精馏习题课
总精馏习题课
总精馏习题课1、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线⽅程及q 线⽅程分别为y =0.8x +0.19；y = -0.5x +0.675,试求：（1）进料热状况参数q 及原料液组成x F ；（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。
解：由q 线⽅程 y = -0.5x +0.675知5.01-=-q q故q =1/3 ⼜675.01=--q x F故x F =0.675（1-q ）=0.675×（1 -1/3）=0.45因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q 线的交点，所以y q = -0.5x q +0.675 y q =0.8x q +0.18联⽴求解 x q =0.373 y q =0.4892、在连续精馏塔中，分离某⼆元理想溶液。
进料为汽-液混合物进料，进料中⽓相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成x f =0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。
要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进⼊馏出液中。
取回流⽐为最⼩回流⽐的1.242倍。
试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段⽅程；（3）写出提馏段⽅程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第⼀块板上，上升蒸汽的组成为多少？解题过程：()0223.0361.0193.0361.035.01361.093.035.096.0 , 96.0 1=-?-=----=-=+=+==?=∴=FD x F Dx D F Dx Fx W Dx Fx x Wx Dx Fx W D F F D Fx Dx D f D f D f w w D f f D 得：由()()()()()186.08.0 1493.014411 0.422.3242.1242.1 22.3272.0428.0428.093.0 428.0272.0 07.03.27.012 7.0 15.035.015.05.011 5.0 428.01272.035.0 1 1 12 2, 272.011272.0428.0 11 22+=+++=+++=∴=?===--=--=∴===-++-=-=+-=---=---=∴=∴?-+?=-+=∴-'=-+=∴=∴?-+?=-+=n n n D n n m q q q D m q q f f n n n x y x R x x R R y R R x y y x R y x x x x y x x y x y x q x x q q y q q q yq F Fqx Fx FLL q qq xxy a a a x a ax y 即：精馏段⽅程为：线的交点联⽴求解平衡线与进料进料线⽅程为：⽓相所占分率为分率，则可视为进料中液相所占在汽、液混合进料中，：平衡线⽅程为()()()0109.049.11361.05.0361.040223.01361.01361.05.0361.045.0361.04111 311-=-++??-+-++?+?=-++???? ??-+-++?+?=-++-+-+++=-+--++=-'--''=++m m m w m w m w m w m m x y x FD q F D R x F D x F D q F D R qF D R F D qF RD x F D x F D qF RD qFRD WqF L Wx x W qF L qFL W L Wx x W L L y ()即提馏段⽅程由两点式直线⽅程有：解得：）的交点（⼜通过精馏线与进料线过点（⼜⼀解法：提馏段⽅程 0107.049.1 285.049.1414.0 285.00223.0285.0414.00223.0414.0 414.0285.0 7.0186.08.0 ,),, 12112111111111-=-=---=----=--??==+-=+=x y x y x y x x x x y y y y y x x y x y y x x x w w()0569.0 5.00436.00702.00436.0 0702.00364.010364.0212 0364.049.10107.00436.049.10107.0 0107.049.1 0436.00223.010223.0212 ?4221*21222*22*2122112112=∴=--=--==+?=+==+=+=∴-==+?=+==y y y y y y E x x y x y y x x y y x x x y x y y MV w w w 根据默弗⾥板效率公式成平衡关系与。
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。
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 = 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 、x w。
如进料分别为xF 1 、xF 2 时，其相应的最小回流比分别为R min 1 、 R min 2 。
当 x F1 xF 2 时，则 （ ）。
AA．Rmin 1R min 2 ； B ． R min 1R min 2 ； C ． Rmin 1 Rmin 2 ； D ． R min 的大小无法确定12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。
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( )。
化工原理-精馏习题课
第一章蒸馏1、熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q线方程的表达形式并能进行计算；2、能根据物料进料状况列出q线方程并用于计算，从而根据q线方程、进料组成还有气液平衡方程计算出点（x q，y q），再进一步计算出最小回流比R min；例如饱和液相进料（泡点进料）时，q线方程式x=x F，即x q=x F；而饱和蒸汽进料时，q线方程式y=x F，即y q=x F。
3、掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法，要特别注意摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数。
