=D x 0235.092/98.078/02.078/02.0=+=W x 进料平均摩尔质量 kg kmol M x M x M B F A F F /12.8592)4911.01(784911.0)1(_____=?-+?=-+= 则 h kmol F /6.76312 .8565000== 根据式(7—29)得 h kmol F x x x x D W D W F /4.3826.7630235 .09573.00235.04911.0=?----＝＝ 所以 W ＝F －D ＝763.6－382.4＝381.2kmol/h 苯的回收率 %6.97%1004911 .06.7639573.04.382%1001=????=＝F D Fx Dx η 例7-5 分离例7－4中的苯－甲苯溶液。已知泡点回流，回流比取3。试求： (1) 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程； (2) 泡点进料和50℃冷液进料时提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程。 解： (1) 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程 精馏段的气液流量由回流比及馏出液流量决定，即 h kmol D R V /6.15294.3820.4)1(=?=+= h kmol RD L /2.11474.3820.3=?== 精馏段操作线方程由式（7－34）计算，即 2393.075.09573.01 3113311+=?+++=x x R x x R R y D ＋＝＋＋ (2) 提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程 在其他操作参数一定的情况下，提馏段的气液相流量即操作线方程受进料热状况的影响。 ① 泡点进料，q=1，则由式（7－43）得 h kmol F q V V h kmol qF L L /6.1529)1(/8.19106.7632.1147=--='=+'＝＋＝ 代入提馏段操作线方程（7－38）得 00586.0249.16 .15290235.02.3816.15298.1910-=?--'--''=x x x W L W x W L L y W ＝ ② 50℃冷液进料. 根据x F ＝0.4911，查常压下苯—甲苯的t-x-y 图，得泡点t b =94.2℃，露点t d =99.2℃。在平均温度为(92.4+50)／2=71.2℃下，查得苯和甲苯的质量比热容为1.83kJ ／(kg·℃)，于是料液在该温度下的比热容为 )./(8.15512.8583.1℃kmol kJ c PL =?= 3.某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为： 精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y 若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。 分析：若求产品产率，必须确定塔顶产品,塔底产品和进料的组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立，即可确定塔顶，塔底组成。而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得 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0.5(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。 5.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0.5，要求塔顶馏出液组成不小于0.95,釜残液组成不大于0.05(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 2.5,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。 6.在一常压连续精馏塔中分离二元理想混合物。塔顶上升的蒸气通过分凝器后，3/5的蒸气冷凝成液体作为回流液，其浓度为0.86。其余未凝的蒸气经全凝器后全部冷凝为塔顶产品，其浓度为0.9（以上均为轻组分A 的摩尔分数）。若已知回流比为最小回流比的1.2倍，当泡点进料时，试求： （1） 第1块板下降的液体组成； （2） 料液的组成。 分析：抓住分凝器中气液相组成为平衡关系，而回流液组成与第1块板上升蒸气为物料平衡（即精馏段操作线）关系，此题可顺利求解。 3.某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为： 精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y 若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。 第五章 蒸馏课后习题参考答案 4.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 kmol/h ,组成为（易挥发组分的摩尔分数，下同），若要求釜液组成不大于，馏出液回收率为95% 。试求馏出液的流量和组成。 解：由%95%100,,=?= F F n D D n D x q x q η 2分 得h kmol x q x q F F n D D n /5.475.010095.095.0,,=??== 1分 又5005.05.47,,,,=+=+=W n W W n D D n F F n q x q x q x q 2分 得h kmol q W n /50,= 1分 因此h kmol q q q W n F n D n /5050100,,,=-=-= 2分 得95.050 5 .47== D x 2分 5.在连续蒸馏塔中分离含甲醇 （摩尔分数，下同）的甲醇—水溶液，其流量为100 kmol/h ,要求馏出液中甲醇的含量为 ，釜液中甲醇的含量为 ，回流比为 。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。 解：（1）由100,,,=+=W n D n F n q q q 1分 4545.010003.096.0,,,,,=?=+=+=W n D n W W n D D n F F n q q x q x q x q 1分 联立上述两式，解得h kmol q D n /16.45,= h kmol q W n /84.54,= 2分 （2）精馏段操作线方程 27.072.01 6.296 .016.26.2111+=+++=+++= +n n D n n x x R x x R R y 2分 提馏段操作线方程 h kmol q Rq qq q q F n D n F n L n L n /42.21710016.456.2,,,,,,=+?