化工原理考试题(精馏).doc

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YX，Y，X的对应值，Y _，X_， Y_ ，X_,3. 某二元物系的相对挥发度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（由塔顶往下数）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， 点表示； 点表示； 点表示； 段表示； 段表示。二.选择题（5分） 1. 某精馏塔精馏段理论板数为N层，提馏段理论板数为N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、q、R，V等均不变，则此时:（ ） A. x减小，x增加； B. x减小，x不变； C. x减小，x减小； D. x减小，x的变化视具体情况而定。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，于常压下进行连续精馏，要求塔顶x=0.9， 塔底x=0.0677, D=40kmol.h，原料于泡点下进入，R为1.4Rmin，已知操作条件下相对挥发度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，塔釜组成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R3，在操作条件下的平衡关系为y0.45x0.55，求： (1) 塔釜组成x； (2) 每小时能获得的馏出液量D。化工原理练习题答案（精馏）一.填空题1. 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2. y6 0.82 x6 0.70 y7 0.75 x7 0.623. yx/（1（1）x）30.3/(1+20.3) 0.563 xy0.563 y30.563/（120.563）0.7944. 0.86 0.288 0.0335. ）y ，x ）y ，x ）y ，x ）x,x ）y, y二.选择题 A.三.问答题 当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少， 在其它条件不变时，分离能力下降，xD ，易挥发组分收率降低，xW 。四.计算题1. y2.440.4/（11.440.4）0.62 R（xy）/（yx） （0.950.62）/（0.620.4） 1.5 R1.21.51.8 y（1.8/2.8）x0.95/2.8 0.64x0.34 令 F=1kmol.h Fx=Dx+Wx 0.4=0.95D+(1-D)0.05 解得 D=0.39kmol.h W=0.61kmol.h q=1 L=L+qF=RD+F=1.80.39+1=1.7kmol.h V=V=(R+1)D=2.80.39=1.09kmol.h y=Lx/V-Wx/V =1.7x/1.09-0.610.05/1.09=1.56x-0.028 y1.56x0.0282. q=1, yq=2.470.4/(1+1.470.4)=0.622, Rmin=(0.9-0.622)/(0.622-0.4)=1.25, R=1.41.25=1.75, y=1.75x/(1.75+1)+0.9/(1.75+1) =0.636x+0.327 V=V=(R+1)D, L=L+qF=RD+F, y=Lx/V-Wxw/V =(RD+F)x/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D =1.545x-0.03693. y1=xD=0.8 0.8=2.5x1/(1+1.5x1) x1=0.615 yw=x1R/(R+1)+xD/(R+1)=30.615/(3+1)+0.8/4=0.661 0.661=2.5xW/(1+1.5xW) xW=0.438 100=D+W, 1000.5=0.8D+0.438W D=17.1(kmol.h), W=82.9(kmol.h)4 (1)D=F(x-x)/(x-x) 即0.5=(0.5-x)/(x-x) R/(R+1)=5/6 R=5 x/(R+1)=x/(5+1)=0.15 x=0.9 x=0.1(2)提馏段操作线: y=(L/V)x-Wx/V 饱和蒸汽进料 q=0, L=L, V=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D y=L/(V-F)x-W0.1/(V-F) =RD/(R+1)D-2Dx-D0.1/(R+1)D-2D =5/(6-2)x-0.1/(6-2) =1.25x-0.0255. y1=xD=0.84, 0.84=0.45x1+0.55, x1=0.64,