习题1：书上P71页课后习题第5题；分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换，这个转换大家一定要注意，很多同学在此常会出错。
在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算，首先还是先列出所有题目给出的已知量，①子量②③子量④问题了。
习题2其中x q，y qx q=x F；q线方程，习题3液平衡方程，而全凝器没有这个性质。
所以根据题目首先还是列出已知条件（提醒：大家在读题的时候一定要注意题目给出的是质量分数还是摩尔分数，本题是摩尔分数相对比较简单，如果是质量分数的话一定要先转换成摩尔分数）这里大家要注意，因为我们分析知道分凝器相当于一块塔板，但是题目中已经告诉我们精馏塔塔顶第一层板的液相组成，所以分凝器的塔板编号就不能是第一块，而一般我们对塔板编号是从塔顶往塔底编号，所以这里我们就假设分凝器是第零块塔板，下标用“0”代替，所以根据题目来说我们就知道分凝器向塔内提供的回流液就是分凝器上的液相组成，而分凝器上的气相则进入了全凝器，也就是说进一步分析题目，已知是泡点进料，根据上面几题分析，可知q=1，q线方程式x=x F，所以由此我们还可以知道以上就是我们根据题目所知道的条件②但是根据最小回流比的求算公式min D qq q x x R y x -=-我们可以知道要求最小回流比还缺少y q ，而要求它则必须知道气液平衡方程，然后代入x q 来求解，因此此处最重要的就是求出气液平衡方程，即：这样实际上就是要求相对挥发度α，因此必须找到某一块塔板上符合气液平衡的气液相组成数据代进这个方程就可以，而从上面分析我们就知道，分凝器上的数据恰好符合这一要求，所以把分凝器的数据（x 0，y 0）代入就可以求出α，也就是然后把0.5q x =代入上面气液平衡方程求出y q ，再代入最小回流比方程就可以求出最小回流比了。
液体精馏习题课
5. 精馏塔操作时，保持F、R、q、xF不变，增大塔釜
排液量W，则xD （ ）、L/V （ ）、xW （ ）。 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 6. 已知q=1.1，那么加料中液体量与总加料量之比为 （ ）。 7. 操作中，若提馏段上升蒸汽量增加，而回流量L和 进料状态（ F、xF、q ）仍保持不变，则R （ ） ， xD （ ） ， xW （ ）, L/V （ ） 。 （1）变大 （2）变小 （3）不变 （4）不确定 8. 某精馏塔在全回流下操作，物系的＝2，已知离开 某理论板的气相浓度yn=0.5，则yn+1=（ ）。
液体精馏
习题课
1．概述 蒸馏原理与蒸馏操作 2．双组分体系的气液平衡 理想体系的气液平衡 、非理想体系的气液平衡 3．双组分简单蒸馏 简单蒸馏与平衡蒸馏 4．双组分连续精馏 连续精馏原理与过程分析、基本型连续精馏塔的设计型
和操作型计算 、其它类型的连续精馏 5．间歇精馏 间歇精馏特点与计算 6．特殊精馏 萃取精馏 、恒沸精馏
基本要求
了解蒸馏与蒸发的区别；掌握相对挥发度的定义；了解闪蒸的原理； 掌握用安托因方程计算平衡的气液相组成； 掌握
"t~x~y"图线、泡点线和露点线；了解总压对泡点线和露点线的影 响；了解正、负偏差溶液的形成和特点。了解简单蒸馏的计算；掌握精馏 原理及回流的定义；掌握全塔物料衡算；掌握恒摩尔流假设；掌握五种进 料状态；掌握平衡线、q线、精馏段操作线和提馏段操作线；掌握理论板 的定义及全塔效率的概念。掌握全回流、最小回流比和最佳加料板位置的 概念；掌握进料状态对理论塔板数的影响；掌握设计型计算中图解法、逐 板计算法求解理论塔板数的方法；了解吉利兰快速估值法和芬斯克方程求 最少理论塔板数。在操作型计算中，掌握进料浓度、回流比的变化对塔顶 产品和塔底产品的影响。了解直接蒸汽加热、分凝器、冷液回流、侧线出 料和回收塔各自的特点。了解间歇精馏的特点与计算，了解特殊精馏的特 点。
中国石油大学化工原理精馏习题课
1. 在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得
相邻两板上液相组成分别为Ｘn-1＝０.7,Ｘn ＝０.5（均为易挥发组分摩尔分率）。已知 操作条件下相对挥发度α＝３，则 Ｙn ＝ ，Ｘn*＝ ，以液相组成表示的第 %。 ｎ板的单板效率ＥmL＝ 答案：0.7/ 0.4375/ 76.2%
2 某精馏塔的设计任务为：原料Ｆ,ｘF，要求塔顶为 ｘD，塔底为ｘW。设计时若选定的Ｒ不变，进料热 状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料， 则所需理论板数ＮT ，提馏段上升蒸汽量 ，提馏段下降液体量Ｌ’ ，精馏段上 Ｖ’ 升蒸汽量Ｖ ，精馏段下降液体量Ｌ 。 （增加,不变，减少）
q线
xe
xF
xD
x’D
计算3
用板式精馏塔在常压下分离苯-甲苯溶液，塔顶 为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，α为2.47， (1)进料为F=150kmol/h，xF=0.4(摩尔分率)的饱和 蒸汽，R=4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97， 塔釜采出样中甲苯回收率为0.95，求 (a) xD、xw (b) 精操线方程和提操线方程 (c) R/Rmin (2)全回流时，塔顶第1块板的汽相默弗里板效率为 0.6，全凝器凝液组成为0.98，求由塔顶第2块板 上升的汽相组成。
y 1.25 xF 0.0187
0.723x F 0.263 1.25 x F 0.0187
0.263 0.0187 xF 0.535 1.25 0.723
作业18 某厂脱乙烷塔进料组成如下：
进料为饱和液相，流率为305kmol/h，塔顶采用部分冷凝 器，冷凝温度为-12℃。要求丙烯回收率不低于99.1％(摩尔)， 乙烷回收率不低于97.6％(摩尔)，试计算： (1)塔顶和塔底产品量和组成。 (2)塔的操作压力(忽略压降)。 (3)塔底温度。 (4)最小理论板数。 (5)最小回流比。 (6)操作回流比为最小回流比的1.2倍时，用简捷法求所需理 论板数和进料位置。
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。
化工原理精馏习题课