=+=+= 1分 ()()()h kmol q R q q q q D n F n V n V n /58.16216.4516.211,,,,,=?+=+=-+= 1分 01.034.158 .16203.084.5458.16242.217,,,,, ,,,,,,,1 -=?-=-=+m m V n w W n m V n L n m x x q x q x q q y 2分 6.在连续精馏操作中，已知加料量为100 kmol/h ,其中气-液各半，精馏段和提馏段的操作线方程分别为 y= + 及 y= - 试求操作回流比、原料液的组成、馏出液的流量及组成。 解：由75.01 =+R R 得3=R 1 分 24.01 =+R x D 得96.0=D x 1 分 q 线方程为 F F F x x x x q x x q q y 21 5.015.05.011+-=---=---= 2分 联立精馏段和提馏段的操作线方程求得两操作线的交点为（,），将其代入q 线方程，得 精僻装置操作工初级理论知识 一、单项选择 1. 二氧化硅的硅的化合价为（B ） A、+6 B、+4 C、+2 D、+1 2. 元素的化学性质决定与原子的（D ） A、核外电子层数 B、核内中子数 C、核内质子数 D、最外层电子数 3. 把少量的（A ）放入水里震荡后能形成溶液。 A、食盐 B、面粉 C、汽油 D、沥宵 4. 当条件不改变时，溶液放置时间稍长，溶质（B ） A、会沉降出来 B、不会分离出来 C、会分解 D、会浮上来 5. 当8g食盐完全溶解于92g水中时，该溶液的质量白分比浓度是（A ） A 、8% B、87%C、92%D、84% 6.结晶水合物是（A ） A 、具有一定组成的化合物B 、 具有一浓度的溶液 C 、悬:浊液D 、 乳浊液 7从硝酸钾和氯化钠的混合溶液| 中分离 而 肖酸钾的方 法 是（ D ） A 、过滤B 、 蒸僻 C 、加热蒸十结晶D 、 加热后浓缩后再冷却结晶 8. 在常压下，假设50C的水饱和蒸汽压为A , 80C的水饱和蒸汽压为B,那么A和B的关系为（C ） A、A=B B、 A > B C、A < B D、A > B 9. 下面关于饱和溶液的说法正确的是（D ） A、在饱和溶液里，溶解和结晶的过程就停止 B、饱和溶液一定是浓溶液 C、同一溶质的饱和溶液的浓度一定大于不饱和溶液的浓度 D、饱和溶液就是该温度下达到平溶解衡状态的溶液 10将高温饱和硝酸钠溶液降温，析出晶体后，经过滤所得滤液是（B ） A、水 B、饱和溶液 C、不饱和溶液 D、硝酸钾晶体11某温度时，把B克饱和氯化钾溶液蒸十，得氯化钾晶体A克，则氯化钾的溶解度为（D）克 A、 A B、100X A/B C、A/ （B-A） D、100X A/ （B-A） 12. 在25C时，10g水最多可溶物质A 1g ,60C时,60克饱和溶液含物质B 10g, 则A和B的溶解度相比为（D ） A、A=B B、A > B C、A < B D、无法比较 13.卜列物质有近的是（A ） A、氟化氢 B、二氧化碳 C、氯化氢 D、氮气 14.下面关于氢氧化钠的俗称不正确的是（B) 精馏练习题 一、填空题 【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】气液两相呈平衡状态时，气液两相温度（相同），液相组成（低于）气相组成。 【3】用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为（ ）。根据α的大小，可用来（判断用蒸馏方法分离的难易程度），若α=1，则表示（不能用普通的蒸馏方法分离该混合液）。 【4】某两组分物系，相对挥发度3=α，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==+1,4.0n n y y 则（0.182）。全回流适用于（精馏开工阶段）或（实验研究场合）。 【5】某精馏塔的精馏操作线方程为275.072.0+=x y ，则该塔的操作回流比为（2.371），馏出液组成为（0.982）。 【6】在精馏塔设计中，若P Fx f 进料温度保持不变，若增加回流比R ，则p x （增大） w x （减小），V L （增大）。 【7】操作中的精馏塔，若进料温度FV x f 不变，若釜液量W 增加，则p x （增加），w x （增大）V L （增加）。 二、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.αAB ＞1 B. αAB ＜1 C. αAB =1 D. αAB ＞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 ＞1 B.q ＜0 C.q=1 D.0＜q ＜1 （3）精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n 、n+1层塔板，其气相组成的关系为（C ）。 A.y n+1＞y n ＞y n-1 B. y n+1=y n =y n-1 C.y n+1＜y n ＜y n-1 D.不确定 （4）精馏塔中自上而下（C ）. 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）某精馏塔的馏出液量是50kmo1/h ，回流比是2，则精馏段的回流液量是（A ）。 A.100kom1/h B.50kmo1/h C.25kmo1/h D.125kmo1/h （6）连续精馏中，精馏段操作线随（ A ）而变。 填空题 1. 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 答案：多次部分气化；多次部分冷凝 2. 最小回流比是指 。 答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值 3. 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 。 答案：过热蒸气；最多 4 简单蒸馏的主要特征是________和______。 答案：不稳定操作或过程不连续；无回流 5 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______。 答案：①简单蒸馏>平衡蒸馏；②简单蒸馏=平衡蒸馏；③简单蒸馏<平衡蒸馏。 6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。 答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度 7 精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。 