化工原理精馏

;.1. 已知精馏塔塔顶第一层理论板上的液相泡点温度为t1，与之平衡的气相露点温度为t2，而该塔塔底某理论板上的液相泡点温度为t 3， 与之平衡的气相露点温度为t 4，则这四个温的大小顺序是 t 1 t 2 t3t t1 t 2 t 3t3=t t1 =t 2 1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将 ， 塔顶冷凝器热负荷 ，塔釜再沸器热负荷 。变大，变小，不变，不一定;. .3. 连续精馏塔操作时， 若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量和进料状况（ f, xf, q）不变时， 则 l/v xw 。变大，变小，不变，不一定，l /v ，xd，4. 精馏塔操作时，若、xf、q，加料板位置、和不变，而使操作压力减小，则xd ，xw 。变大，变小，不变，不一定5. 操作中的精馏塔，保持f，xf，q， d 不变，若采用的回流比r1则表示组分和 ， =1则表示组分和 。8. 当某塔板上 时，该塔板称为理论塔板。9. 精馏过程的回流比是指 ，最小回流比是指 。10. 在设计连续操作的精馏塔时，如保持 xf，d/f ，x d，r 一定，进料热状态和选用的操作气速也一定，则增大进料量将使塔径 ， 而所需的理论板数 。 11塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是 。12. 精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x d ，x w 。（ 1）变小(2 )变大(3)不变 (4) 不确定13. 某操作中的精馏塔，维持f、q 、x d、 v不变，但 x f 增大，则 d （1）变小(2 ) 变大 (3) 不变(4)不确定， r 。14. 精馏塔内，气液两相的流动，液体靠重力、压力差 自上而下地流动，气体靠 自下而上地与液体成逆流流动。15. 全回流时，操作线与 重合，操作线方程为 ,理论塔板数为 .当回流比减少到 称为最小回流比，所需的理论塔板数定。对角线 y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。 . 适宜的回流比应通过 确16. y-x 相平衡曲线上各点的温度是 。不等的17. 当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度 ,塔釜温度 。减少、增加、增加。 ,塔顶温度18. 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应 ,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量应 ,所需塔径应 操作费和设备费的总设资将是 增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升19. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈 20. 塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是 。21. 精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x d ，x w 。（1）变小(2 ) 变大 (3) 不变(4)不确定22. 某连续精馏塔，进料状态q=1,d/f=0.5,x f=0.4 ，回流比 r=2，且知，提馏段操作线方程的截距为零。则提馏段操作线斜率l /v = ；馏出液组成x d= 。23. 在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成xd 和易挥发组分的回收率不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需的理论板数将如何变化：（）加大回流比r， ；（）提高操作压强p， ；（）提高加料温度t f， ；（）增加生产能力30%（仍能正常操作）， 。 24精馏塔操作时，保持f， xf， q， r 不变，增加塔底排液量w，则 xd （1）变小（2）变大（ 3）不变（ 4）不确定， l/v ，l /v ，xw 。25. 在精馏塔的一层理论板上，离开塔板的气相的露点温度与液相的泡点温度的关系为 。26. 从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不变的原因，可能是 ， 和 等现象。27. 塔板结构设计时，溢流堰长度l w 应当适当，过长则会 ，过短则会 。1. 用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为 2.45，进料为 100kmol/h 、组成为 0.4（摩尔分率）的饱和液体 (泡点进料 )，回流比为 1.5，塔顶馏出液中苯的回收率为 0.95，塔釜采出液中甲苯的回收率为 0.95， 求：塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；精馏段及提馏段操作线方程；回流比与最小回流比的比值。2. 在连续操作的精馏塔中分离苯甲苯溶液。塔釜间接蒸汽加热。塔顶全凝器，泡点回流。进料中含苯35%（mol% ，下同），进料量为 100kmol/h ，以饱和蒸汽状态进入塔中部。塔顶馏出液量为40kmol/h 。