第一章 蒸馏1、 熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方程的表达形式并能进行计算；2、 能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算;从而根据q 线方程、进料组成还有气液平衡方程计算出点x q ;y q ;再进一步计算出最小回流比R min ；例如饱和液相进料泡点进料时;q 线方程式x=x F ;即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时;q 线方程式y=x F ;即y q =x F ..3、 掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法;要特别注意摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数..习题1：书上P71页课后习题第5题；分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换;这个转换大家一定要注意;很多同学在此常会出错..在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算;首先还是先列出所有题目给出的已知量;为了便于区分;建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示;而表示摩尔分数时使用x 来表示：① 根据题目已知：w F =0.3;F=4000kg/h;w w =0.05;另外还可以知道二硫化碳的分子量Mcs 2=76;四氯化碳的分子量Mccl 4=154根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成② =+F x =二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量0376=0.4650376+1-03154F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成④ 对于原料液的质量流量转换为摩尔流量有两种方法;第一种是分别用二硫化碳和四氯化碳各自的质量流量除以各自的分子量然后求和;即第二种是用总质量流量除以混合物平均分子量;而这种方法也是同学们最容易出错的地方;因为这里平均分子量应该是用二硫化碳和四氯化碳各自的摩尔分数乘以各自的分子量后求和;而不是用质量分数乘以各自的分子量求和;这样是很多同学计算有误的原因;因此正确的求法是⑤ 上面弄正确后;下面的步骤就比较简单;利用物料衡算以及回收率就可以求出来;方程组如下：上述方程组里面所有的组成都已经转变为摩尔组成;所有的流量也都变为摩尔流量了;这样计算就不会再有问题了..习题2：书上P72页课后习题第11题；分析：本题的重点实际是要大家掌握最小回流比R min 以及x q ;y q 的求法;根据公式其中x q ;y q 之间符合气液平衡方程式关系;所以只要知道这两个其中一个就可以知道另一个;而对于x q ;y q 可以根据进料状况来判定;如我们上面提到过;饱和液相进料泡点进料时;q=1;q 线方程式x=x F ;即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时;q=0;q 线方程式y=x F ;即y q =x F ..算出x q ;y q 后代入上面公式就可以求出最小回流比..如果进料状况不是上面说的饱和液相进料或是饱和蒸汽进料的话;那么应该先根据书上的公式求出q 线方程;然后利用q 线方程与精馏段或提馏段或者不求q 线方程而直接用精馏段和提馏段方程求出二者间的交点坐标;也就是x q ;y q 再求出最小回流比即可..习题3：书上P72页课后习题第12题；分析：本题是精馏中相对复杂一些的综合题;包含了分凝器与全凝器的区别、最小回流比的求解、进料热状况的判断和相关参数的求解、气液平衡方程的求解等等综合运用..①首先要明确分凝器和全凝器之间的区别;其中分凝器相当于一块理论塔板;所以上面的气液相组成仍旧符合气液平衡方程;而全凝器没有这个性质..所以根据题目首先还是列出已知条件提醒：大家在读题的时候一定要注意题目给出的是质量分数还是摩尔分数;本题是摩尔分数相对比较简单;如果是质量分数的话一定要先转换成摩尔分数这里大家要注意;因为我们分析知道分凝器相当于一块塔板;但是题目中已经告诉我们精馏塔塔顶第一层板的液相组成;所以分凝器的塔板编号就不能是第一块;而一般我们对塔板编号是从塔顶往塔底编号;所以这里我们就假设分凝器是第零块塔板;下标用“0”代替;所以根据题目来说我们就知道分凝器向塔内提供的回流液就是分凝器上的液相组成;而分凝器上的气相则进入了全凝器;也就是说进一步分析题目;已知是泡点进料;根据上面几题分析;可知q=1;q 线方程式x=x F ;所以由此我们还可以知道以上就是我们根据题目所知道的条件②但是根据最小回流比的求算公式min D qq q x x R y x -=-我们可以知道要求最小回流比还缺少y q ;而要求它则必须知道气液平衡方程;然后代入x q 来求解;因此此处最重要的就是求出气液平衡方程;即：这样实际上就是要求相对挥发度α;因此必须找到某一块塔板上符合气液平衡的气液相组成数据代进这个方程就可以;而从上面分析我们就知道;分凝器上的数据恰好符合这一要求;所以把分凝器的数据x 0;y 0代入就可以求出α;也就是然后把0.5q x =代入上面气液平衡方程求出y q ;再代入最小回流比方程就可以求出最小回流比了..③而对于实际操作的回流比R;如果题目告诉了我们它是最小回流比的多少倍;那么根据倍数关系可以直接求出实际回流比;但是这道题目没有告诉我们具体倍数;所以实际回流比必须根据精馏段操作线方程来求;精馏段操作线方程式是：而与气液平衡方程不同的是;这里面组成坐标x;y 的不是同一层塔板的数据;而是本块塔板的液相组成x 与下一层塔板从上往下数的气相组成y 或者是上一层塔板的液相组成x 与本层塔板的气相组成y 之间来组成;这一点区别大家要牢记;避免计算时出错..而从题目上我们可以分析指导;我们知道第0块塔板的组成x 0;y 0;另外知道第一块塔板的液相组成x 1;而实际上要求精馏段操作线方程;必须代入的坐标点应该是x 0;y 1;所以这里重点是要求y 1;而我们知道x 1;y 1是符合气液平衡关系的;所以把x 1代入气液平衡方程就可以求出y 1;再把y 1和x 0代入精馏段操作线方程;就可以求出实际回流比R 了..④至于进料流量F 只要根据回收率0.96D F Dx Fx =代入相关公式就可以求得;不再赘述..这道题目相对来说比较具有综合性;当然还没有涉及到提馏段方程的求解;另外大家应该熟悉塔内精馏段和提馏段气相和液相流量的关系;例如精馏段液相流量L=RD;气相流量V=R+1D;而对于本题所涉及的泡点进料我们可以知道;就是饱和液体进料;所以进料全部进入提馏段液相;因此提馏段液相组成L ’=L+F=RD+F;V ’=V=R+1D1、蒸馏是分离 混合物的单元操作..A 气体B 液体C 固体D 刚体..2、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 液相回流B 进料C 侧线抽出D 产品提纯4、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5、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 ..A 60 kmol/hB 66.7 kmol/hC 90 kmol/hD 100 kmol/h..6、溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度..7、对于二元理想溶液; 若轻组分含量越高; 则泡点温度 ..