答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流 ８ 若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为1t ，液相泡点温度为2t ；塔底某理论板上气相露点温度为3t ，液相露点温度为4t 。请将4个温度间关系用>、=、<符号顺序排列如下_____。 答案：4321t t t t =<= 9 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。 答案：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 11 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。 答案：进料流率F 12 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 。 答案：减小；增加；增加 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=/= y A=1008×760= t℃90100110120130 x10 y10 (1+10 (2)用相对挥发度计算x-y值: y=αx/[1+(α-1)x] 式中α=αM=1/2(α1+α2) ∵α=p A0/p B0 α1=760/= ;α2=3020/760= ∴αM=1/2(α1+α2)=1/2+= y=(1+ 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= p A0==[mmHg] lgp B0= p B0==[mmHg] ×+×=595≈600mmHg ∴泡点为87℃,气相平衡组成为 y=p A /p=p A 0 x A /P=×600= (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 A 0+p B /p B 0 =1 式中 p A =×760=304[mmHg]; p B =×760=456[mmHg] 求露点亦要用试差法,先设露点为103℃,则:lgp A 0 = (103+= ∴p A 0 =[mmHg] lgp B 0= ∴p B 0 =[mmHg] 于是 : 304/+456/=<1 再设露点为102℃,同时求得p A 0=; p B 0 = 304/+456/=≈1 故露点为102℃,平衡液相组成为 x A =p A /p A 0 =304/= 3解: (1)x A =(p 总-p B 0)/(p A 0-p B 0 ) =(p 总-40)/ ∴p 总= y A =x A ·p A 0 /p =×= (2)α=p A 0/p B 0 =40= 4解: (1) y D =? αD =(y/x)A /(y/x)B =(y D ? -1 2 x x x y dx : F=D+W Fx F =Dx D +Wx W 已知x F =,x D =,x W =,解得: D/F=(x F -x W )/(x D -x W )=回收率 Dx D /Fx F =×=% 残液量求取: W/D=F/D-1=1/= ∴W==(V -L)=(850-670)=[kmol/h] 8解: (1) 求D 及W,全凝量V F=D+W Fx F =Dx D +Wx W x F =,x D =,x W =(均为质量分率) F=100[Kg/h],代入上两式解得: 蒸馏习题及答案 1 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线。 2 精馏塔引入回流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于___4_____。 (1)液相中易挥发组分进入汽相； (2)汽相中难挥发组分进入液相； (3)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； (4)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的现象同时发生。 3 当精馏操作中的q 线方程为x=x F 时，则进料热状态为_________饱和液体 _________，此时q=____1____。 4 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐＿减小＿＿＿，其沸点则逐渐＿＿＿升高＿＿。 5 精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。此话_____（1）_________。 （1）对; （2）错; (3)无法判断 6 对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，kPa p A 7.1060=，kPa p B 400=，液相摩 尔组成4.0=A x ，则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为????（2）??????。 (1)0.5 ； (2)0.64 ； (3)0.72 ； (4)0.6 7 被分离物系最小回流比R min 的数值与_____（4）______无关。 （1）被分离物系的汽液平衡关系； （2）塔顶产品组成； （3）进料组成和进料状态； （4）塔底产品组成。 8 最小回流比是指__为达到指定的分离要求，所需理论板数为无穷多时的回流比。 _______________________________________________________________。 9 以下说法中不正确的是____C____。 精馏段操作线方程式是描述精馏段中 A 某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式； B 某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式； C 进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式； D 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。 10 苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时1000kmol 流量进入一精馏塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9，若塔高不受限制，从塔顶采出量最大可以达到___D_____kmol/h 。 A 575.5 B 500 C 590.5 D 555.5 11 用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为2，则料液的热状况参数q=____B____。 