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 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？
精馏习题课答案
例题1.解：(1)0t >1t ,因为0t 是露点温度，1t 是泡点温度。有两种求法：
①图解法：在y x t --图上从x =0.8处作垂线与x t -线和y t -线分别交于a 、b 点(如
图1.28所示)
a 点对应温度为84.3℃，
b 点对应温度为89℃，即塔顶0t ＝89℃，回流液1t ＝84.3℃。 ②解析法：求塔顶温度，用露点方程试差：
设0t ＝89℃，组分A 为苯，组分B 为甲苯。代入阿托因方程得：
237.2208935
.120689740.6lg 0+-
=A p m m H g p A 6
.9910= 58.2198994.1343953.6lg 0
+-=B p
m m H g p B 06.3960= =--?=--=)06.3966.991(760)06.396760(6.991)
()(0
00
0B A B A p p P p p p y 0.8 ∴ 塔顶露点温度0t ＝89℃
求回流液温度，用泡点方程试差：设1t ＝84.3℃ 同理由阿托因方程得：mmHg p A 26.8630= mmHg p B 16.3390
=
mmHg x p x p p B B A A 76044.7582.016.3398.026.86300≈=?+?=+=
∴ 回流液温度1t ＝84.3℃
(2)比较三种冷凝情况下的t 、L t 、D x
① 132t t t >> ② 231L L L x x x >> ③ 132D D D x x x >>
分析：从y x t --图可得：132t t t >>；231L L L x x x >>
第一种情况：全凝器，L D x x =1
第二种情况：先部分冷凝(R=2)后全凝，由杠杆法则作图得12D D x x >。
第三种情况：从塔顶出来得轻组分的量相等，回流比皆为2，且231L L L x x x >>，由
物料衡算，132D D D x x x >>。
(3)求三种情况下的操作线及L x 、D x 、V y 的位置。
三条操作线的斜率相同。均为3
2
1=+R R ，所以三条线平行，但顶点不同，I 线顶点为1a (8.0=y ，1L x x =)，Ⅱ线顶点2a (8.0=y ，2L x x =)；Ⅲ线顶点为3a (8.0=y ，
3L x x =)。2a 、3a 、1a 点的横坐标分别为三个回流液浓度231L L L x x x >>。2a 、3a 点作垂线交平衡线于2b 、3b 。1a 、2b 、3b 的纵坐标分别为冷凝器上方气相浓度，123V V V y y y >>，塔顶产品浓度11V D y x =；22V D y x =而333L D V x x y >>。由物料领算定出3D x 以确定p 点的位置(图
1.30所示)
讨论：
1.混合物冷凝过程中，温度由露点降到泡点，露点＞泡点。
2．浓度y 、x 与流量V 、L 之间遵循杠杆法则。混合物中气液两相达平衡时，温度相同，而组成不同，y >x 。
3.图解法对定性问题的分析直观，简洁。
4.在生产中是采用全凝器还是分凝器视具体情况而定，分凝器的作用相当于一层理论板。采用分凝器的另一作用是合理利用热能。以酒精厂酒精精馏为例：第一分凝器温度高，用于预热原料。第二分凝器冷却水可作洗澡水。第三分凝器冷却水可作发酵用水。 例题2.解： (1)44.092
/)4.01(78/4.078
/4.0/)1(//=-+=-+=
B F A F A F F M a M a M a x
01647
.092
/)014.01(78/014.078
/014.0/)1(//=-+=-+=
B W A W A W W M a M a M a x )/(65.1192
6
.01000784.01000h kmol F =?+?=
根据物料衡算方程
?????
????
=+=+=98.0F
D W D F Fx Dx
Wx Dx Fx W D F
代入数据????
???
=??+=?+=98.044.065.1101647.044.065.1165.11D D Dx W Dx W D
解得 ???
