化工原理第五章精馏题
五蒸馏
汽液相平衡
1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:
t 80.92 90 100 110 120 130 131.8
p0
A
760 1008 1335 1740 2230 2820 3020
p0
B
144.8 208.4292.8 402.6 542.8 719 760
若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作：
(1) 苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图；
(2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。
1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔
定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p0
A 、p0
B
[mmHg],按下述Antoine方程计算：式中t为温度[℃]。
lg p0
A
=6.89740-1206.350/(t+220.237)
lg p0
B
=6.95334-1343.943/(t+219.237)
1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p0
A =106.7kPa，p0
B
=40kPa，液相摩尔组成为x A=0.4，
试求:
(1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A；
(2) 相对挥发度α。
1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组
成y1=0.96(•摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D=0.95，两个组分的相
对挥发度α=2，求:
(1) 出分凝器的汽相组成y D=?
(2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D=? 习题4附图
1.5 在1atm下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为y=0.46x+0.549
1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F=0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3）
1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]，回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。
1.8 现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、B两组分的分离。已知A与B•的分子量分别为78
与92，进料量为100[kg/h]，含A组成为10%(质量%以下同)，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%，残液中A的组成为1%,试求:
(1) 塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h]?
(2) 回流比R?
(3) 写出该塔操作线的数值表达式。
1.9 在连续精馏塔中,精馏段操作线方程
y=0.75x+0.2075,q线方程为y=-0.5x+1.5x F, 试求:
(1) 回流比R
(2)馏出液组成x D
(3) 进料液的q值
(4) 当进料组成x F=0.44时,精馏段操作线与
提馏段操作线的交点处•x q值为多少? 并要求判断进料状态。习题8附图
1.10 一常压精馏塔将含苯0.4(摩尔分率以下同)的苯
甲苯混合液1000[kg/h],分离为组成x D=0.97塔顶产品和x w=0.02的底部产品。已知回流比R=3.7,进料温度为20℃，料液平均比热为159.2[kJ/kmol·℃]，在常压下苯的汽化潜热为30807[kJ/kmol]，甲苯汽化潜热为33320[kJ/kmol]。试求：
(1) 精馏段上升蒸汽量V和下降的液体量L[kmol/h];提馏段上升蒸汽量V′和下降的液体量L′[kmol/h];
(2) 求塔顶冷凝器的热负荷；如使用水为冷却剂，且水初温为20℃，出口温度为50℃，求每小时耗水量[kg/h]?
(3) 求再沸器的热负荷；设加热所用水蒸汽压强为2.5[kgf/cm2](绝压)，求蒸汽消耗量[kg/h]？
(4) 写出提馏段操作线方程数值表达式。
1.11 在常压连续精馏塔中分离二元混合物，进料为饱和液体，其中易挥发组分含量为0.50(摩尔分率)，回流比R=3，提馏段操作线斜率为1.25，截距为-0.0187，
求x D。•
1.12 由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含
甲醇40%(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成
x D=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R=3, 在操作条件下的平衡关系
为y=0.45x+0.55，求:
(1)塔釜液组成x w；
(2)每小时能获得的馏出液量D。
1.13 某连续精馏操作中，已知操作线方程如下：
精馏段y=0.723x+0.263 习题12 附图
提馏段y=1.25x-0.0187
试求馏出液和釜液的组成及回流比。若原料为饱和蒸汽进料，求其组成?
1.14 某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成x D=0.9(摩尔分率)，二元系统相对挥发度α=4，进料组成为x F=0.5(摩尔分率)，回流比R=1时，求:
(1) 离开第一块板的液相组成x1为多少?
(2) 进入第一块板的气相组成y2为多少?
(3) 两操作线交点d的气液组成?