A 0.48 B 0.38 C 0.3 D 0.5 12 精馏分离5.2=α的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶x D =0.96，测得第 精馏装置操作工初级理论知识 一、单项选择 1.二氧化硅的硅的化合价为（B ） A、+6 B、+4 C、+2 D 、+1 2.元素的化学性质决定与原子的（D ） A、核外电子层数 B、核内中子数 C、核内质子数 D、最外层电子数 3.把少量的（A ）放入水里震荡后能形成溶液。 A、食盐 B、面粉 C、汽油 D、沥青 4.当条件不改变时，溶液放置时间稍长，溶质（B ） A、会沉降出来 B、不会分离出来 C、会分解 D、会浮上来 5.当8g 食盐完全溶解于92g 水中时，该溶液的质量百分比浓度是（A ） A8% B、87% C、92% D 、84% 6. 结晶水合物是（A ） A 、具有一定组成的化合物B 、 具有一浓度的溶液 C 、悬浊液D 、 乳浊液 7 从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中分离硝酸钾的方法是（ D ） A 、过滤B 、 蒸馏 C加热蒸干结晶D加热后浓缩后再冷却结晶8.在常压下，假设50C的水饱和蒸汽压为A , 80C的水饱和蒸汽压为B，那么A 和B的关系为（C ） A、A=B B、A > B C、 A V B D、A》B 9.下面关于饱和溶液的说法正确的是（D ） A、在饱和溶液里，溶解和结晶的过程就停止 B、饱和溶液一定是浓溶液 C、同一溶质的饱和溶液的浓度一定大于不饱和溶液的浓度 D、饱和溶液就是该温度下达到平溶解衡状态的溶液 10将高温饱和硝酸钠溶液降温，析出晶体后，经过滤所得滤液是（B ） A、水 B、饱和溶液 C、不饱和溶液 D、硝酸钾晶体11某温度时，把B 克饱和氯化钾溶液蒸干，得氯化钾晶体A 克，则氯化钾的溶解度为（D ）克 A、 A B、100X A/B C、A/ （B-A） D、100X A/ （B-A） 12.在25E时，10g水最多可溶物质A 1g ,60C时，60克饱和溶液含物质B 10g, 则A和B的溶解度相比为（D ） A、A=B B、A > B C、AV B D、无法比较 13. 下列物质有毒的是（A ） A、氟化氢 B、二氧化碳 C、氯化氢 D、氮气 14. 下面关于氢氧化钠的俗称不正确的是（ B ） A、苛性钠 B、纯碱 C、烧碱 D、火碱 化工原理精馏习题及答 案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 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。 C A 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。 C A 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。 A A 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。 C A 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。 D A 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。 B A 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（ ）。 C A 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 = ，要求塔顶x D 不小于，则塔顶最大产量为 （ ）。 (则W=0) B A 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 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； 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 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1 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 。 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=t2 B t1 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。C A 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。C A 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。A A 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。C A 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。D A 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。B A 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（）。C A 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 = ，要求塔顶x D 不小于， 则塔顶最大产量为（ ）。 (则W=0) B A 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 （ ）。 A A ．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（ ）。 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。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（ ） D A ．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 （ ）。 A 精馏 填空: 1、精馏操作的目的是________________________________,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是_________________________。对于存在恒沸物或相对挥发度等於1的液体混合物需用________精馏方法分离,其基本原理都是___________________________________________。 