??===925.0/22.6/43.5D
x h kmol W h kmol D
(2)求最小回流比： q=1,x e =x F =0.44
659.044
.0)146.2(144
.046.2)1(1=?-+?=-+=
e e e x x y αα
215.144
.0659.0659
.0925.0min =--=--=
e e e D x y y x R
R=1.25Rmin=1.519
L=RD=1.159×5.43=8.25(kmol/h)
V=(R+1)D=2.519×5.43=13.68(kmol/h) (3) 精馏段操作线方程为
3672.0603.01
1
11+=?+++=
+n D n n x x R x R R y 提馏段的操作线方程
①)/(9.1965.1143.5519.1'h kmol qF RD qF L L =+?=+=+=
0.00749
-1.455x = 01647.022.69.1922
.622.69.199.19 ' ' '?---=---=
x x W L W
x W L L y W
②解q 线方程与精馏段操作线方程组成的方程组
??
?+==3672
.0603.044
.0x y x 得 ???==63252
.044
.0y x
∴ 提馏段的操作线方程为
44
.001647.063252
.001647.044.063252.0--=
--x y 即 0.00749-1.455x =y (4) 因为塔顶采用全凝器
∴ 925.01==D x y
由925.047.1147.2*
1
*11=+=x x y 解得834.0*
1=x
7.0834
.0925.0925.01
*
11=--=--=
x x x x x E D D mL 8613.01=x
代入精馏段操作线方程
886.03672.08613.0603.02=+?=y
例题3.解：①如图，简单蒸馏过程可用111212表示，气相组成由11逐渐降到21，故气相馏出物平均浓度在1121之间，图中用D 点表示。平衡蒸馏过程：简,,D 平D x x =，过程进行时，气液两相成平衡，在途中可用LD 表示，L 对应组成为x W ，平。 由图中可以看出：x W ，简< x W ，平
分析气相馏出物量V 简、V 平的大小：作物料衡算
?????+=+=简
简简简简
简简单蒸馏,,W D F x W x V Fx W V F
2
1 11 21 D L
t x(y)
平简,,D D x x = x F x W,平 x W,简
F x x x x V W D W F 简
简简简,,,--=
(1)
?
?
?+=+=平平平平平
平平衡蒸馏,,W D x W x V FxF W V F F x x x x V W D W F 平
平平平,,,--=
(2)
(1)- (2)，得
)
)(())(()
)(()
)(())((,,,,,,,,,,,,,,,,,>----=
-------=-F x x x x x x x x F
x x x x x x x x x x x x V V W D W D W W F D W D W D W D W F W D W F 平平简简简平平平平简简简简平平平简平简
平简V V >∴
②若气相馏出物量相同，即V 简=V 平,由物料衡算可知：W 简=W 平，
由前述两过程的轻组分物平式相减
)()(,,,,平简平简平平W W D D x x W x x V -=-
反证法：若x W,简≥x W,平，则简平,,D D x x ≥
若x W,简≥x W,平，由t-x-y 图可知，平简,,D D x x ≥，与上式矛盾， 故只有x W,简≤x W,平，代入上式有简平,,D D x x ≤
讨论：
(1)在相同的馏出物浓度下，简单蒸馏的气相馏出物产量达与平衡蒸馏的 气相馏出物产量。 (2)在相同的馏出物产量下，简单蒸馏的气相馏出物的平均浓度大于平衡蒸馏的气相馏出物
2
1
11 21
D
L t x(y) 平简,,D D x x = x F x W,简 x W,平
F F 浓度；简单蒸馏的液相残余物的浓度小于平衡蒸馏的液相浓度。既简单蒸馏的分离效果较好，原因在于简单蒸馏过程是微分蒸馏过程，要经历无数次相平衡，而平衡蒸馏过程只经历一次相平衡。
(3)t-x-y 相图可知关分析两过程。
例题4.解：①加料板下移几块塔板后，由原来的最佳位置变成了非最佳位置，由F 、x F 、q 、D 、R 不变，可知两段操作线斜率R/(R+1),L 1/(L 1-W)均不变；
设x D 不变或变大，由物料衡算可知x W 不变或变小，作图可知，此时所需的N T 增大，而实际上N T 不变，因此x D 只能变小，由物料衡算x W 变大。
注：黑线为原来的，红线为x D 变大，兰线为x D 变小。
②V 1=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-q)F, V 1减小，而F 、q 、D 不变，
可知R 减小→R/(R+1)减小→精馏段操作线靠近相平衡线→梯级跨度减小→达到同样分离要求所需N 1增加，在N 1不增加的情况下，只有x D 下降。
由物平W D F Wx Dx Fx +=，由F 、x F 、D 不变，x D 下降，所以x W 上升。
OR:
'1''''V W V W V V L +=+=,
V 1减小，而F 、D 不变，'
'
V L 上升, 提馏段操作线靠近相平衡线→梯级跨度减小→达到同样分离要求所需N 2增加，在N 2不
增加的情况下，只有x W 上升。
③若保持F 、R 、q 、D 不变，则W 不变，L 、L 1不变→两段操作线斜率R/(R+1),L 1/(L 1-W)均不变。