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 ..9、精馏操作中; 回流比的上限称为 ；回流比的下限称为 ..10、设计一精馏塔时; 回流比选的大;则塔板数 ..11、对于正在操作中的精馏塔;若加大操作回流比;则塔顶产品浓度会 .. 提高12、完成精馏操作需要哪两个必要条件精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置什么设备 1需要塔顶液相回流与塔底上升的蒸气..2需要冷凝器和再沸器..13、精馏操作中;在上限操作时对实际生产有无意义一般在什么情况下采用在上限操作时;产品量为零;对实际生产无意义;一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用..14、什么是理论板理论板是指离开这种板的气液两相相互成平衡;而且塔板上的液相组成也可视为均匀的..15、设计一精馏塔时; 进料量对塔板层数有无影响为什么进料量对塔板层数无影响;影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比..16、将含24%摩尔百分数;下同易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中..要求馏出液含95%易挥发组分;釜液含3%易挥发组分..送至冷凝器的蒸气量为 850 kmol/h;流入精馏塔的回流液为670 kmol/h..求： 1每小时能获得多少kmol的馏出液 2回流比为多少 3塔底产品量17、每小时将15000 kg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97.1%..求馏出液和釜残液的流量和组成;以摩尔流量和摩尔流率表示..苯的分子量为78;甲苯的分子量为92解：进料组成釜残液组成原料液的平均分子量 MF= 0.44×78 + 0.56×92 = 85.8 kg/kmol 进料量 F = 15000/85.8 = 175 kmol/h由题意 DxD /FxF= 0.971所以 DxD= 0.971×175×0.44 a全塔总物料衡算为 D + W = 175 b全塔苯的衡算为 DxD+ 0.0235W = 175×0.44 c联立式a、b、c;解得 W = 95 kmol/h D = 80 kmol/h xD = 0.93518、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0.95摩尔分率;馏出液流量为50 kmol/h;平均相对挥发度= 1.6;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..19、一连续精馏塔;泡点进料..已知操作线方程如下：精馏段 y = 0.8 x + 0.172提馏段 y = 1.3 x – 0.018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= 0.86;得 R = 4；;得 xD将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立= 0.06解得 x = 0.06;即 xw将两操作线方程联立解得 x = 0.38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;= 0.38∴ xF20、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 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;最小回流比为1.63;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 = 0.367;y = 0.592此点坐标0.367;0.592即为xq ;yq..因 xF = 0.44;即xq＜xF＜yq;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 = 0.67621、今有含苯40%和甲苯60%摩尔百分数;下同的混合液; 欲用精馏塔分离出含苯95%的塔顶产品..进料为饱和液体; 塔内平均相对挥发度为2.5..若操作回流比取为最小回流比的1.5倍; 写出精馏段操作线方程..此溶液可视为理想溶液..解：因是泡点进料;xq = xF由相平衡方程最小回流比回流比 R = 1.5Rmin= 1.5×1.44 = 2.16精馏段操作线方程22、实验测得常压精馏塔精馏段相邻两塔板的上升气流组成分别为y n =0.885 ; yn+1=0.842;已知操作条件下平均相对挥发度3;回流比R=3.5;塔顶产品组成xD=0.95..求以汽相组成表示的第n板的单板效率..若在全回流情况下;精馏段相邻两塔板的上升气流组成变为yn=0.885 ; yn+1=0.822;则以汽相组成表示的第n板的单板效率又为多少。
精馏习题课
一 填空题：1、精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低，系统的相对挥发度α 增加 ，溶液的泡点 降低 ，塔顶蒸汽冷凝温度 降低 （增大、减小、不变）2、某精馏塔设计中，若将塔釜间接蒸汽改为直接蒸汽加热，而F 、D 、F x 、D x 、q 、R 不变，则W 增加 , W x 降低 , T N 增加 （增大、减小、不变）。
3、精馏塔操作中，保持F 、F x , q ,R 不变，而增大W ，则D x 增加 ，W x 增加 ，L V 不变 , L V '' 增加 , （增大、减小、不变）。
4、某理想混合液，其中一组平衡数据为0.376,0.596A A x y ==，此时平均相对挥发度为α=_____2.45______.二、选择题：1、蒸馏操作的主要费用是：（ C ）A 、加热汽化；B 、气相冷凝；C 、加热和冷凝2、某精馏塔操作时，若保持F F x '、、q 、V 不变，增大回流比R ，则L ,L '的变化趋势是 （ D ） A. L 增大，L '减小； B. L 减小，L '增大 C. L 减小，L '减小； D. L 增大，L '增大；3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成0.56A x =相应的泡点为1t ， 与之相平衡的汽相组成0.65A y =，相应的露点为2t ，则：（ A ）。
A. 12t t =；B. 12t t ；C. 12t t ；D. 不能判断4、设计时，若,,,,F D W F x x x V 为定值，将进料热状态从1q =变为1q ，设计所需理论板数： （B ）A. 多；B. 少；C. 不变；D. 判断依据不足。
