化工原理 精馏讲课例题公式总结

例1在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液流量为1000kmol/h ，组成为含苯0.4（摩尔分率，下同）馏出液组成为含苯0.9，苯在塔顶的回收率为90%，泡点进料(q=1)，回流比为1.83，物系的平均相对挥发度为2.5。试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。

解：

D n n x V

D x V L y +=

+1 D L V +=

D L R =

D R V )1(+=

RD L =

V Wx x V L y W m m '

-''=+1

热状况函数定义qF L L +='

提馏段物料衡算W V L +=''

关键计算W L V -''=

1

11+++=+R x x R R y D n n

9.0==F D Fx Dx η h kmol x Fx D D F /4009

.04.010009.09.0=⨯⨯==

W=F-D=1000-400=600kmol/h

w D F Wx Dx Fx += W x ⨯+⨯=⨯6009.04004.01000 00667.0=W x 111+++=

+R x x R R y D n n

精馏段操作线方程 318.0647.01

83.19.0183.183.11+=+++=

+n n n x x y

V Wx x V L y W m m '-''=+1

h kmol D R V V /113240083.2)1(=⨯=+=='

h kmol F RD F L qF L L /1732100040083.1=+⨯=+=+=+=' 提馏段操作线方程0354.053.11132

0667.0600113217321-=⨯-='-''=

+m m W m m x x V Wx x V L y

例2氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离。要求馏出液中氯仿的组成为0.95（摩尔分率），馏出液流量50Kg/h 。塔顶为全凝器。平均相对挥发度

6.1=α。回流比R=2，求：

（1）第一块塔板下降的液体组成1x ；（2）精馏段各板上升蒸汽V 及下降液体L 。

解 氯仿和四氯化碳混合液可认为是理想溶液。

（1） 塔顶为全凝器，95.01=y 根据理论板的概念，x

x y )1(1-+=αα 11)16.1(16.195.0x x -+= 92.01=x （2）h Kg D R V /15050)12()1(=⨯+=+=

根据恒摩尔流的假定，各板上升的蒸汽摩尔流量相等，并非质量流量相等，因此，需将此值转化为摩尔值。

氯仿的摩尔质量 M=119.35kg/kmol 四氯化碳的摩尔质量 M=153.8kg/kmol 塔顶蒸汽的平均摩尔质量 k m o l kg M /1.1218.15305.035.11995.0=⨯+⨯= h kmol V /24.11

.121150== h kg RD L /100502=⨯== h kmol L /826.01

.121100==

3．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 = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h （2）饱和液体进料时，V = V’，即V = 132 kmol/h，则

L = V – D = 132 – 43.8 = 88.2 kmol/h

R = L/D = 88.2/43.8 = 2

精馏段操作线方程

4．一连续精馏塔，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

，得R = 4；，得xD = 0.86 将提馏段操作线方程与对角线方程y = x 联立

解得x = 0.06，即xw = 0.06

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，

∴xF = 0.38

第五章蒸馏

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。

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。

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 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。

A 冷凝器；

B 蒸发器；

C 再沸器；

D 换热器。

5．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。

A 气相；

B 液相；

C 固相；

D 混合相。

6．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。

A 精馏段；

B 提馏段；

C 进料段；

D 混合段。

7．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。

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

8．二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（）。

q线； 平衡线；

A．提馏段操作线与

q线；

C．平衡线与精馏段操作线；D.平衡线与

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。

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。

3．精馏过程是利用和的原理进行完成的。

4．最小回流比是指。

q值最小，此时分离所需的理论板5．当分离要求和回流比一定时，进料的

数。过热蒸气；最多

6．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。