1.15 组成为x F=0.45的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中气液摩尔比为1:2，塔顶x D=0.95(以上均为摩尔分率)，易挥发组分回收率为95%，回流比R=1.5Rmin，•相对挥发度α=
2.5,试求:
(1) 原料中汽相和液相组成;
(2) 列出提馏段操作线方程。
精馏设计型计算
1.16 欲设计一连续精馏塔用以分离苯和甲苯各50%的料液,要求x D=96%，x w=5%(以下均为摩尔%)。泡点进料，操作回流比R=3，系统相对挥发度为
2.5，试用逐板计算法求所需的理论板数与加料板的位置。
1.17 某二元混合液的精馏操作过程如图所示。已知原料以饱和液体状态直接加入塔釜，原料组成x F=0.52(摩尔分率,下同)，要求塔顶产品组成x D=0.8，D/F=0.5•的操作条件下，物系的α=3.0，塔顶设全凝器，泡点回流。若设计回流比R=3.0，•求为完成上述分离任务所需的理论板板数。(操作满足恒摩尔流假定)。
习题17附图习题19附图
1.18 乙烯—乙烷混合液于饱和蒸汽状态加入精馏塔中，回流比R=5，且已知x D=0.9 ,x w=0.1，x F=0.5(均为乙烯的摩尔分率)。试用图解法求取所需的理论板数。
1.19 用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为0.3，流量为100kmol/h的甲醇—水溶液，
泡点进料,并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015(•以上均为摩尔分率),已知精馏段操作线为:y=0.6x+0.38;操作条件下的平衡关系如图所示，试求：
(1) 塔顶及塔底的产品流量(kmol/h);
(2) 塔的理论板数及进料位置:
(3) 流入再沸器的液相流量及组成，离开再沸器的气相流量及组成。
1.20 用一连续精馏塔分离苯与氯苯混合物，x F=0.45，x D=0.95(以上均为摩尔分率)。进料状态为汽液混合物,其中汽液比为1:2(摩尔比)。苯与氯苯的平均相对挥发度α=4.6。试求:
(1) 原料中汽相和液相组成;
(2) 最小回流比R min。
1.21 试用捷算法计算环氧乙烷—环氧丙烷连续精馏塔的理论板数与加料板位置。如全塔效率
E O=70%，求实际板数(釜可视为一块理论塔板)和实际加料板位置。已知x F=0.6, x D=0.98,x w=0.05(皆为环氧乙烷的摩尔分率)，R=1.5R min，相对挥发度α=2.47，饱和液体进料。
1.22 今用连续精馏塔同时取得两种产品x D1=0.9，x D2=0.7(如图所示)，已知x F=0.4(•以上均为摩尔分率)，泡点进料，R=2，相对挥发度α=
2.4，D1/D2=2(摩尔比)。求精馏段所需的理论论板数。(逐板计算法与图解法均可)。
1.23 现用连续精馏塔将含甲醇35%与水65%的混合液分离，以便得到含甲醇95%•的馏出液与含甲醇4%的残液(均为%摩尔)。操作回流比R=1.5，料液温度为20℃，釜中用直接蒸汽加热，试用图解法求理论板数。已知35%的甲醇水溶液泡点为78℃，比热为•0.•88 [kcal/kg·℃]；水的汽化潜热为552[kcal/kg]。在1atm下,甲醇—水的平衡数据如下：
习题22附图习题24附图
1.24 在常压连续精馏塔中分离A、B混合液(如图所示)。•两股进料情况如下•:• F1=100kmol/h，x F1=0.6(摩尔分率，下同); F2=200kmol/h，x F2=0.2,均为饱和液体进料。要求分离后馏出液中组分A含量不小于0.8，釜液中组分A浓度不于0.02，操作回流比为2。试求两股进料间的操作线方程。
精馏操作型计算
1.25 一精馏塔有24层塔板(实际板数)，用于分离x F=0.5的苯—甲苯溶液。全塔效率为50%，泡点进料，加料板位置为第14层板。现要求x D = 0.98，再沸器最大蒸发能力V′=
2.5[kmol/h]，求馏出液的最大产量。
1.26 为测定塔内塔板效率，在常压下对苯—甲烷物系进行全回流精馏。
待操作稳定后，测得相邻三层塔板的液相组成为：x n-1=0.43，x n=0.285，
x n+1=0.173。•相对挥发度α=2.46，求第n板和n+1板的板效率。
1.27 如图示的精馏塔具有一块实际塔板及一只蒸馏釜，原料予热到泡
点，由塔顶连续加入，x F=0.20(摩尔分率,以下同)。今测得塔顶产品易
挥发组分的回收率为80%，且x D=0.28，系统的相对挥发度α=2.5。试求
该块塔板的板效率。设蒸馏釜可视为一块理论塔板。
1.28 如图所示的苯—甲苯常压连续精馏塔，塔顶设置全凝器，泡点回流。
塔内有三层理论板，而且塔釜可视
为一层理论板，每小时100kmol含苯50mol%•的苯—甲苯
混合液，从第三层塔板以泡点状态加入。塔顶产品含苯85kmol%，相平衡关系如图如示。试求:
(1)回流比R，塔底排出液组成X w，塔顶产品D及塔釜蒸发量V′；
(2)当回流中断，进料情况及塔釜供热状况仍保持不变时，精馏塔处于什么状态?
综合计算题
1.29 拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分含量为40%(mol%下同•)，流量为100kmol/h 的料液，要求馏出液组成为92%，回收率为90%，料液为泡点进料。•回流比为最小回流比的1.5倍，全塔效率为0.7，操作条件下物系的平衡关系见附图。试求:
(1) 完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置；
(2) 若F、x F、N p为不变，欲提高此系统易挥发组分的回收率，•试定性说明可采用的措施有哪些?