5、精馏塔的理论塔板数为18块（不包塔釜）其全塔效率为0.45，则实际板数为（B ）块。
A 、 34；B 、 40；C 、 9三、判断题1、（ × ）系统的平均相对挥发度α可以表示系统的分离难易程度，α＞1，可以分离，α＝1，不能分离，α＜1更不能分离。
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
精馏习题课(3)
查吉利兰图
4
0.35
2.97 1.858 R Rm R1 2.97 1
0.28
N N min 0.35 N 2
0.28
N 8
如何确定加料板位置(即确定精馏段板数)
0.9 0.506 Rm 1.858 0.506 0.294
q 0.5
R = 1.6×1.858 = 2.97
最少理论塔板数
log 0.9 / 0.1 0.1 / 0.9 1 N0 log 2.46
4
2.97 1.858 R Rm 0.28 2.97 1 R1
℃ 106 95 85 0.1 0.4 x-y 0.9
Cp△t = ( 0.4×1.84×78 + 0.6×1.84×92)(95 20) = 11925 kJ / kmol r = ( 0.4 × 93 × 78 + 0.6 × 86 × 92 ) × 4.18 = 31972 kJ / kmol q = ( 11925 + 31972 ) / 31972 = 1.37 q 线方程:
3.自塔顶下数，第二块理论板上升蒸气组成； y1= xD= 0.9 2.46x1 y1 0.9 1 1.46x1
x1 0.785
y1
y2
x1
x2
xD
R xD y2 x1 R1 R1
1.51 0.9 y2 0.785 1.51 1 1.51 1
0.83
6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置； 7.由图中求( 3 )、（5）所问； 8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？ 9.如进料为气液各占一半的情况 ,用简捷法求理论 板数及加料板位置; 10.比较冷液、泡点、气液混合物的Rmin，说明了 什么问题？ 已知：r（苯）= 93kcal/kg r（甲苯）= 86 kcal/kg cp（苯）= cp（甲苯）= 1.84kJ/kg· ℃
精馏习题课
精馏习题课1、用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9（摩尔百分数，下同）。
进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度α=2.5，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用全凝器。
试求:（1）最小回流比；（2）离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。
2、在一连续精馏塔中分离苯—甲苯溶液。
塔釜为间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。
进料中含苯35%（摩尔百分数，下同），进料量为100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部。
要求塔顶苯的含量不低于80%，要求塔釜液含苯量不高于5%，采用的回流比R=1.54R min，系统的相对挥发度为2.5。
试求：（1）塔顶馏出液和塔底采出液各为多少；（2）分别写出此塔精馏段及提馏段的操作线方程；（3）已知塔顶第一块板以液相组成表示的默弗里板效率为0.54，求离开塔顶第二块板升入第一块板的气相组成。
3、一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某层塔板上的气、液相组成分别为0.83和0.70，与之相邻的上层塔板的液相组成为0.77，而与之相邻的下层塔板的气相组成为0.78（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0.46，塔顶与塔底产量之比为2/3。
试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。
4、常压下在一连续操作的精馏塔中分离苯和甲苯混合物。
已知原料液中含苯0.45（摩尔分数，下同），汽液混合物进料，汽、液相各占一半。
要求塔顶产品含苯不低于0.92，塔釜残液中含苯不高于0.03。
操作条件下平均相对Array挥发度可取为2.4。
操作回流比R=1.4R min。
塔顶蒸汽进入分凝器后，冷凝的液体作为回流流入塔内，未冷凝的蒸汽进入全凝器冷凝后作为塔顶产品，如图所示。
试求：(1) q线方程式；(2) 精馏段操作线方程式；(3) 回流液组成和第一块塔板的上升蒸汽组成。
5、分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。
化工原理-精馏习题课
第一章 蒸馏1、 熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方程的表达形式并能进行计算；2、 能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算，从而根据q 线方程、进料组成还有气液平衡方程计算出点（x q ，y q ），再进一步计算出最小回流比R min ；例如饱和液相进料（泡点进料）时，q 线方程式x=x F ，即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时，q 线方程式y=x F ，即y q =x F 。
3、 掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法，要特别注意摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数。
习题1：书上P71页课后习题第5题；分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换，这个转换大家一定要注意，很多同学在此常会出错。