2、描述任一精馏过程的数学方程有________________._________________._______________________________________,在___________________和________________________假定的条件下,以上方程构成的方程组可见化为____________________和_____________________方程构成的方程组。 3、在精馏塔的设计中,最小回流比是指________________________________________________时的回流比.若增大回流比,则精馏段L/V_______,提馏段L/V_________,完成同样分离要求所需的塔板数减少,但它是以______________________的增加为代价的回流比的调节是通过__________________________________实现的。 4、进料热状态参数q 的物理意义是______________________________________,对于饱和液体其值等于_____________,饱和蒸汽q 等于______________。 5、用直角梯级法(图解法)求解理论板数的前提条件是________________________________,该前提的主要条件是____________________________________________________。 6、板效率是对______________假定的修正,对于分凝器或再沸器,单板效率等于____________。 7、对于一投产的精馏塔,保持D/F,进料状态q 不变,若增大回流比R,则塔顶流出液组成x D _______,塔釜流出液组成x W ____________.x D 的最大值是在_______________________条件下求出的,与塔的分离能力无关,受_________________的约束。 8、“精馏操作的依据是混合液各组分间的沸点差异”一语错在何处？正确地表示应为： （ ）。 答:依据是混合物各组分的挥发性差异,以上说法只使用于理想物系.。 9、理想溶液的特点是同分子之间的作用力与异分子之间的作用力（ ），形成的溶液（ ）容积效应和热效应。 答：相同 无 10、已知甲醇（Ａ）—水（Ｂ）混合液在７５。０℃时的纯分蒸汽压数据和ｙ－ｘ数据为： ｐ０ Ａ＝１４９．６ｋｐａ，ｐ０ Ｂ＝３８．５Ｋｐａ；ｘ＝０．４， ｙ＝０．７２９，则相对挥发度α＝（ ）。(浙大97) 答：4.03 11、塔顶上升蒸汽量中含有A ，B ，C 三个组分，其中A 组分含量为30%（摩尔）。将蒸汽全部冷凝，冷凝液分上下两层，上层供回流，下层作产品，如图所示。两层组成如下： 上层：A ：45% B ：10% C ： 45%。下层：A ：3% B ：90% C ： 7% 则：（1）回流比R=（ ） (2）塔顶上升蒸汽中B 含 量=（ ）。 答：（1）1.8 （2）38.5% 12、某二元混合液中含易挥发组分，x A ＝０．５（摩尔分率），经平衡蒸馏（闪蒸）后得到汽量：液量＝１：１，相对挥发03.4271 .04.06.0729.0//=??== B B A A x y x y α 第一部分 概念题示例与分析 一、填空题 4—1 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 答案：多次部分气化；多次部分冷凝 4—2 最小回流比是指 。 答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值 4—3 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 。 答案：过热蒸气；最多 分析：5种进料状况中的q 值是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气 顺序由大变小的，这是由热状况参数q 定义所确定的。 L V F V I I I I mol mol q --==原料液的气化潜热所需热量的原料变成饱和蒸气态11 由定义可见，在V I 、L I 为定值的情况下,原料的原状态焓值越低，q 值越大。q 值的改变使提 馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化，当q 值减小时，两线靠近，故所需理论板数增多。 4-4 简单蒸馏的主要特征是________和______。 答案：不稳定操作或过程不连续；无回流 4-5 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______。 答案：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。 4-6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第 三组分的办法以改变原物系的_______。 答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度 4-7 精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。 答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流 分析：精馏操作的依据只能是各组分间挥发度的差异或者说相对挥发度不等于1，而不可 认为是各组分间沸点的不同。对纯组分，当压力一定时，沸点低者挥发性大。但对混合溶液， 由于一个组分的挥发性受其他组分的影响，故不能仅从沸点或蒸气压大小来判断其挥发性能， 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 ________________ 。 9. 最小回流比的定义是 __________________________ ，适宜回流比通常取为 ____________ R min 。 10. 精馏塔进料可能有 _______ 种不同的热状况，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为 2：3 时，则进料热状态参数 q 值为 ____________________ 。 11.在精馏塔设计中，若F 、x F 、q D 保持不变，若回流比R 增大，则x D ________ ,x W __________ V ______ L/V _____ 。 12. 在精馏塔设计中，若 F 、x F 、x D 、x W 及R 一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体， 则所需理论板数 NT _____ 。精馏段上升蒸汽量 V ______ 、下降液体量 L _____；提馏段上升蒸 汽量V _______ ，下降液体量L' ______ 。 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