精馏题库计算题精选课堂

1、j07a10135 某双组分理想物系当温度t=80时，PA°=106.7kPa，PB°=40kPa，液相摩尔组成xA=0.4，试求： 与此液相组成相平衡的汽相组成y； 相对挥发度。解：（1）xA=(P总PB°)(PA°PB°) ； 0.4=(P总40)（106.740） P总=66.7kPa； yA=xA·PA°P总=0.4×106.766.7=0.64（）=PA°PB°=106.740=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，

2、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： F=D+W FxF = DxDWxW W=56.2kmol/h D= 43.8kmol/h q=1 V'=V L =VD=13243.8=88.2 kmol/h R=L/D=88.2/43.6=2.02j07a10019 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

3、组成xD。 解: yq=xF=0.54 (1) 精馏段方程: y=0.7826x+0.217 xD (2) 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xq=x=0.447， 将yq=0.54，, xq=0.447代入(2) 得xD=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+1.5xF 试求 回流比R 馏出液组成xD 进料液的q值 当进料组成xF =0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处xq 值为多少? 并要求判断进料状态。解：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)

4、 R/(R+1)=0.75, R=0.75R+0.75, R=0.75/0.25=3 xD/(R+1)=0.2075 , xD=0.83q/(q-1)=0.5 , q=0.5/1.5=0.333 0.75x+0.2075=0.5x+1.5 xF , 0.75 x q+0.2075=0.5x q +1.5×0.44, x q=0.362 ,0<q<1, 原料为汽液混合物 j07b15018 某精馏塔在常压下分离苯甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.723x+0.263和y'=1.25x'-0.0188，每小时送入塔内75kmol的混合

5、液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。解:已知两操作线方程: y=0.723x+0.263(精馏段) y=1.25x-0.0188(提馏段) R/(R+1)=0.723 R=2.61 x D / (R+1)=0.263 x D=3.61×0.263=0.9494 两操作线交点时, y=y x=x 0.723x+0.263=1.25x-0.0188 xF =0.5347 饱和液体进料q=1, x F = x =0.5347 提馏段操作线经过点(x W，x W) y=x w =1.25xW0.0188 x W=0.0752由全塔物料衡算 F=D

6、+W F x F = D x D + W x WD =(x Fx W)/(x Dx W)F=(0.5347-0.0752)/(0.9494-0.0752)×75=39.42kmol/h 饱和液体进料 V=V=L+D=(R+1)D=3.61×39.42=142.3kmol/hj07a10169 已知某精馏塔进料组成xF=0.5，塔顶馏出液组成xD=0.95，平衡关系0.80.2，试求下列二种情况下的最小回流比Rmin。 饱和蒸汽加料； 饱和液体加料。解：R min = (x Dy q)/(y q x q ) (1) ； yq=0.8 x q + 0.2 (2) ； y q=

7、qx q/ (q1)x f / (q1) (3) q=0, 由(3) yq=xf=0.5，由(2) xq = (0.5-0.2)/0.8=0.375，R min =(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6q=1, 由(3) xq =xf =0.5，由(2) yq =0.8×0.5+0.2=0.6，R min= (0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.5j07a10010 某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55% (摩尔百分数，下同)（与此相平衡的汽相组成为75% ），要求塔顶产品含易挥发组分95%，饱和液体进料。求最小回流比。若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为

8、 1.5Rmin时，求进料板上一板流下的液体组成。 解：R min=（xDyq）/（yqxq）(0.950.75)/(0.750.55) =1xq=xF y=R/(R+1)xF-1xD(R+1) 求x F-1=？0.75=1.5/(1.5+1)F-10.95 / (1.5+1) xF-1=0.62 j07a10012 用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知加料量F=10kmol/h，相对挥发度=3，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为0.5 (摩尔分率，下同)，塔顶产品浓度为0.9, 塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提

9、馏段上升蒸汽量。 解:q=0 V=VF = (R+1)DF yq=xF xq= yq(1)yq= 0.5/(32×0.5) = 0.25 Rmin=(xDyq）（yqxq）=(0.90.5)/(0.50.25) = 1.6； R=2.0Rmin=2×16=3.2D= FxFxD =0.9×10×0.5/0.9 = 5kmol/h V=(3.2+1)×510=11kmol/h j07a10026 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50% ,塔顶产品组成xD=95，产量 D=50kmol/h，回流比R=