在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算，首先还是先列出所有题目给出的已知量，为了便于区分，建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示，而表示摩尔分数时使用x 来表示：① 根据题目已知：w F =0.3，F=4000kg/h ，w w =0.05，另外还可以知道二硫化碳的分子量Mcs 2=76，四氯化碳的分子量Mccl 4=154根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成② =+F x =二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量0376=0.4650376+1-03154F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成00576=0.096400576+1-005154W x =..（.） ④ 对于原料液的质量流量转换为摩尔流量有两种方法，第一种是分别用二硫化碳和四氯化碳各自的质量流量除以各自的分子量然后求和，即()40001-0.340000.3+=33.971kmol/h 76154F ⨯⨯=第二种是用总质量流量除以混合物平均分子量，而这种方法也是同学们最容易出错的地方，因为这里平均分子量应该是用二硫化碳和四氯化碳各自的摩尔分数乘以各自的分子量后求和，而不是用质量分数乘以各自的分子量求和，这样是很多同学计算有误的原因，因此正确的求法是 ()0.46576+1-0.465154=117.73=4000117.73=33.976kmol/h M F =⨯⨯⑤ 上面弄正确后，下面的步骤就比较简单，利用物料衡算以及回收率就可以求出来，方程组如下：+=0.88F D WD F F D WFx Dx Wx Dx Fx ==+=回收率上述方程组里面所有的组成都已经转变为摩尔组成，所有的流量也都变为摩尔流量了，这样计算就不会再有问题了。
液体精馏习题课
12.某二元混合液中含易挥发组分的浓度 F =0.5，经平 某二元混合液中含易挥发组分的浓度x 某二元混合液中含易挥发组分的浓度 ， 衡蒸馏后得到汽量:液量＝ （摩尔比）， ），相对挥发度 衡蒸馏后得到汽量 液量＝1:1（摩尔比），相对挥发度 液量 为2，则闪蒸后汽相中易挥发组分浓度＝（ ），液相 ，则闪蒸后汽相中易挥发组分浓度＝（ ），液相 中易挥发组分浓度＝（ 中易挥发组分浓度＝（ ）。 13.精馏段操作线方程为 精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3是绝不可能的。 是绝不可能的。 精馏段操作线方程为 是绝不可能的 （ ） 14.平衡蒸馏的效果一般比简单蒸馏好。（ ） 平衡蒸馏的效果一般比简单蒸馏好。（ 平衡蒸馏的效果一般比简单蒸馏好 15.若过热蒸汽状态进料，q线方程斜率大于零。（ ） 若过热蒸汽状态进料， 线方程斜率大于零 线方程斜率大于零。（ 若过热蒸汽状态进料 16.图解法求理论板时与下列参数 ，XF，q，R，α，XD， 图解法求理论板时与下列参数F 图解法求理论板时与下列参数 ， XW中的 无关。（ ） 中的α无关 无关。（
5. 精馏塔操作时，保持 、R、q、xF不变，增大塔釜 精馏塔操作时，保持F 不变， 排液量W， ）、L ）、x 排液量 ，则xD （ ）、 ′/V′ （ ）、 W （ ）。 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 6. 已知q=1.1，那么加料中液体量与总加料量之比为 已知 ， （ ）。 7. 操作中，若提馏段上升蒸汽量增加，而回流量 和 操作中，若提馏段上升蒸汽量增加，而回流量L和 进料状态（ 仍保持不变， 进料状态（ F、xF、q ）仍保持不变，则R （ ） ， xD （ ） ， xW （ ）, L′/V′ （ ） 。 （1）变大 （2）变小 （3）不变 （4）不确定 ） ） ） ） 8. 某精馏塔在全回流下操作，物系的α＝2，已知离开 某精馏塔在全回流下操作， ， 某理论板的气相浓度y 某理论板的气相浓度 n=0.5，则yn+1=（ ）。 ， （
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。
精馏习题课
⑴ y1=xD=0.84, 0.84=0.45x1+0.55, x1=0.64, yW=3×0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69, 0.69=0.45×xW+0.55, xW=0.311, ⑵ D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311) =16.8(kmol/h), W=100-16.8=83.2(kmol/h)
一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离 苯－甲苯物系，采用回流比 R＝3。今测得 塔顶馏出液浓度xD＝0.985和第一块塔板下 流液体浓度x1＝0.970（均为摩尔分率）； 已知物系的相对挥发度α=2.58。 试计算第一块塔板的板效率Emv
y1=xD=0.985 y1*=αx1/[1+(α-1) x1] =2.58×0.970/[1+(2.58-1)×0.970] =0.988 y2=[R/(R+1)]x1+xD/(R+1) =[3/(3+1)]×0.970+0.985/(3+1) =0.974 Emv=(y1-y2)/(y1*-y2) =(0.985-0.974)/(0.988-0.974) =0.786
在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物， 进R=3.6，提馏段 操作线的斜率为1.25，截距为-0.0187。 求馏出液组成xD
q线方程: y=xF=0.54 (1) 精线方程: y=0.7826x+0.217xD(2) 提段方程: y=1.25x-0.0187=0.54 (3) 式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标 x=0.447 将y=0.54, x=0.447代入(2)得 xD=0.8764
(1)D=F(xF-xW)/(xD-xW) 即0.5=(0.5-xW)/(xD-xW) R/(R+1)=5/6 ∴R=5 xD/(R+1)=xD/(5+1)=0.15 xD=0.9 xW=0.1 (2)提馏段操作线: y'=(L’/V’)x-WxW/V’ ∵饱和蒸汽进料 ∴q=0, L’=L, V’=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D ∴y'=[L/(V-F)]x'-W×0.1/(V-F) ={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×0.1/[(R+1)D-2D] =[5/(6-2)]x'-0.1/(6-2) =1.25x'-0.025 (3) (xD-x1)/(xD-x1*)=0.6 x1*=y1/[α-(α-1)y1] =0.9/(3-(3-1)×0.9] =0.75 ∴ (0.9-x1)/(0.9-0.75)=0.6 解得 x1=0.81 y2=5x1/6+0.15=5×0.81/6+0.15=0.825