1.30 用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物，塔顶设全凝器，塔底设有再沸器，进料量为150kmol/h，其中含苯0.4(摩尔分率,下同)，泡点进料，•通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为9
2.20%，塔底产品中苯的组成为0.05，实际操作回流比R=2.43，已知操作条件下平衡关系如图所示，若设该塔在最适宜位置进料。
试求:
(1)塔顶、塔底产品流量及塔顶组成;
(2)该塔具有理论板数和进料位置;
(3)精馏段及提馏段液气比各为多少？
(4) 因长期操作再沸器内结垢，试问对塔顶产质量有何影响?•如何才能维持
正常生产?(设产品流量不变)。
1.31 某两组分混合液用精馏分离，其易挥发组分在进料中浓度为50%(摩尔)，•泡点进料，系统的相对挥发度α=2，塔顶出料是进料量的60%(摩尔%)，如现采有的理论板数为无穷多，试计算：
(1) R=0.8时釜底与塔顶产口的组成各为多少？
(2) R=1.5时，试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示意图。
1.32 某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知x F=0.5(摩尔分率,下同) ，x D=0.9，x w=0.05，相对挥发度α=3，回流比R=2Rmin。试求:
(1) 提馏段操作线方程;
(2) 进入第一块理论板(由顶往下数)的汽相浓度;
(3) 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=？
1.33 用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入，加料组成x F=0.2(摩尔分率,下同)，温度为20℃，F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度x D及易挥发组分的回收率η。
在本题范围内平衡关系可表示为y=3x，液相组成为x=0.2时，泡点为80℃，比热为100kJ/kmol·℃，汽化潜热40000kJ/kmol。
1.34精馏流程如图所示。已知原料组成x F=0.40(摩尔分率,下同)，x w=0.1,y1=0.63,塔顶蒸汽全部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层组成x D=0.9作为产品，下层x0=0.5于泡点下回流，试在y～x图上作图求理论塔板数。
1.35 有一精馏塔，用以分离α=2的A、B二元混合物。测得进
入第n层理论板的蒸汽量为100 Kmol/h，组成y A=0.3，进入液
体量为100 Kmol/h，组成x A=0.4。设A、B的摩尔潜热近似相
等，热损失为零，忽略显热变化。该板的液相默弗里效率
E mL=0.5，问离开该板的气液相组成各为多少？
1.36 用图示的蒸馏釜对苯、甲苯二元混合物进行连续精馏(塔内
没有塔板)，原料直接加入塔釜，原料组成x F=0.7(摩尔分率,
下同)，要求塔顶产品组成x D=0.8。塔顶设分凝器，其中50%的
蒸汽冷凝并返回塔顶做回流。出分凝器的蒸汽与冷凝液保持平
衡。进料量为100 Kmol/h。问塔顶、塔釜产量为多少？气化量
为多少？已知α=2.46
1.37 欲用连续精馏塔分离二元混合液。已知原料为饱和液体，原料组成x F=0.3(摩尔分率,下同)，回流比R=4，塔顶采出率D/F=0.4（摩尔比），物系的α=
2.0。试求：
（1）当塔顶产品组成x D=0.7时，精馏段及提馏段的操作线数值方程。
（2）板数不限时，馏出液最大浓度。
1.38 某精馏塔分离A组分和水的二元混合液（其中A为易挥发组分），x D=0.95，x w=0.1,x F=0.5，原料为饱和液体。塔顶设全凝器，泡点回流。回流比R=1.5，塔底用饱和水蒸气直接加热，每层塔板的气相默弗里效率E mV=0.5，在本题计算范围内，相平衡关系为y=0.5x+0.5。试求：（1）从塔顶的第一块实际板下降的液体组成；
（2）塔顶的采出率D/F。
1.39 所示的回收塔。饱和液体进料，F=100kmol/h，易挥发组分含量x F=0.4(摩尔分率，下同);要求塔顶易挥发组分回收率为0.955，x w=0.05，系统的α=3.0。试求：
(1).馏出液组成x D,塔顶、塔底产物流率；
(2).操作线方程
(3).在加料流率及塔釜蒸发量不变时，可能获得的最高馏出液浓度。
1.40 分离二元理想混合物采用如图所示的精馏分离流程，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，第一股加料，F1=1kmol/s，x F1=0.6(摩尔分率,下同),q1=1, 第二股加料，F2=0.5kmol/h，x F2=0.4，q2=0；要求：x D=0.99,x W=0.02。
(1).若回流比R=1，求塔中段（两个加料口之间）的操作线方程；
(2).若相对挥发度α=3，求最小回流比Rmin。
习题39 附图习题40 附图
1.41 某精馏塔塔顶有饱和液体进料，x f=0.5(摩尔分率，下同); 塔底出料x w=0.2，塔顶蒸汽冷凝到泡点，1/3作产品，2/3作回流，x D=0.8, 系统的α=3.0。试计算：
(1). 所需的理论板板数。
(2).若F、x F、q不变，塔釜加热量和回流量也不变，当塔的理论板数不限时，问塔顶可达到的最大浓度为多少？
1.42 在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯混合液，在全回流条件下测得相邻板上液体组成分
别为0.28，0.41和0.57，试求三层板中下面两层的单板效率。
在操作条件下苯-甲苯的平衡数据如下
x 0.26 0.38 0.51
y 0.45 0.60 0.72
1.43在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度
为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸气加料。塔顶采出率
D为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，试求：
F
1．提馏段操作线方程：
2．若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默夫里效率E mv1。
综合思考题
1.42选择与填空
[1]. 已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出y6、x6、y7、x7的对应值，y6= 、x6= 、y7= 、x7= 。
[2]. 如图所示
a 点表示;
b 点表示;
c 点表示;
ab段表示; bc段表示。
习题1附图习题2附图
[3].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
x n-1=0.7 ，x n=0.5(均为易挥发组份摩尔分率)。已知操作条件下相对挥发度α=3，则y n= ，x*
= ,以液相组成表示的第n板的单板效率E mL= 。
n
讨论:在精馏塔任意一块理论板上，其液相的泡点温度小于气相的露点温度。
[4]. 分离要求一定。当回流比一定时，在五种进料状况中，进料的q•值最大，其温度，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离，分离所需的总理论板数 .