系统的相对挥发度为2.5，且知精馏操作线方程为y=0.8x+0.16 。试求：（1） 提馏段操作线方程，（2） 若塔顶第一块板下降的液相中含苯70%，求该板以气相组成表示的板效率emv。（3） 若 塔 釜 停 止 供 应 蒸 汽 ， 保 持 回 流 比 不 变 ， 当 塔 板 数 无 限 多 时 ， 塔 底 残 液 的 浓 度 为 多 少 ？ 3某精馏塔在常压下分离某双组分混合液，该塔的精馏段和提馏段方程分别为y=0.723x+0.263 和 y =0.723-x0.0188，每小时送入塔内75kmol 的混合液，进料为q=1.2 的冷液，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少kmol/h ？进料组成xf 为多少？4.某连续精馏塔将组成x f=0.42 的双组分混合液分离为x d=0.8, xw =0.02(均为 mol 分率 ),泡点加料 ,f=0.001kmol/s, 组分汽化热均为2000kj/kmol, 系统的 =2.5求, 以下两种不同加料方式下的回流比及塔釜耗热量: (该塔的板数很多,可设 n e= )。1. 塔中部适当位置加料2. 塔顶第一块板加料解： x f=0.42 ， x d=0.8 ， x w=0.02 ，q=1， f=0.001kmol/s ，=2000kj/k mol, =2.5 1)n e= 回流比 r=r minx f=0.42y f=2.5*0.42/(1+1.5*0.42)=0.6442r=r min =(xd-y f)/(y f-x f)=(0.8-0.6442)/(0.6442-0.42)=0.6952v=v=l+d=(1+r)d=(1.6952)df x f=d x d+(f-d)xw d=f(xf-xw)/(xd-xw)=0.001x(0.42-0.02)/)(0.8-0.02)=5.128*10-4 qb=v =1.6592*5.128*10-4*2000=1.739kj/s xd=0.8yd=0.8x1=y/( -(-1)y)=0.8/(2.5-1.5x0.8)=0.6154操作线斜率k=(0.8-0.02)/(0.6154-0.02)=1.31 v =d+l l =f+l操作线斜率l /v =(f+l)/(d+l)=1.31 r=l/d(f+rd)/(1+r)d)=1.31f/d-r/(1+r)=1.95+r/(1+r)=1.31 r=2.0645q=vr= （1+r ）d*r=3.0645 5.128 10-4 2000=3.143kj/s5. 每小时将 15000kg 含苯 40%（质量 %，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2% ，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。进料组成：釜残液组成：原料液的平均分子量： 原料液流量：依题意知：所以：（ a）全塔物料衡算（b）或（ c）联立式 a、b、c，解得：6. 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1.6 。回流比 r=2，求：（ 1）第一块塔板下降的液体组成x1 ；（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，y10.95根据理论板的概念，yx1(1) x0.951 .6 x11(1.61) x1x10.92（2） v( r1) d(21)50150 kg / h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m0.95119.350.05153.8121.1kg/ k m o lv150121.11001.24kmol / hlrd250100kg / hl121.10.826kmol / h7. 分离例 6-1 中的溶液时，若进料为饱和液体，选用的回流比，试求提馏段操作线方程式，并说明操作线的斜率和截距的数值。解：由例 6-4 知：，而因泡点进料，故：将以上数值代入下式，即可求得提馏段操作线方程式：或该操作线的斜率为1.4，在 y 轴上的截距为 -0.0093 。由计算结果可看出，本题提馏段操作线的截距值是很小的，而一般情况下也是如此的。8. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知操作回流比r 为 3，馏出液的组成为0.95（易挥发组分的摩尔分率），塔顶采用全凝器。该物系在本题所涉及的浓度范围内气液平衡方程为y0.42 x0.58 。试求精馏段内离开第二层理论板（从塔顶往下计）的气液相组成。解： yn 1rx dxn30.95xn0.75xn0.238r1r13131y1x d0.95y10.42x10.580.95x10.881y20.75x10.2380.899y20.8990.42 x20.58x20.769. 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) ，回流比为最小回流比的1.5 倍，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。dx d解：fx f0.9d0.9 fxfxd0.910000.90.4400kmol / hw=f-d=1000-400=600kmol/hfx fdx dwxw10 0 00.44 0 00.96 0 0xwxw0.00667yn 1rxdxnr1r1q1xqxfxqyq1(1