排除法：设x D 不变或变大，由物料衡算可知x W 变小，作图可知，此时所需的N T 增大，而实际上N T 不变，因此x D 只能变小，由作图知x W 变小。
注：黑线为原来的，红线为x D 变大，兰线为x D 变小。 ④若进料量增大，而x F 、q 、R 、V'不变，由V 1=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-q)F 不变可知D 增大→L=RD ↑→L 1=L+qF ↑→
'
'V L ↑ 排除法：设x D 不变或变小，作图可知，此时所需的N T 减小，而实际上N T 不变，因此x D 只能增大，由作图知x W 增大。
讨论：
(1)首先将两段操作线的斜率变化趋势判断出来，这样可知其与平衡线间梯级跨度的变化情况，从而分析N T 或产品组成的变化情况。
(2)判断出x D 、x W 中之一的变化后，可由物料衡算关系判断另一组成的变化。
(3)排除法的应用：若判断不出另一组成的变化或出现两段操作线斜率及x F 均不变的情况，可结合y-x 相图，采用排除法进行判断。
例题5.解：(1)此题精馏塔仅有精馏段，因恒摩尔流假定成立，按下图划定范围作精馏段物料衡算
D n n Dx Lx Vy +=+1
即 D n n x V
D x V L y +=
+1 由物平???+=+=W
D F Wx Dx Fx W
D F
代入数据????+?=?+=21
.093.04.0W D F W
D F
解得D=0.264F,W=0.736F
因为q=0,所以V=F,L=W,带入精馏段操作线方程，得
246.0736.01+=+n n x y
(2) 因F 、x F 、q 、D/F 不变→W 不变→D 不变→R 不变→R/(R+1)不变
若N T →∞,则操作线比平行上移，与相平衡线相交，交点（恒浓点）可能在塔顶处，也可能在q 线与平衡线交点处。
假设恒浓点在塔顶，则1'
=D x ，由物料衡算
185.0736.0264.04.0'
'
=-=-=F F F W Dx Fx x D F W
而与进料组成成平衡的液相组成为xe,由相平衡方程
4.0)17.2(17.2)1(1=-+=-+=
e
e
e e x x x x y αα
解得xe=0.198
'
W e x x >，xe 为塔釜残液可能达到的最低浓度，表明恒浓点在塔顶的假设不成立，因此恒浓点在塔釜，塔釜的液相的浓度为e W x x ='
=0.198，代入物平
963.0264.0198.0736.04.0'
'
=?-=-=F F F D Wx Fx x W F D
讨论：
(1)当N T →∞时，一定有恒浓点。恒浓点可能出现在塔顶，塔底或进料处，若确定该点，需找到哪点最先达到相平衡状态，可利用相平衡关系和物平关系确定。
(2)本题所求的恒浓点是在特定条件下（F 、x F 、q 、D/F 不变）的塔顶和塔底可能达到的最高和最低浓度值，条件变化了，塔顶和塔底谁先达到恒浓点及可能达到的最高和最低浓度值都要发生变化。
例题6.解：(1)F=D+W, W D F Wx Dx Fx +=
1000=D+W,1000×0.5=D ×0.9+W ×0.1 D=500kmol/h,W=500kmol/h
q 线 X F X D X ’D X e
(2)工艺要求XD≥0.9,就是说如果采出560 kmol/h，xD至少为0.9,先设xD=0.9
则1000×0.5=560×0.9+WxW 得出xW<0
显然，采出560kmol/h不可行。采出最大极限值是所有轻组分都在塔顶蒸出，即xW=0,也即Dmax=1000×0.5/0.9=555.6kmol/h
(4)当D=535kmol/h时，仍需满足xD≥0.9,xW≤0.1
1000×0.5=535×0.9+W’xW’
1000=535+W’
解得 W’=465kmol/h，xW’=0.0398
也就是说，塔底轻组分的含量xW’减小了，在相图上比较一下xW’和xW两种情况，泡点进料，可作出精馏段和提馏段操作线，画出后用图解法作理论板数，当xW’ （1） F,q,xD,xW,V’不变，xF减小，R,D应如何变化？ （2） F,xF,q,V’不变，D减小，回收率η如何变化？ （3） F,xF,xD,xW,V不变，q由1变大，所需理论板数N如何变化？ 解：（1）由于V’不变，得V不变，由全塔物料衡算方程，得 F(xF-xW)=D(xD-xW),所以xF减小，D也减小。而V=(R+1)D,由V不变，D减小，R增加。或者，可分析如下，进料状况F,q一定，xF减小，假设R不变的话，所需理论板数增加，而由于精馏段板数是一定的，必然导致xD减小，要想是之不变的话，就要使精馏段理论板数不变，就要增大R,使精馏段操作线增大。由V’=V-(1-q)F，V不变，导致D减小。 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=___________. 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 =?= 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？ 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。 化工原理精馏习题课文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688] 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+1-03154 F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成 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) 精馏习题与题解 一、填空题: 1. 