10、2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度=3。求：1.Rmin(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。解：1. y=x/1+(1)x=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, xq = x F = 0.5, y q =3×0.5/(1+2×0.5)=1.5/2=0.75R min / (Rmin+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9 Rmin=4/5=0.8 2. V=V=(R+1)D=(2×0.8+1)×50=130kmol/h 3. y=R/(R+1

11、)x + x D / (R+1)=0.615x+0.365 j07a15134 组成为xF=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xD=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=2.5，试求：原料中汽相和液相组成；列出提馏段操作线方程。解：(1) FxF=VyqLxq，0.45=(1/3) yq(2/3) xq，yq=2.5 xq/(11.5 xq)， xq=0.375，yq=0.6， (2) R min =(xDyq)(yqxq)=(0.95-0.6)/(0.6-0.375)=1.56R =1.5 ×

12、 R min =2.34， D=0.95×0.45/0.95=0.45， W=10.45=0.55，xw=(FxFDxD)/W=(0.45-0.45×0.95)/0.55=0.041 ，L=RD=2.34×0.45=1.053； V=(R1) D=1.053，L=LqF=1.053(2/3)×1=1.72，V=V(1-q)F=1.5031/3=1.17，y=(L/V)xWxw/V=1.47x0.0193 j07b10132 用一连续操作的精馏塔，在常压下分离苯甲苯混合液，原料液含苯0.5（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯0.9，塔顶采用全凝器，回流比为最

13、小回流比的1.5倍，泡点进料，设加料板上的液相组成与进料组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为145.3kPa，试求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。解：yf=PA°xf/P=145.3×0.5/101.3=0.717 ，Rmin=(xD-yf)/(yf-xf)=(0.9-0.717)/(0.717-0.5) =0.843，R=1.5×0.843=1.26，yf=R×x(f-1)/(R+1)+xD/(R+1)，0.717=1.26×x(f-1)/(1+1.26)+0.9/(1.26+1) ，x(f-1)=0.571j07b15013 某精馏塔

14、用于分离苯甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为 0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度=2.4。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。解：（1）F=D+W ，FxF=DxDWxW30=D+W ，30×0.5 = D×0.95+W×0.10 D=14.1kmol / h W=15.9kmol / h （2）xq=xF= 0.5，yq =xq1+ (1)xq =2.4×0.5/

15、1+ (2.41)×0.5 = 0.706 R min =(xDyq)(yqxq)=(0.950.706) / (0.7060.5)=1.18，R =1.5 × R min =1.5×1.18=1.77 精馏段的操作线方程为：y = R / (R+1)x +xD（R+1) = 1.77/(1.77+1)x0.95 / (1.77+1) = 0.639x+0.343 y1=xD=0.95，x1=y1y1(1)=0.95 / (2.40.95×(2.41) = 0.888 y2=0.639x1+0.343 = 0.910， x2= 0.910 / 2.40.

16、910×(2.40-1) = 0.808 j07b15027 用连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成为0.9，残液组成为0.1，相对挥发度为 2.5，饱和蒸汽进料。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.馏出液及残液量； 2.最小回流比； 3.操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol？4.塔釜上一块理论板液相组成为多少? 5.计算第3 问时作了什么假定? 解：1.由物料衡算: F=D+W F x F= Dx D+ Wx WD = (x Fx W)·F/ (x Dx W) = (0.4-0

17、.1)×100/(0.9-0.1)= 37.5kmol/hW = FD = 10037.5 = 62.5kmol/h 2.饱和蒸汽进料q=0，y q= x F = 0.4 x q = y q / (1)·y q = 0.4 / (2.51.5×0.4 ) = 0.21R min = (x Dy q) / (y qx q ) = (0.9-0.4) / (0.4-0.21) = 2.64 3. V= V (1q )·F = VF = (R+1)DF = (3+1)×37.5100 = 50kmol/h 4. 由平衡关系知: y W =x W /