对有恒沸现象的二元体系，用恒沸精馏比萃取精馏好，因为前者能耗小。
[5].(1) "蒸馏操作依据是组分间沸点差异"此话错在何处?
(2) 精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1，液相泡点温度为t2。塔底某理论板上汽相露点温度为t3，液相泡点温度为t4。试按温度大小顺序用>、=、<•符号排列如下: t4t3t2t1
(3) 恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组分),其目的是 .
[6].已知某精馏塔在情况一下操作得到F1、x F1、q1、R1、D1、x D1、x w1。今改变操作为情况二，且知F1=F2，x D1=x D2，x w1=x w2，q1=q2但x F1
D1D2 ; W1W2 ;R1R2
[7].吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N及Nmin均包括塔釜)。试说明:
(1)(R-Rm)/(R+1)=1.0时，R= ,N ;
(2) 当(N-Nmin)/(N+1)=1.0时，R= ,N= 。
[8].某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程截距等于零，则:
(1) 回流比等于;(2)馏出液量等于;
(3) 操作线斜率等于。(以上均用数字表示)
[9].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操作，已知X n=0.3，则y n-1= (由塔顶往下数)。
[10].某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1，温度T，经全凝器恰好冷凝到泡
点，•部分回流入塔，组成x0，温度t，则
y1x0，T t 。(>,=,<)
习题10附图
[11].试比较某精馏塔中第n-1，n，n+1层理论板上参数的大小，
即：y n+1y n，t n-1T n，y n X n-1，T n t n，T n+1T n。(>,=,<)
[12].设计二元理想溶液精馏塔时，若F,x F,x D,x W 不变，则随原料中液相分率增加其最小回流比;在相同回流比下，总理论板数；精馏段理论板数；塔顶冷凝器热负荷；塔釜热负荷。
[13].(1) 在设计连续操作的精馏塔时，如保持x F，D/F，x D，R一定，进料热状态及空塔气速也一定，则增大进料量将使塔径，而所需的理论板数。
(2) 全回流时，精馏段操作线的斜率为，提馏段操作线的斜率为_________对相同的x D和x W，部分回流比全回流所需的理论板数。
[14].(1) 理想溶液的特点是同分子之间的作用力异分子之间的作用力,形成的溶液容积效应和热效应。
(2) 精馏塔设计时，当回流比加大时，所需要的理论板数 ，同时蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量 ，塔顶冷凝器中冷却剂消耗量 ，所需塔径 。
[15]. 精馏操作时，增大回流比，若F ，x F ，q 不变，则精馏段液汽比L/V ， 提馏段液汽比L/V ，塔顶x D ，塔底x W 。
[16]. 试比较连续精馏塔的塔釜用直接蒸汽加热（D ）与间接蒸汽热（I ） (<,>,=)。
（1）x F 、x D ,R,q,D/F 相同，则N TI N TD , x WI x WD ;
(2) x F ,x D ,R,q,x w 相同，则N TI N TD ; (D/F)I （D/F ）D .
[17]. 操作中精馏塔，保持F ,q,x F ,D 不变。
(1) 若采用回流比R 小于最小回流比R min ，则x D ，x W ;
(2) 若R 增大，则x D ，x W ，L/V 。
(增大,减小,不变,不确定)
[18]. 若维持操作中精馏塔的F ,x F ,q,D 不变，而减少塔釜蒸发量V 。
则:x D ,x W ,L/V 。 (变大,变小,不变,不确定)
[19]. 某精馏塔设计时操作线如图示。现保持塔顶冷凝量不
变，改为q=0•加料时设计，试在同一图上画出改变后操作线并回
答有关参数有何变化?
