化工原理蒸馏

（华南理工大学）
9. 例：在常压连续精馏中，分离甲醇—水混合液，原料液组成为 0.3，（甲醇摩尔分率，下
同）冷液进料（q=1.2），馏出液组成为 0.9，甲醇回收率为 90%，回流比为 2.0，试分别写出
以下两种加热方式时的操作线方程。
1) 间接蒸汽加热
2) 直接蒸汽加热
10.例：在常压连续精馏塔中，分离乙醇—水溶液，组成为 xF1=0.6（易挥发组分摩尔分率，
下同）及 xF2=0.2 的两股原料液分别被送到不同的塔板进入塔内，两股原料液的流量之比
F1/F2=0.5，均为饱和液体进料。操作回流比 R=2，若要求馏出流组成 xD 为 0.8，釜残液组
成 xW 为 0.02，试求理论板层数及两股原料液的进料板位置。
11.例：设乙烷丙烯精馏塔的进料组成如下表
若要求馏出液中丙烯组成小于 0.1％，釜液中乙烷组成小于 0.1％（以上均为 mol）。又已知 进料流率为 100kmol／h，试按清晰分割确定馏出液和釜液的组成。
而平衡蒸馏的优点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。
5.在常压操作的连续精馏塔中分离含苯 0.46（摩尔分数）的苯－甲苯混和液。已知原料液的
泡点为 92.5℃，苯的汽化热为 390KJ/kg，甲苯的汽化热为 361KJ/kg。求以下各种情况下的 q
值：（1）进料温度为 20℃的冷液体；（2）饱和液体进料；（3）饱和蒸气进料。
0.95 3.72 1
0.788xn
q 1 q 1 x 0.411, y 0.634
2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均组成。
ln F W
1
1
ln
xF x2
ln 1 x2
1 xF
在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下，简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏，
y 0.72x 0.275 。求（1）塔顶易挥发组分的回收率 D ；（2）进料热状况参数 q。
23. 在 某 连 续 操 作 的 板 式 精 馏 塔 中 ， 分 离 两 组 分 理 想 溶 液 。 原 料 液 流 量 为 100kmol/h，组成为 0.3（易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。馏出液组 成为 0.95，塔顶易挥发组分的回收率为 95％。操作回流比为 3，图解所需理论板 数为 20（不包括再沸塔）。全塔效率为 50％，空塔气速为 0.8m/s，板间距为 0.4m，
操作条件下，该物系平均相对挥发度为 2.5，实际回流比为最小回流比的 1.5 倍。试求：
(1) 塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率；
(2) 精馏段和提馏段的操作线方程；
(3) 若第一块板的汽相默弗里板效率 0.6,求塔顶第二块板(自塔顶向下数)上升汽相的组成。
（华东理工大学）
8.(20 分)一常压连续精馏塔分离某二元理想混合液，已知塔顶为泡点回流，进料为饱和液体，
DDyyFFxFxFWxW2 x2
1.在 t-x-y 图中的气液共存区内，气液两相温度
，但气相组成
液相组
成，而两相的量可根据
来确定。
2.当气液两相组成相同时，则气相露点温度
液相泡点温度。
3.双组分溶液的相对挥发度α是溶液中
的挥发度对 的挥发度之比，若α=1 表
示
。物系的α值愈大，在 x-y 图中的平衡曲线愈
A t1 <t1 B t1= t1 C t1> t1 D 不能判断
答案与评分标准：
A (1 分) 4. 精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料， 其他条件维持不变，则所需的理论塔板数 N（T ），提馏段下降液体流量 L（/ ）。 A 减小 B 不变 C 增加 D 不确定
答案与评分标准：
对角线。
4. 例：在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸馏与简单蒸馏。若原料液中苯的
浓度为 0.5（摩尔分率）。物系的相对挥发度为 2.4为 0.4 时，釜液与馏出液的组成
yn1
Ry R11xqn
y
x
( xD1)x
R
x
1x
F
3.371.2722.141.74xx7n x
A
C
（每空 1 分，共 2 分） 5.完成某分离任务需理论板数为 NT=7（包括再沸器），若 ET=50%，则塔内需实 际板数（不包括再沸器）为（ ）
A 14 层 B 10 层
C 12 层 D 无法确定
答案与评分标准：
C （1 分）
6.若苯－甲苯混和液在 45℃时沸腾，外界压力味 20.3kpa。已知在 45℃时，纯苯
6.例：将含 24%（摩尔分数，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。送入冷凝器的蒸气量为 850kmol/h，流
入精馏塔的回流液为 670kmol/h，试求：
1、每小时能获得多少 kmol/h 的馏出液？多少 kmol/h 的釜液？180 608.6