18、1+ (1)·x W = 2.5×0.1/1+ (2.5-1)×0.1 = 0.217由操作线方程 y w' = (L/V)x m (W/V)·x W x m= (y W·V' + W·x W) / L' 釜上一块理论板组成: x m= (y W·V' + W·x W) /（R·D）=(0.217×50+62.5×0.1)/(3×37.5)=0.152 j07b15125 常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组成y1=0.96（易挥发组

19、分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸汽总量的1/2（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全凝器内全部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对挥发度=2.4，求： 塔顶产品及回流液的组成； 由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。解：y1=0.96, V=1kmol/h, L=1/2 kmol/h, D=1/2kmol/h, R=1, =2.4,y0=×x0/1+(-1)x0=2.4x0/(1+1.4x0) -(1) 1×y1=y0/2+x0/2 -(2) y0=2×0.96-x0 代入(1) 2×0.96-x0=2.4x0/(1+1.4x0), x0=0.944,xD=y0

20、=2.4×0.944/(1+1.4×0.944)=0.976 x1=y1/-(-1)y1=0.96/(2.4-1.4×0.96)=0.909, y2=Rx1×/(R+1)+xD/(R+1) =0.909/2+0.976/2=0.943j07b20024 在连续常压精馏塔中分离某理想混合液，D=0.94，W=0.04（摩尔分率）。已知此塔进料q线方程为y = 6x1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2。求：精馏段操作线方程。若塔底产品W = 150 kmol / h，求进料量和塔顶产品量。 提馏段操作线方程。解：由q线

21、方程 q / (q-1) = 6 q=1.2 ， x F / (q-1)=1.5 x F = 0.3 由y = 2x / (x1) 和 y = 6x1.5 联立展开6x 21.5x1.56x2x =0 6x2+2.5x1.5=0 取正根x q= 0.333 y q= 6×0.3331.5 = 0.5 R min = (x Dy q) / (y qx q) = (0.940.5) / (0.50.333) =2.635 R = 1.2 R min = 3.162 精馏段操作线方程: y=R / (R+1)·x +xD / (R+1)=(3.162/4.162)x+0.94/4

22、.162=0.76x0.226 总物料衡算: D = W·(x Fx W) / (x Dx F) = 150×(0.30.04) / (0.940.3) = 60.94kmol/hF = D + W = 60.94+150 = 210.94kmol/h 提馏段操作线: L= DR + q F = 60.94×3.162 +1.2×210.94 = 445.8kmol/h = D (R+1) + (q-1) F = 60.94×4.162 + (1.2-1)×210.94 = 295.8kmol/h y= (L/)xW·x W

23、/= (445.8/295.8)x150×0.04/295.8 = 1.507x0.0203 j07a10033 一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯甲苯物系，采用回流比R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D=0.985和第一块塔板流下液体浓度x1=0.970（均为摩尔分率）；已知物系的相对挥发度=2.58，试计算第一块塔板的板效率E mv。解：y1 = x D = 0.985 y1*=x/ 1+(1)x=2.58×0.970/1+(2.58-1)×0.970=0.988 y2=R/(R+1)x1+ x D / (R+1) =3/(3+1)×0.970+0

24、.985/(3+1)=0.974 E mv =(y1y2)/(y1*y2)= (0.9850.974)/(0.9880.974)=0.786 j07b15020某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。处理含易挥发组成F=0.5(mol组成)的饱和蒸汽。塔顶产量和塔底排量相等。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xD，塔釜组成xW。(2)提馏段操作线方程。 (3)若两组份相对挥发度=3，第一板板效率EmL=(D1)(D1*)=0.6, 则2=? (2)、(3)选做一题 解： (1)D=F(xFxW)/(xD-xW) 即0.5=(0.5xW)/(xDxW)

25、xD + xW =1 ，R/(R+1)=5/6R=5 xD/(R+1)=xD/(5+1)=0.15 xD=0.9 xW=0.1 (2)提馏段操作线: y'=(L/V)xWxW/V 饱和蒸汽进料 q=0， L=L， V=VF 又F=2D，W=D，L=RD，V=(R+1)D y'=L/(VF)x'W×0.1/(V-F)=RD/(R+1)D-2Dx'-D×0.1/(R+1)D-2D=5/(6-2)x'-0.1/(6-2)=1.25x'-0.025 (3) (xDx1)(xDx1*)=0.6 x1*= y / -(-1)y=0.9/(