L/V ,N T 。
[20]. 连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进
料状态(F ,x F ,q)不变， •则L/V ,x D ,x W 。(变大,变小,
不变,不确定)
[21]. 精馏塔设计时采用的参数(F ,x F ,q,D,x D , R 均为定值)，•若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量 ，塔内实际上升蒸汽量 ，精馏塔液汽比 ，所需理论板数 。(增大,减小,不变,不确定)
[22]. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持 F ，x F ，回流比R 和提馏段上升蒸汽量V′不变，则此时D ，x D ，W ,x W 。(增加,不变,减小,无法确定)
[23]. 某精馏塔操作时，F ,x F ,q,D 保持不变，增加回流比R ，
则此时x D ，x W ,L/V 。 (增加,不变,减
少)
[24]. 某精馏塔在操作时，加料状态由原来的饱和液体进料改
为冷液进料，•且保持F 、x F 、、V 、D 不变，则此时
x D ,x W ,R ,L/V 。(增加,不变,减少)
[25]. 精馏塔中第n-1，n ，n+1块实际板效率小于1,与y n 相平
衡的液相浓度为x * n ,则x * n
x n ；与x n+1相平衡的汽相浓度y *n+1，
则y *n+1 y n+1，y n x n-1。 (>,<,=)
[26]. 某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5(摩尔比),x F=0.4(摩尔分率),回流比R=2，且知提馏段操作线方程的截距为零。则:提馏段操作线方程的斜率(L/V)= ，馏出液x D= 。
[27]. 操作中精馏塔，今保持F，x F，q，V不变，使残液量W增加。则:x D______ x W_____L/V 。
(变大,变小,不变,不确定)
[28]. 精馏塔操作时，保持V′，q，F，x F不变，而增加D/F，则:x D L/V ，x W。(变大,变小,不变,不确定)
[29]. 某精馏塔的操作线及平衡线如图所示，现若在操作时增大回流比R(保持F,X f,q,D 不变)，试定性画出新情况下的操作线。
[30]. 某精馏任务原设计的操作线如图，若设计时改用较大的塔釜蒸发量V•′，而维持其它参数不变，试定性画出变化后的操作线。
[31]. 某精馏塔原操作情况的平衡线和操作线如图，现若在操作时增大塔釜蒸发量V′, 但仍保持F,x F,q,D 不变，试定性画出变化后的操作线。
习题30 附图习题31 附图习题32 附图
[32]. 图示为塔板数N=∞时精馏塔的操作线，若在设计时保持V′，F,x F,q不变，减少D/F ，试在原图上定性绘出新工况下的操作线。
[33]. 请将你认为最确切答案填在( )内。
连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为N T1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为N T2。比较:( )
(A)N T2>N T1; (B)N T2=N T1; (c)N T2 [34]. 请将你认为最确切答案填在( )内。 (1) 某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为x D，x W。如进料为x F1时,则相应的最小回流比为R ml，若进料为x F2相应为R m2，现x F1< x F2，则: (A)R m1 (D)无法确定R m大小. (2) 精馏操作时，若F, x F,q,R均不变，而将塔顶产品量 D增加，其结果是: (A)x D下降，x W下降；(B)x D下降,x W上升；(C)x D下降，x W不 变; (D)x D不变，x W下降。 [35]. 请将你认为最恰切答案填在( )内。 (1) 精馏的操作线是直线,主要基于如下原因: (A)理论板假定；(B)理想物系；(c)塔顶泡点回流；(D)恒摩尔流假定。 (2) 操作中连续精馏塔，如采用回流比小于最小回流比，则( ) (A)x D，x W均增加；(B) x D，x W均不变；(c)不能操作；(D) x D减小, x W增加。 [36]. 某二元理想混合物，汽液相平衡关系如图，t1和t2分别表示图中相应点的温度，则:( )。 (A)t1=t2；(B)t1 [37]. 某二元理想混合物，其中A为易挥发组分。液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1；汽相组成y A=0.4，相应的露点为t2。则:( ) (A)t1=t2；(B)t1 [38]. 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 (A)液相中易发组分进入汽相; (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的现象同时发生。 [39]. 某精馏塔,精馏段理论板数为N1层,提馏段理论数为N2层,现因设备改造,•使提馏段的理论板数增加,精馏段的理论板数不变,且F,x F,q,R,V等均不变,则此时: (A)x D增加,x W不变(B) x D增加, x W减小 (C)x D增加,x W增加(D) x D增加, x W的变化视具体情况而定. [40]. 请将你认为最恰切答案填在( )内。 (1)操作中的精馏塔,保持F,q,x D,X w,V′不变,减小x F,则( ) (A)x D增大,R减小(B)D不变,R增加 (C)D减小,R增加(D)D减小,R不变 (2)操作中精馏塔,保持F,x F,q,V′不变,减少D,•则塔顶易发组分回收率η变化为 (A)变大(B)变小(C)不变(D)不确定 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。C 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。C 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 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。C A 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。D A 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。B A 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。B A 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（）。C A 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（ ）。 B A 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 = ，要求塔顶x D 不小于， 则塔顶最大产量为（ ）。 (则W=0) B A 60 kmol/h ； B 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D x 、w x 。如进料分别为1F x 、 2F x 时，其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D 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 13． 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的 泡点为1t ，气相组成3.0=A y 时相应的露点为2t ， 则（ ） D A ．21t t =； B ．21t t <； C ．21t t >； D ．无法判断 14． 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ， 与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ ）。 A 精馏 一、填空题： 801、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 ，溶液的泡 点 ，塔顶蒸汽冷凝温度 （增大、减小、不变） 答案：增大，减小，减小 802、精馏分离某二元组分混合液（,,F F x q ），要求塔顶D x ，轻组分回收率η。设计时，若 加大回流比R ，则精馏段液气比 ，提馏段液气比 ，所需理论板数 T N ，塔顶产品量D ，塔釜W x ，塔顶冷凝量C Q ，塔釜加热 量R Q ，若R 太大，过程的调节余地将 （增大、减小、不变）。 答案：增大，减小，减小，不变，不变，增大，增大，减小 803、精馏塔设计时，已知,,,F D W F x x x ，进料热状态0.5q =时，所需塔板数为T N 。试判 断下列参数变化并定性绘出操作线的变化： （1）保持回流比不变，将进料状态由0.5q =改为1q =，则塔釜加热量R Q ，塔顶冷凝 量C Q ，所需塔板数T N 。 答案：增大，不变，减小 （2）保持塔釜加热量不变，将进料状态由0.5q =改为1q =，则塔顶冷凝量C Q ，所需 塔板数T N 。答案：减小，增大 （3）保持回流比不变，将进料状态由0.5q =改为0q =，则塔釜加热量R Q ，塔顶冷 凝量C Q ，所需塔板数T N 。答案：减小，不变，增大 804、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 、D x 、q 、R 不变，则W , W x , L V '' , T N （增大、减小、不变）。 