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精馏习题课1．某连续精馏塔的操作线方程为：263.0723.0+=x y （精馏段）；0188.025.1-=x y （提馏段）。
若为过冷液体进料，且进料热状况参数为1.2，进料量为h kmol F /75=。
试求：①回流比；②馏出液组成；③釜液的组成；④料液组成；⑤塔顶产品流率。
解：①回流比61.2;723.01==+R R R②馏出液组成95.0;263.01==+D Dx R x ③釜液的组成0752.0;0188.025.1=-=W W W x x x ；④料液组成联立365.0723.0+=x y ；0188.025.1-=x y 解得650.0;535.0==q q y x ；512.0;11=---=F F q q x q x x q qy ⑤塔顶产品流率；h kmol x x x x FD WD WF /45.37=--=2. 实验测得常压精馏塔在部分回流情况下，在精馏段相邻两塔板的上升气相组成为885.0=n y ，842.01=+n y ，已知操作条件下平均相对挥发度3=α，回流比 5.3=R ,塔顶产品组成 95.0=D x （以上均为易挥发组分的摩尔分率） 。
求以汽相组成表示的第n 板的单板效率。
解：精馏段操作线: 2111.07778.011+=+++=n D x R x x R Ry 811.02111.07778.01=⇒+=+n n n x x y928.0)1(1*=-+=n nn x x y αα5.01*1=--=++n n n n mV y y y y E3.在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶采用全凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。
原料处理量为4000 kg/h ，组成为0.4(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液组成为0.96，苯的回收率不低于98%，泡点进料。
已知体系的相对挥发度α=2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。
已知苯、甲苯的摩尔质量分别为78.11 kg/kmol 和92.13 kg/kmol 。
试求：(1) 塔顶产品量D (kmol/h)、塔底残液量W (kmol/h)及组成x W ；(2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成；(3)离开最后一块塔板的液体中苯的组成；(4)因长期操作，再沸器内结垢，试问对塔顶、塔底产品质量有何影响？写出分析过程(假设此时F 、D 、q 、x F 不变)。
为维持塔顶、塔底产品质量不变，应采取何种措施？并说明理由。
思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。
F=w F q=198%附图1F DD Fxx η=4 000F F x =D x F D=-F DFx Dx W-=F M (1) 塔顶产品量D (kmol/h)、塔底残液量W (kmol/h)及组成(2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成min D ee ex y R y x -=-min11D n nx Ry x R R +=+++e =1(1)eex x αα=+-y 1=x Dx 0=x D111y 1=2y 2相平衡方程相平衡方程相平衡方程(1)nn ny x y αα=--精馏段操作方程泡点进料(3) 离开最后一块塔板的液体中苯的组成w x N-1相平衡方程提馏段操作方程(V V R ==+F+解：(1) 塔顶产品量D (kmol/h)、塔底残液量W (kmol/h)及组成x W0.40/78.110.4400.40/78.110.60/92.13F x ==+0.96/78.110.9660.96/78.110.04/92.13D x ==+0.44078.110.56092.1385.96F M =⨯+⨯=4 00046.5385.96F ==kmol/h因D D F Dx Fx η=，所以 46.530.4400.919.070.966F D D Fx D x η⨯⨯=== kmol/h 据总物料衡算 46.5319.0727.46W F D =-=-= kmol/h46.530.44019.070.9660.07527.46F D W Fx Dx x W -⨯-⨯=== (2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成泡点进料，q =1，0.440e F x x == 2.50.4400.6631(1)1 1.50.440e e e x y x αα⨯===+-+⨯min 0.9660.6251.530.6630.440D e e e x y R y x --===--min 1.5 1.5 1.53 2.30R R ==⨯=1 2.230.9660.6900.29911 2.231 2.231D n n n n x R y x x x R R +=+=+=+++++ 10.966D y x ==1110.9660.919(1) 2.5 1.50.966y x y αα===---⨯20.6900.9190.2990.933y =⨯+=2220.9330.848(1) 2.5 1.50.933y x y αα===---⨯(3)离开最后一块塔板的液体中苯的组成(1) 3.2319.0761.60V V R D ==+=⨯=kmol/h2.2319.0746.5389.06L L qF RD F =+=+=⨯+=kmol/h则 189.0627.460.07561.6061.60W n n n Wx L y x x V V +⨯=-=-1.450.0334n x =-2.50.0750.1691(1)1 1.50.075w N w w x y y x αα⨯====+-+⨯ 离开最后一块塔板的液体中苯的组成1(0.0334)/1.45(0.1690.0334)/1.450.140N N x y -=+=+= (4) 再沸器内结垢，导致传热不良，V ↓，而D 又不变，由()1V R D =+，知R ↓，精馏段操作线斜率(=R /(R +1))↓，靠近平衡线，不利于分离，故x D ↓。
由全塔物料衡算可知，当F 、D 、W 、x F 不变，x D ↓时，x W ↑。
要想维持x D 、x W 不变，应及时清除污垢，或提高再沸器的加热蒸汽压力，以使V 保持不变或略有增大。
4.某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，塔顶设有全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。