26、3-(3-1)×0.9=0.75 (0.9-x1)/(0.9-0.75)=0.6 解得x1=0.81 y2=5x/6+0.15=5×0.81/6+0.15=0.825 *j07b20159 用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。 进料为150kmolh，组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求： （1）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）精馏段及提馏段操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。 （4）全回流操作时，塔顶第一块板的气相莫

27、弗里板效率为0.6，全凝器凝液组成为0.98，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。 解：(1) D·XD = 0.97·F·x F ， W·(1x W) = F·(1x F ) × 0.95， D+W = F = 150 D·x D + W·x W = F·x F =150×0.4 = 60 W=87.3 kmol/h D=62.7 kmol/h x D=92.8% x W = 2.06% (2) 精馏段操作线方程 y (n+1) = x n·R / (R+1)+x D/ (R+1) =0

28、.8x n + 0.1856提馏段操作线方程为y(n+1)' = L'·x n' / V'W·x w / V' q=0，V' = (R+1)DF，L' = DR， y(n+1)'= x n'·R·D / (R+1)DFW·x w / (R+1)DF=1.534x n'0.011 (3) q=0， ye = x F = 0.4， y = ·x / 1+1)x x e = 0.02125 R min = (x Dye) / (yex e) = (0.9280.

29、4)/(0.40.2125)=2.816 R / R min= 4/2.816 =1.42 （4）E mv1= (y1y2 ) / (y1*y2 ) = 0.6 y1*=×x1/ 1+1)x1 全回流时y2 = x1 ，y1 = x D = 0.98 y1*=2.47·y2 / (1+1.47y2) E mv1= (0.98y2) / 2.47y2 / (1+1.47y2)y2 = 0.6 y2=96.93% (mol%) y2' =78×0.9693 / 78×0.9693+92×(10.9693) = 96.4% (质量%) 改编：

30、用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。 进料为150kmolh，组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽，已知塔顶馏出液的流量为62.7 kmol/h，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，回流比为最小回流比的1.42倍，求： （1）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）塔釜采出液中甲苯的回收率（3）回流比（4）精馏段及提馏段操作线方程；解：(1) D·XD = 0.97·F·x F ， D+W = F = 150 D·x D + W·x W = F·x F =150×0.4

31、= 60 W=87.3 kmol/h x D=92.8% x W = 2.06% (2) W·(1x W) / F·(1x F ) = 0.95，(3) q=0， ye = x F = 0.4， y = ·x / 1+1)x x e = 0.02125 R min = (x Dye) / (yex e) = (0.9280.4)/(0.40.2125)=2.816R / R min= 1.42 R=4(4) 精馏段操作线方程 y (n+1) = x n·R / (R+1)+x D/ (R+1) =0.8x n + 0.1856提馏段操作线方程为y(n+1

32、)' = L'·x n' / V'W·x w / V' q=0，V' = (R+1)DF，L' = DR， y(n+1)'= x n'·R·D / (R+1)DFW·x w / (R+1)DF=1.534x n'0.011 j07b15131 分离苯甲苯混合液，原料液中含苯0.5（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出液中要求含苯0.95，塔顶用一分凝器和一全凝器（如图），测得塔顶回流液中含苯0.88，离开塔顶第一层板的液体含苯0.79，求： 操作条件下平均相对挥发度；

33、操作回流比； 最小回流比Rmin。解： x D与x0是平衡关系 0.95=×0.88 / 1+(1)×0.88 =2.59 y1与x1平衡关系 y1=2.59×0.79/ (1+1.59×0.79) = 0.907 y1=R×x0/(R+1)+x D/(R+1) 0.907=0.88R / (R+1)+0.95/(R+1) R=1.59 q=1 x F = x e = 0.5 ye=2.59×0.5/(1+1.59×0.5)=0.721 R min = (x Dye) / (yex F) = (0.95-0.721) / (0.721-0.5) =1.034 j07b15130 原料以饱和液体状态由塔顶加入，F=1kmol/s，xF=0.5 (摩尔分率，下同) ，塔釜间接蒸汽加热，塔顶无回流，要求xD=0.65，xw=0.03，相对挥发度=2.7，试求： 操作线方程； 设计时若理论板数可增至无穷，F、xF和D不变，xD的最大值是多少