答案：增大，减小，不变，增大 805、精馏塔设计时，若塔顶采用全凝器，所需理论板数为1T N ，采用分凝器，所需理论板2T N ， 则1T N 2T N （<，=，>）****答案****：> 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=(760-208.4)/(1008-208.4)=0.6898 y A=1008×0.6898/760=0.9150 t℃80.02 90 100 110 120 130 131.8 x 1 0.6898 0.4483 0.2672 0.1287 0.0195 0 y 1 0.9150 0.7875 0.6118 0.3777 0.0724 0 1 0.911 2 0.7894 0.6271 0.4052 0.0840 0 4.612x/(1+ 3.612x) (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=760/144.8=5.249 ;α2=3020/760=3.974 ∴αM=1/2(α1+α2)=1/2(5.249+3.974)=4.612 y=4.612x/(1+3.612x) 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=6.89740-1206.350/(87+220.237)=2.971 p A0=102.971=935.41[mmHg] lgp B0=6.95334-1343.943/(87+219.337)=2.566 p B0=102.566=368.13[mmHg] 935.41×0.4+368.13×0.6=595≈600mmHg ∴泡点为87℃,气相平衡组成为 y=p A/p=p A0x A/P=935.41×0.4/600=0.624 (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 A0+p B/p B0=1 式中p A=0.4×760=304[mmHg]; p B=0.6×760=456[mmHg] 求露点亦要用试差法,先设露点为103℃,则:lgp A0=6.8974-120.635/ (103+220.237)=3.165 ∴p A0=1462.2[mmHg] lgp B0=6.95334-1343.943/(103+219.337)=2.784 ∴p B0=608.14[mmHg] 于是: 304/1462.2+456/608.14=0.96<1 再设露点为102℃,同时求得p A0=1380.4; p B0=588.84 304/1380.4+456/588.84=0.995≈1 故露点为102℃,平衡液相组成为 x A=p A/p A0=304/1380.4=0.22 3解: (1)x A=(p总-p B0)/(p A0-p B0) 0.4=(p总-40)/(106.7-40) ∴p总=66.7KPa y A=x A·p A0/p=0.4×106.7/66.7=0.64 (2)α=p A0/p B0=106.7/40=2.67 4解: (1) y D=? αD =(y/x)A/(y/x)B =(y D /0.95)/((1-y D )/0.05)=2 y D =0.974 (2) L/V D =? ∵V=V D +L (V/V D )=1+(L/V D ) V0.96=V D 0.974+L0.95 (V/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95 (1+L/V D )0.96=0.974+(L/V D )0.95 (L/V D )=1.4 5解: 简单蒸馏计算: 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（）。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（），馏出液组成为（）。 【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.AB ＞1 B. AB ＜1 C. AB =1 D. AB ＞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 ）。 ＞1 ＜0 =1 ＜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 ）。 +1＞y n ＞y n-1 B. y n+1=y n =-1 C +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 ）。 h h h h （6）连续精馏中，精馏段操作线随（ A ）而变。 五蒸馏 汽液相平衡 1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 144.8 208.4292.8 402.6 542.8 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图； (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。 1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p、p [mmHg],按下述Antoine方程计算：式中t为温度[℃]。 lg p=6.89740-1206.350/(t+220.237) lg p=6.95334-1343.943/(t+219.237) 1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p=106.7kPa，p=40kPa，液相摩尔组成为x A=0.4，试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A； (2) 相对挥发度α。 1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝 器的汽相组成y1=0.96(?摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D=0.95，两个组分的相对挥发度α=2，求: (1) 出分凝器的汽相组成y D=? (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D=? 习题4附图 1.5 在1atm下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为y=0.46x+0.549 1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F=0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3） 1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]，回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。 1.8 现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、B两组分的分离。已知A与B?的分子量分别为78与92，进料量为100[kg/h]，含A组成为10%(质量%以下同)，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%，残液中A的组成为1%,试求: (1) 塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h]? (2) 回流比R? (3) 写出该塔操作线的数值表达式。 1.9 在连续精馏塔中,精馏段操作线方程 y=0.75x+0.2075,q线方程为y=-0.5x+1.5x F, 试求: (1) 回流比R (2)馏出液组成x D (3) 进料液的q值 (4) 当进料组成x F=0.44时,精馏段操作线与 五蒸馏 汽液相平衡 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 90 100 110 120 130 p 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图； (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。 苯—甲苯混合液的组成x=(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p、p [mmHg],按下述Antoine方程计算：式中t为温度[℃]。 lg p= p= 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p=，p=40kPa，液相摩尔组成为 x A=，试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A； (2) 相对挥发度α。 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成 y1=(?摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D=，两个组分的相对挥发度 α=2，求: (1) 出分凝器的汽相组成y D=? (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D=? 习题4附图 在1atm下对x=(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的 1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=附近平衡线可近视为直线，其方程为 y=+ 某二元混合物原料中易挥发组分x F=(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3） 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]，回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。 现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、B两组分的分离。已知A与B?的分子量分别为78与92，进料量为100[kg/h]，含A组成为10%(质量%以下同)，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%，残液中A的组成为1%,试求: 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。 C 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。 C 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 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。 C A 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。 D A 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。 B A 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。 B A 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（ ）。 C A 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（ ）。 