精馏塔设备主要有_______、______、_______、________、_______。 ***答案*** 筛板塔 泡罩塔 浮阀塔 填料塔 舌形板板式塔 2. 在1个大气压.84℃时, 苯的饱和蒸气压P=11 3.6(kpa),甲苯的饱和蒸气压p=4 4.38(kpa),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x=__________.气相组成y=______.相对挥发α=____. ***答案*** 0.823 0.923 2.56 3. 在精馏操作中，回流比增大，精馏段操作线与平衡线之间的距离________，需理论板_________。 ***答案*** 越远， 越少 4. 精馏的基本原理是________而且同时应用___________，使混合液得到较彻底的分离的过程。 ***答案*** 多次 部分冷凝和部分汽化 5. 精馏塔不正常的操作有：_________________________________________________。 ***答案*** 液泛、严重漏液、严重液沫夹带 6. 试述五种不同进料状态下的q 值：（1）冷液进料＿＿＿＿；（2） 泡点液体进料＿＿＿＿＿；（3）汽液混合物进料＿＿＿； （4）饱和蒸汽进料＿＿＿＿；（5）过热蒸汽进料＿＿＿____。 ***答案*** （1） ｑ＞1 （2） ｑ＝1 （3） 0＜ｑ＜1 （4） ｑ＝0 （5）ｑ＜0 7. 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=_____。 ***答案*** 3， 0.96 8. 试比较某精馏塔中第ｎ，ｎ＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即： 1+n y n y n t ＿＿＿1+n t ，n y n x ***答案*** ＜， ＜， ＞ 9. 精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。 实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 混合液中各组分的挥发度差异。 塔顶液相回流 塔底上升气流 10. 某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知n x ＝0.3，则1+n y 塔顶往下数） ***答案*** ))1(1(n n n x x y -+=αα＝3×0.3/(1+2×0.3) ＝0.563 1-n x ＝n y ＝0.563 1-n y ＝3×0.563/（1＋2×0.563）＝0.794 11. 精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为d t ， 液相泡点温度为b t 。 塔底某理论板上汽相露点温度为d t ，液相泡点温度为b t 试按温度大小顺序用＞、＝、＜符号排列如下：＿ 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: 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 某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=106.7kPa，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=0.4，试求： ⑴与此液相组成相平衡的汽相组成；⑵相对挥发度α。 解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ； 0.4=(P总－40)／（106.7－40） ∴P总=66.7kPa； y A=x A·P A°／P总=0.4×106.7／66.7=0.64 （２）α=P A°／P B°=106.7／40=2.67 j07a10011 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kmol%计）。 (1)馏出液和残液各多少kmol/h。 (2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少？ 解：① F=D+W Fx F = Dx D＋Wx W ∴ W=56.2kmol/h D= 43.8kmol/h ②∵q=1 V'=V ∴L =V－D=132－43.8=88.2 kmol/h R=L/D=88.2/43.6=2.02 j07a10019 在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽，其中易挥发组分的含量为0.54（摩尔分率），回流比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x D。 解: y q=x F=0.54 (1) 精馏段方程: y=0.7826x+0.217 x D 提段方程: y=1.25x-0.0187 (3) 式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标x q=x=0.447， 将y q=0.54，, x q=0.447代入(2) 得x D=0.8764 j07b20014 在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q线方程式为y=－0.5x+1.5x F试求 ①回流比R ②馏出液组成x D③进料液的q值 ④当进料组成x F =0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处x q值为多少? 