1.蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分 的 挥发性差异 ，分离的条件是 造成气液两相系统 。 2. 在 t-x-y 图中的气液共存区内，气液两相温度 相等 ，但气相组成 大于
液相组成，而两相的量可根据 杠杆规则 来确定。
3.某两组分混合物，其中 A 为易挥发组分，液相组成 xA=0.4，相应的泡点温度为 t1，气相组成 yA=0.4，相应的露点温度为 t2，则（ ）
全塔平均操作温度为 60℃，平均压强为 101.33kPa。求：（1）塔的有效高度 Z； （2）塔径 D 塔。 24.常压操作的连续精馏塔，分离含苯为 0.44（摩尔分数，下同）的苯－甲苯混 和液。原料液流量为 175 kmol/h，馏出液组成为 0.975，釜残液组成为 0.0235。 操作回流比为 3.5；加热蒸气绝压为 200KPa，冷凝液在饱和温度下排出，再沸器 热损失为 1.0×106KJ/h。塔顶采用全凝器，泡点下回流；冷却水进、出冷凝器的 温度分别为 25℃和 35℃，冷凝器的热损失可略。进料热状况参数为 1.362。苯和 甲苯的汽化热分别为 389KJ/kg 和 360KJ/kg，冷却水的平均比热容可取 4.187KJ/ （kg·℃）。求：（1）全凝器的热负荷 QC 和冷凝水消耗量 Wc；（2）再沸器的热 负荷 QB 和加热蒸汽消耗量 Wh。 25.含苯 0.45（摩尔分率）的苯－甲苯混和溶液，在 101.33KPa 下的泡点温度为 94℃，此混和液的平均千摩尔比热容为 167.5KJ/（kmol·℃），平均千摩尔汽化 热为 30397 kg/kmol，求该混和液在 55℃时的 q 值及 q 线方程。
16.在一双组分连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程为 y 0.715x 0.271；q 线
方程为 y 2.81x 0.91，求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）馏出液及原料
液组成；（3）若回流比为 3，测得从精馏段第二层塔板下降液体的组成为 0.82（摩 尔分数，下同），从第三层塔板上升的蒸气组成为 0.86，则此时的馏出液组成又 为多少？ 17.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为 0.6（摩尔分数，下 同），馏出液组成为 0.9，釜残液组成为 0.02。泡点进料。（1）求每获得 1kmol/h 馏出液时的原料液用量 F；（2）若回流比为 1.5，它相当于最小回流比的多少倍？ （3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为 0.6，求上升到加料板上 的气相组成。（物系的平均相对挥发度为 3） 18.在连续精馏塔内分离两组分理想溶液，塔顶为全凝器。进料量为 100kmol/h， 其组成为 0.5（摩尔分数）。塔顶易挥发组分的回收率为 90％，精馏段操作线方
p
0 甲苯
86kpa 。求：（1）在
85℃和
105℃时该溶液的相对挥发度及平均相对挥
发度；（2）在此总压下，若 85℃时， x苯 0.78 ，用平均相对挥发度值求 y 苯。
8.在连续精馏塔中分离含苯 50％（质量百分数，下同）的苯－甲苯混和液。要求 馏出液组成为 98％，釜残液组成为 1％（均为苯的组成）。求：甲苯的回收率。 9.在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板 n 的气相组成 yn＋1 为 0.75， 从该板流出的液相组成 xn 为 0.65（均为摩尔分数），塔内气液比 V/L=2，物系的 相对挥发度 为 2.5，求：（1）从该板上升的蒸气组成 yn；（2）流入该板的液相 组成 xn－1；（3）回流比 R。 10.在连续精馏塔中分离某两组分混合物。已知原料液流量为 100kmol/h，组成为 0.5（易挥发组分摩尔分数，下同），饱和蒸气进料；馏出液组成为 0.98，回流比 R 为 2.6，若要求易挥发组分回收率为 96％，求：（1）馏出液的摩尔流量 D；（2） 提馏段操作线方程。 11.某连续操作精馏塔，分离苯－甲苯混和液，原料中含苯 45％，馏出液中含苯 95％，残液中含甲苯 95％（以上均为摩尔分数）。塔顶全凝器每小时全凝 28000kg 蒸汽，液体在泡点下回流。提馏段回流液量为 470kmol/h，原料液于泡点进料。 求：（1）釜残液和馏出液的流量（W 和 D）；（2）回流比 R 12.在某两组分连续精馏塔中，已知原料液流量为 788kmol/h，泡点进料；馏出液 组成为 0.95（易挥发组分摩尔分数，下同），釜残液组成为 0.03；回流比 R 为 3， 塔顶回流液量为 540kmol/h。 求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程及提馏段回流液量 L’ 13,某双组分连续精馏塔，原料液流量为 20kmol/h，塔顶产品量为 7.78kmol/h， 泡点进料，回流比为 1.92，求：（1）精馏段及提馏段的回流液量；（2）精馏段及 提馏段的上升蒸汽量。 14.在泡点进料下，某两组分连续精馏塔的操作线方程为：
2、回流比 R 为多少？ 3.72
3、精馏段操作线方程？