B A 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) B A 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D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的 最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D 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 13． 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，气相组成 3.0=A y 时相应的露点为2t ， 则（ ） D 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; C 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; C 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 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; C A 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; D A 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; B A 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; B A 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 ; C A 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 ; B A 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 = ,要求塔顶x D 不小于,则塔顶最大产量为 ; 则W=0 B A 60 kmol/h； B 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D x、w x;如进料分别为1F x、2F x时,其 相应的最小回流比分别为1min R 、2min R ;当21F F x x >时,则 ; A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12． 精馏的操作线为直线,主要是因为 ; D 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 13． 某二元混合物,其中A 为易挥发组分;液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ,气相组成3.0=A y 时相应的露点为2t , 则 D A ．21t t =； B ．21t t <； C ．21t t >； D ．无法判断 14． 某二元混合物,其中A 为易挥发组分;液相组成5.0=A x 时泡点为1t ,与之相平衡的气相组成75.0=A y 时,相应的露点为2t ,则 ; A A ．21t t =； B ． 21t t < ； C ．21t t > ； D ． 不能判断 15． 操作中连续精馏塔,如采用的回流比小于原回流比,则 ; B A ．D x 、W x 均增加； Ｂ．D x 减小,W x 增加； Ｃ．D x 、W x 均不变； Ｄ．不能正常操作 16． 某真空操作精馏塔,在真空度降低后,若保持F 、D 、F x 、q 、R 及加料位置不变,则塔顶产品组成D x 变化为 ; A A.变小； B ．变大； C.不变； D ．不确定； 17． 精馏操作时,若在F 、F x 、q 、R 不变的条件下,将塔顶产品量D 增加,其结果 是 ; C A ．D x 下降,W x 上升； B ．D x 下降,W x 不变； C ． D x 下降,W x 亦下降； D ．无法判断； 分析：当D 增加时,D x 必然减小,但因回流比R 不变,只有V 和L 同时增加,即'V 和 'L 同时增加,以1=q 为例,从提馏段操作线斜率看1' '++ =R D F R V L ,当D 增大后, ''V L 变小,而T N 不变,故有W x 减小; 18．二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 ; A A ． 提馏段操作线与q 线；平衡线； 第五章蒸馏 一、名词解释： 1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进 行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。 6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平 衡。 7、采出率：产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系：在一定的操作条件下，第n 层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上 升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。 10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。 11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。 12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。 二、填空题： 1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是____________ 。相等 2、当塔板上_____________________________________________________ 时，称该塔板为理 论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时 3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于 ___________________ 的场合。难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐 _________ ，其沸点则逐渐________ 。 降低，升高 5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断 _______________ ，若保持回流比不变，则馏出液组成_______________ 。增加回流比，不断下降 6、在精馏塔设计中，若xF、xD、R、q，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比， N T，间N T，直， x W，间 x W，直 7、总压、95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为与，则平衡时汽相中苯的摩尔分率为 _______ ，液相中苯的摩尔分率为_______ ，苯与甲苯的相对挥发度= ______ 。、、 8、精馏操作的依据是___________________________________________________ 。实现精馏操作的必要条件包括_________________________________________________ 和 第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小，可用来 判 定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、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔釜温度 降低 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系，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，已知 y n =0.4，则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、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的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。 8、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 0=116.9kPa,p B 0=46 kPa ，则相对挥发度α= 2.54，平衡时液相组成x A = 0.78 ，气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ，适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q 值为 0.6 。 注：23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40（均为摩尔分率），已知R=3 ，α=2.5， 则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注：1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中，若F 、x F 、q 、D 保持不变，若增加回流比R ，则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、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气改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V ’ 增加 、下降液体量L ’ 增加 。 15、操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大 ，提馏段液气比L ’/V ’ 减小 ，x D 增加 , x W 减小 。 16、操作中的精馏塔，保持F 、x F 、q 、V 不变，增加W ，则x D 增加 , x W 增加，L/V_增加_。 17、在连续精馏塔中，若x F 、x D 、R 、q 、D/F 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需的理论板数N T 减小 ，x W 增加。 