第三章 精馏作业及复习思考题

作业（计算题）

1、用常规精馏分离下列烃类混合物：

组分 甲烷 乙烯

乙烷 丙烯 丙烷 丁烷 ∑ 摩尔分数/% 0.52

24.9 8.83 8.7 3.05 54.0 100.0 工艺规定塔顶馏出液中丁烷浓度不大于0.002，塔釜残液中丙烷浓度不大于0.0015，试应用清晰分割法估算塔顶塔釜产品的量和组成。

2、脱丁烷塔分离下列混合液：

组分

丙烷 异丁烷 丁烷 异戊烷 戊烷 己烷 iF

x （摩尔分数） 0.0110 0.1690 0.4460 0.1135 0.1205 0.1400 iD

X （摩尔分数） 0.0176 0.2698 0.6995 0.0104 0.0027 50.3410-⨯ 4i a 平均值 3.615 2.084 1.735 1.000 0.864 0.435 工艺规定丁烷为轻关键组分，异丁烷为重关键组分。分离所得的塔顶产物组成已列于上表，各组分相对于重关键的相对挥发度也列于表中。料液为饱和液体。试

求最小回流比m R 。并应用清晰分割法进行塔顶和塔釜产品的量和组成的估算。

已知轻关键组分丁烷在塔顶产品中的回收率98.1%，重关键组分异戊烷在塔釜产品中的收率为94.2%。进料量F=983kmol/h 。

3、进料中含正辛烷(1)0.34,正庚烷（2）0.33，正己烷（3）0.33（摩尔分数）。今

要馏出液中正庚烷浓度2,0.01D x ≤，釜液中正己烷3,0.01W x ≤，试求所需最少理论

级数及在全回流条件下馏出液和釜液之组成。已知各组分之相对挥发度为1,1 1.00a =，2,1 2.27a =，3,1 5.25a =。

4、某分离乙烷和丙烯连续精馏，其进料组成（摩尔分率）如下：

组分

甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 ∑ 组成 0.05

0.35 0.15 0.20 0.10 0.15 1.00 a 平均

10.95 2.59 1.000 0.884 0.422 0.296 要求馏出液丙烯浓度 2.5%≤，釜液中乙烯浓度5%≤，并假定釜液中不出现甲烷，在馏出液中不出现丙烷及其更重的组分。试求：（1）进料量为100kmol/h ，馏出液，馏出液和釜液的组成级流量；（2）若按饱和液体进料，进料温度为26℃，

平均操作压力为 2.776MPa，试用简捷法计算理论级数（塔顶采用全凝器）；(3)确定进料位置。

5、拟以水为溶剂对醋酸甲酯（1）-甲醇（2）溶液进行萃取精馏分离，已知料液的x1F=0.65，此三元系中各组分的端值常数为：

A12=1.0293;A21=0.9464;A2S=0.8289

A S2=0.5066;A1S=2.9934;A S1=1.8881

试问当全塔萃取剂浓度为x S=0.6时，水能作为该体系的萃取剂吗？若当全塔萃取剂浓度为x S=0.8时，其萃取效果可提高多少？

6、以水为溶剂对乙酸甲酯（1）-甲醇（2）溶液进行萃取精馏分离，料液的x1，=0.649（摩尔分数），呈露点状态进塔。要求塔顶流出液中乙酸甲酯的浓度x1，F

=0.95，其回收率为98%，要求塔级上的浓度x S=0.8，操作回流比为最小回流比D

的1.5倍。试计算溶液与料液之比和所需的理论级数。

（设已查得：A12=0.447；A21=0.411；A2S=0.36；A S2=0.22；A1S=0.130；A S1=0.82）

复习思考题

（一）填空题

1、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。

2、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。

3、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（）时分布一致。

4、精馏塔计算中每个级由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。

5、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。

6、采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在（）。

7、当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂主要起（）作用。

8、要提高萃取剂的选择性，可（）萃取剂的浓度。

9、最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。

10、在一定温度和组成下，A、B混合液形成最低沸点恒沸物的条件为（）。

11、不加恒沸剂可完成恒沸物分离的方法有（）和（）两种。

12、分布组分是指在馏出液和釜液（）；非分配组分是指仅在（）出现的组分。

13、多组分精馏中，关键组分是指（）的组分。

14、回收率φHK,W釜液W中（）与进料中HK的流率之比，回收率φLK,D是馏出液D中（）与进料中LK的流率之比。

15、清晰分割是指馏出液中除了（）外，没有其他重组分，釜液中除了（）外，没有其他轻组分。

16、若加入的新组分和被分离系统的一个或几个组分形成最低恒沸物从（）蒸出。这种特殊精馏叫恒沸精馏。加入的新组分叫（）。

17、若加入的新组分不与原系统中任一组分形成恒沸物，而其沸点又较原系统任一组分高，从釜液离开精馏塔。这类特殊精馏叫（），所加入的新组分叫作（）。

18、在萃取精馏中所选的萃取剂使A1S值越大，溶剂的选择性（）。

19、萃取精馏塔中，萃取剂是从塔（）出来。

20、恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时，恒沸剂从塔（）出来。

21、均相恒沸物在低压下其活度系数之比γ1/γ2应等于（）与（）之比。

22、特殊精馏是既加入（），又加入（）的精馏过程。

（二）、选择题

1、A（轻组分）、B两组分的相对挥发度αAB越小，则（）。

a .A、B两组分越容易分离； b.原料中含轻组分越多，所需的理论级数越少；

c. A、B两组分越难分离；

d.与A、B两组分的分离难易程度无关。

2、当普通精馏塔的产品不合格时，可以考虑（）。

a.提高进料量；

b.降低回流比；

c.提高塔压；

d.提高回流比。

3、多组分精馏过程，当进料中的非分配组分只有重组分而无轻组分时，恒浓区出现于（）。

a.上恒浓区出现于精馏段中部，下恒浓区出现于进料级下；

b.恒浓区出现于进料级上下；

c.上恒浓区在进料级上，下恒浓区出现于提馏段中部；

d.上、下恒浓区分别出现于精馏段和提馏段的中部。

4、吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之一（）。

a.最小理论级数；

b.最小回流比；

c.压力；

d.理论级数。

5.下列关系简捷法的描述哪一个不正确（）。

a.计算简便；

b.可为精确计算提供初值；

c.所需物性数据少；

d.计算结果准确。

6、下列说法正确的是（）。

a.多组分精馏中，回流比小于最小回流比时满足分离要求将需要无穷多的理论级

b.多组分精馏中，回流比小于最小回流比时无论多少理论级都不能满足分离要求

c.回流比R的值趋于零时的回流比叫最小回流比；

d.多组分精馏中，回流比小于最小回流比时整个精馏塔将无分离作用。

7、全回流操作不能用于（）。

a.正常生产稳定过程；

b.开车时；

c.当产品不合格时进行调节；

d.实验室研究传质过程。

8、用芬斯克公式求全塔理论级数时，式中相对挥发度应为（）。

a.塔顶处的相对挥发度；

b.进料处的相对挥发度；

c. 塔釜处的相对挥发度；

d.全塔相对挥发度的平均值。

9、全回流操作时，精馏塔进料F、馏出液D和釜液W的流率应为（）

a.W=0，D=0，F=0； b W=0，D=0，F≠0；

c. W≠0，D≠0，F≠0；

d. W=0，D≠0，F≠0。