已知F =100kmol/h ，x F =0.45 (轻组分的摩尔分率，下同)，轻组分的回收率为95%，馏出液组成0.98，体系的平均相对挥发度α=3，塔釜气化量为最小气化量的2.2倍。
试求：⑴ 提馏段操作线方程；⑵ 进入第一块理论板(由塔顶往下数)的气相浓度； ⑶ 上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持x D 不变应如何操作？此时塔釜排液x W =？思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。
F=x F q=0DDxFxF D=-(1)D FWFxWη-=D ex yy x--min(1)V R D F=+-minV=(1)⑵进入第一块理论板(由塔顶往下数)的气相浓度y1=x D x0=x D11111Dn nxRy xR R+=+++1y1=x D相平衡方程精馏段操作方程相平衡方程(1)nnnyxyαα=--精馏段操作方程y2解:⑴求提馏段操作方程DDFDxFxη=0.980.951000.45D⨯=⨯43.62D=kmol/h10043.6256.38W F D=-=-=kmol/h(1)(10.95)1000.450.04056.38FWFxxWη--⨯⨯===饱和蒸汽加料，0q=，0.45e Fy x==()e0.450.2141320.45eeyxyαα===---⨯min0.980.452.250.450.214D ee ex yRy x--===--min min(1)(2.251)43.6210041.77V R D F=+-=+⨯-=kmol/hmin2.2 2.241.7791.89V V==⨯=kmol/h(1)V R D F=+-()/1(91.89100)/43.621 3.40R V F D=+-=+-=3.4043.62148.31L RD==⨯=提馏段操作方程：1148.3156.380.040 1.6140.024 591.8991.89W n n n n Wx L y x x x V V+⨯=-=-=-⑵ 求进入第一块理论板的气相浓度精馏段操作线方程：1 3.400.980.7730.22311 3.401 3.401D n n n n x R y x x x R R +=+=+=+++++ 10.98D y x ==10.980.9423.0 2.00.98x ==-⨯20.7730.9420.2230.951y =⨯+= ⑶上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持D x 不变，应保持精馏段操作线斜率不变，即R 不变，而此时精馏塔无提馏段，只有精馏段，故塔釜停止加热时精馏段上升蒸汽流量 (1)V F R D ''==+塔釜正常加热时精馏段上升蒸汽流量 (1)V V F R D =+=+显然，停止加热时馏出液流率减小。
所以，若塔釜停止加热，欲维持D x 不变，则降低塔顶产品采出率。
100(3.401)D '=+ 22.73D '=kmol/h1000.4522.730.980.29410022.73F D W Fx Dx x F D -⨯-⨯===--5.一连续操作的常压精馏塔用于分离某二元液体混合物。
塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。
原料液组成为0.40(轻组分的摩尔分数，下同)，进料温度为50℃，要求塔顶产品组成达到0.98，塔釜馏出液组成不高于0.01。
该物系的相对挥发度为2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。
已知，x F =0.4时，混合溶液的泡点为95.2℃，定性温度下原料液的平均比热容c p =163 kJ/(kmol ·℃)，泡点温度下混合液的汽化潜热为3.68×104kJ/(kmol ·℃)。
试计算：(1) 组分A 的回收率；(2) 提馏段操作方程；(3) 若塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%，求离开该板的下降液体组成。
思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。
Fx F =0.4t F =50℃t FbF WD Wx x D F x x -=-(1) 组分A 的回收率附图(2) 提馏段操作方程提馏段操作方程min1.5R R=冷液进料1(1/)/(1)/(1)(1)/(1)W Wn nnWx D F xL RD F qy x xR D F q R D F qV V+-+=-=-+--+--未知变量F Fbt t<()p Fb Fc t tr-+(3) 当塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%时离开该板的下降液体组成12*2mvy yEy y-=-()*1111xyxαα=+-2111DxRxR R=+++1解：4()163(95.250)11 1.203.6810p b fc t tqr-⨯-=+=+=⨯(1) 回收率0.400.010.4020.980.01F WD Wx xDF x x--===--0.980.4020.9850.40DDFDxFxη==⨯=(2) 提馏段操作方程q线方程1.200.406211 1.201 1.201fxqy x x xq q=-=-=-----相平衡方程()2.5111 1.5x xyx xαα==+-+联立求解上两式得x e=0.444，y e=0.666min0.980.6661.410.6660.444D ee ex yRy x--===--4min1.5 1.5 1.4142.121R R==⨯=提馏段操作线方程：1()(1)(1)(1)(1)W Wn n nWx F D xL RD qFy x xR D q F R D q FV V+-+=-=-+--+--(1/)/(1)/(1)(1)/(1)WnD F xRD F qxR D F q R D F q-+=-+--+--2.1210.402 1.20(10.402)0.01(2.1211)0.402(1 1.20)(2.1211)0.402(1 1.20)nx⨯+-⨯=-+⨯--+⨯--11.4110.0041n ny x+=-(3) 离开第一板的下降液体组成12*12mv y y E y y -=- 代入数据得： 2*120.980.60y y y -=-(1)相平衡方程()*111112.5111 1.5x x y x x αα==+-+ (2) 精馏段操作方程 1 2.1210.980.6800.3142.1211 2.1211n n n y x x +=+=+++所以 210.6800.314y x =+ (3)联立式(1)-(3)得：x 1=0.966。