化工原理精馏习题及答案 一.选择题 1. 蒸馏就是利用各组分( )不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度; B 等规度; C 挥发度; D 调与度。 2.在二元混合液中,沸点低的组分称为( )组分。 C A 可挥发; B 不挥发; C 易挥发; D 难挥发。 3.( )就是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A 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,就是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C A 冷凝器; B 蒸发器; C 再沸器; D 换热器。 5.再沸器的作用就是提供一定量的( )流。 D A 上升物料; B 上升组分; C 上升产品; D 上升蒸气。 6.冷凝器的作用就是提供( )产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相; B 塔顶液相; C 塔底气相; D 塔底液相。 7.冷凝器的作用就是提供塔顶液相产品及保证有适宜的( )回流。 B A 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( )。 C A 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( )。 B A 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) B A 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D x 、 w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时,其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时,则 ( )。 A A.2min 1min R R <; 化工原理练习题（精馏） 一.填空题 1.精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2.已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出Y X Y X 的对应值，Y____，X____，Y____ ，X_____, 3. 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x0.3，则y 4.某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.45x-0.015,则回流比R=____,馏出液组成x________,原料组成x=__________.釜液组成x=_________. 5.如图所示，ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 二.选择题（5分） 1. 某精馏塔精馏段理论板数为N论板数为N 馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、x q、R，V等均不变，则此时:（） A. x x B. x x C. x x D. x x 三..问答题 1.精馏塔在一定条件下操作时，问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将 有何变化？为什么？ 四.计算题（65分） 1. 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）。苯对甲苯的平均相对挥发度为 2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求： (1) 最小回流比； (2) 若回流比取最小回流比的1. 2倍，列出精馏段操作线方程 (3) 列出提馏段操作线方程。 2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.h 馏，要求塔顶x=0.9，塔底x=0.0677, D=40kmol.h R为1.4Rmin，已知操作条件下相对挥发度α＝2.47是常数。求：(1) 精馏段操作线方程；(2) 提馏段操作线方程。 3.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量为50％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D，釜排出液量W及浓度x 4.某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成x=0.5(mol 组成) 的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15试求：(1)回流比R，塔顶组成x x (2)提馏段操作线方程。 5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40％(摩尔分率)的甲醇 水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成x=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R＝3，在操作条件下的平衡关系为y＝0.45x＋0.55，求： (1) 塔釜组成x(2) 每小时能获得的馏出液量D。 1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。C 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。C 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 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C A 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。D A 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。B A 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。B A 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（ A 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（）。B A 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） B A 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x D 、x w 。如进料分别为x F1、x F 2时，其相应的最小回流比分别为R min1 、R min 2 。当x F1 x F2时，则（）。A A ．R min1 R min 2 ； B ． R min1 R min 2 ； C ．R min1 R min 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（）。D 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 13．某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成x A 0.5时相应的泡点为t1 ，气相组成y A 0.3时相应的露点为t2 ，则（） 精馏-选择题（题目） 层次：A (1) x09a02001 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。 Ａ平衡线; Ｂ操作线与ｑ线； Ｃ平衡线与操作线; Ｄ平衡线与ｑ线。 (2) x09a02052 连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理 论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务 所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。 （Ａ）Ｎˊ＞Ｎ； （Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ； （Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ ； （Ｄ）判断依据不足。 (3) x09a02060 对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，kPa p A 7.1060=，kPa p B 400=，液相摩尔组成4.0=A x ，则 与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。 (1)0.5 ； (2)0.64 ； (3)0.72 ； (4)0.6 (4) x09a02066 恒摩尔流假定主要前提是两组分的分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。此话________。 （1）对 ; （2）错; (3)无法判断 (5) x09a02067 精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。此话______________。 （1）对; （2）错; (3)无法判断 (6) x09a02068 精馏塔设计时，若F 、x F 、x D 、x w 、V 均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，则设计所需理论板数⎽⎽⎽⎽⎽⎽。 （1）多 （2）少 （3）不变 （4）判断依据不足 (7) x09a02069 某二元混合物，其中Ａ为易挥发组分，液相组成ｘ＝0.6相应的泡点为ｔ，与之相平衡的汽相组成ｙ＝0.7，相应的露点为T ，则：（ ）。 （Ａ）ｔ＝T （Ｂ）ｔ＜T （Ｃ）ｔ＞T （Ｄ）不能判断 (8) x09a02101 在非理想系统的实际精馏塔中，各板上的温度t 、压力p 及相对挥发度a 应该_______ 。 (1)都是相同的 (2)都是变化的，但p 的变化较小 (3)a 不变，p 、t 变化 (4)p 变、t 不变，a 变化较小化工原理--精馏习题及答案
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