并要求判断进料状态。 解：y=[R/(R+1)]x+x D/(R+1) ①R/(R+1)=0.75, R=0.75R+0.75, R=0.75/0.25=3 ② x D/(R+1)=0.2075 , x D=0.83 ③q/(q-1)=－0.5 , q=0.5/1.5=0.333 ④0.75x+0.2075=－0.5x+1.5 x F , 0.75 x q+0.2075=－0.5x q +1.5×0.44, x q=0.362 , ⑤0 【例4-1】 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？ 解题思路： ()W x 1 问要求的，此法不通） （第 3 1W L Wx x W L L y Wx Dx Fx F m m W D F -'--'' =+=+ W F D W D F x Fx Dx W D F Wx Dx Fx 联立解得只要通过 96.0 , =+=+= ()1 21++= +x x R R y D n n ()n n n x a y 11-+= ()F F F x x y 11-+=αα q q m R = 1 1---= q x x q q y F ()F F f Fy q qFx Fx -+=1 （3）提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求，也可以用两点式方程求得，即点（x w ， x w ）和进料线与精馏线交点 （4）5.0 1 * 21 22=--=→→y y y y E y MV 逐板计算法 解题过程： ()0223 .0361.0193.0361.035.01 361.093 .035 .096.0 , 96.0 1=-?-=-- = --=-= ???+=+==?=∴=F D x F D x 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 1 493 .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 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 y q F Fqx Fx F L L q q q x x y 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即，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 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 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 1. 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１００kmol/．料液的平均相对挥发度为３，若进料时蒸气量占h 一半，试求： （1）提馏段上升蒸气量；（86.1kmol/h） （2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。0.88 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 =才可确定。可见，先 (+ V)1 R 确定最小回流比 R，进而确定R是解题的思路。 min 理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程的 交点恰好落在平衡线上，所以只须用任一操作线方程或进 料方程与相平衡方程联立求解即可。 某二元混合液的精馏操作过程如图4—9。已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加入塔釜，工艺要求塔顶产品的组成为0.75，（以上均为轻组分A 的摩尔分数），塔顶产品采出率D/F 为1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。若操作条件下，该物系的a 为2.5，回流比R 为2.5，求完成上述分离要求所需的理论板数（操作满足恒摩尔流假设）。 包括塔釜在共需3块理论塔板。 分析：因题中未给平衡相图，只可考虑逐板计算法求理 论板数。当料液直接加入塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利用不同的操作线方程与相平衡方程交替使用计算各板的气液相组成，直至W x x 时止。 图4-9 4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；0.909 （2） 提馏段上升的气体量。265kmol/h 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，自分凝器回流塔的液相组成0x 与自全凝器出来的产品组成D x 不同。精馏习题及答案
(完整版)精馏例题
精馏习题及答案解析
化工原理精馏习题
化工原理精馏习题课图文稿
第五章蒸馏课后习题参考答案(1)
题库(精馏)精馏操作培训题库
精馏习题与题解
精馏习题答案
精馏习题
化工原理第五章精馏答案
题库精馏操作培训题库
精馏题库计算题精选(课堂版)
精馏塔计算例题
精馏习题课答案
精馏练习题
精馏计算操作型分析及例题