化工原理蒸馏习题详解

1、蒸储练习下册第一章蒸储概念1、精储原理2、简捷法3、漏液4、板式塔与填料塔公式全塔物料衡算【例14】、精福段、提福段操作线方程、q线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响2.连续精储塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W则精储段液气比总是小于1,提储段液气比总是大于1,这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么?正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0此时是液汽比的极限值，即LL1VV4.简述有哪几种特殊精微方法？它们的作用是什么？1.恒沸精储和萃取精储。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，

2、使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显着改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。5.恒沸精储原理6 .试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分）1 .漏液线（气体流量下限线）（1分）2 .雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分）3 .液相流量下限线（1分）4 .液相流量上限线（1分）5 .液泛线（1分）最适宜的区域为五条线相交的区域内。7.进料热状况参数8、平衡蒸储原理9、液泛的定义及其预防措施10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。11、什么是理想物系？四计算题1、用一精微塔分离苯-甲苯

3、溶液（=）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率，下同），进料混合物中苯占，现要求塔顶、塔底产品组成分别为和，回流比取最小回流比的倍，塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、某连续精储塔的操作线方程分别为：精福段：yn10.723xn0.263提福段：yn11.25xn0.0187设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及储出液、釜液和进料的组成。3、在连续精微塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h,组成为含苯（质量分率，下同），塔顶储出液中苯的回收率为

4、88%要求塔釜含苯不高于，求储出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。（苯的相对分子量为78,甲苯92）0.378920.05780.050.957892MFMAXFAMBXFB780.33692(10.336)87.35000F57.3kmol/h87.3DWF57.3由DxDWxWFxF得解：xF780.30.70.3360.0584(5分)(1)DxD0.058W57.30.336又DxD0.88FXF联立(1)、(2)、(3)得：W=kmol/hD=kmol/hXD=4、用连续精储塔分离某二元混合液，原料液流量为300kmol/h,露点(饱和蒸汽)进料，进料浓度为，塔顶储出液浓度为，釜残液浓

5、度为，(以上均为易挥发组分的摩尔分率)。操作条件下相对挥发度为，塔顶采用全凝器，泡点回流。已知回流比为最小回流比的倍。试求：(1)最小回流比Rmin；(2)离开第二层理论板的液体浓度(由塔顶往下数)。5、用精储塔分离某二元混合物，已知塔精微段操作线方程为y=+;提储段操作线方程为y=,试求：(1)此塔的操作回流比R和微出液组成XD；(2)饱和液体进料条件下的釜液组成XW；(3)饱和液体进料，储出液量D为120kmol/h时所需原料液的量F。6、在常压连续精微塔中，分离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2,储出液组成为(易挥发组分的摩尔分率，下同)，釜残液组成为，釜残液流量为150Kmol/

6、h,回流比为最小回流比的倍，且已知q线方程为y=6x-,求：1最小回流比；2精微段操作线方程；3提储段操作线方程。x交点坐标为(Xq,yq)(1)xXq0.333yq0.5x(10分)(2)(3)1.q线方程与y-1y6x1.52x得y0.950.50.50.3332.64Yqxq2.R1.2%所3.17全塔物料恒算:_一.LLqF446kmol/hy1.507x0.02037、氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精微塔中进行分离，在精微塔某一理论板n处，进入该塔板的气相组成为(摩尔分率，下同)，从该塔板流出的液相组成为，物系的相对挥发度为，精储段内的液气比为2/3(摩尔比)，试求：(1)从第n板上

7、升的蒸汽组成？(2)流入第n板的液相组成？(3)若为泡点回流，求回流比并写出精微段操作线方程？解：1)精储操作达平衡时：x1.60.89yn0.931(1)x10.60.892)由物料衡算方程:Vg(ynyn1)L(Xn1Xn)L/V?yn109,XnOMn0.93得：xn10.92o、L23)-,VLD,精微段操作线方程为:XDR10.76x0.225a61.q1得XFq11.5q1.2xF0.3FDWFxFDXDWxW代入数值计算得D60.9kmol/hF210.9kmol/hVV(q1)F(R1)D(q1)F296kmol/h提储段操作线为ym1LxmLWxW，代人数值得提储段操作线方程

8、为:V3得L/D=R=2塔釜回收率Yn1行：RxnR1XD0.95XDR1Yn10.667xn0.3178、用精储塔分离某二元混合物，精储段操作线方程为Y=-，求：1.回流比R,塔顶组成XD,塔底残液组成X2.XF=,储出液量D=120kmol/h时所需进料量F。Y=+,提储段操作线方程为3.由Y0.75x0.205及yRXDxR1R10.75XD0.205R3XD0.82提储段操作线方程过(XWXW点，即x产-得x产FDW2.FXFDXD即WxwF120W0.37F1200.820.1W解得FW320kmol/h200kmol/h9、用板式精微塔常压下分离苯?甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜用间

9、接蒸汽加热，相对挥发度？=,进料量为140kmol/h,进料组成XF=(摩尔分数),饱和液体进料，塔顶储出液中苯的回收率为，塔釜采出液中甲苯回收率为，提储段液汽比L?/V?=5/4,求:(1)塔顶储出液组成XD及釜液组成XW；(2)写出提储段操作线方程；(3)该塔的操作回流比及最小回流比(4)试求出塔底最后一块塔板流出的液体组成。解(1)依题意知：塔顶回收率DXDFXFDXD1400.50.98W(1XW)W(1XW)F(1xF)140(10.5)0.95(2)提储段操作线方程为已知L5,又因为LLqFV4所以有LqF5,由于q1,VV(R1)D,故有V4RDF5(R1)D472.1R1405

10、(R1)72.14解得回流比R=,因此有VV(R1)D3.7772.1271.8kmol/h所以提储段操作线方程为567.9yn1-x-0.0211.25xn0.005254271.82(3)已求出回流比R2.77由于进料热状况参数q=1,所以q线与平衡线交点的横坐标为xXF0.5,交点的qF纵坐标为于是有对全塔进行物料衡算有FDW140FxFDxDWxW1400.5联立(2)(3)(4)解得xD0.951xw0.021D72.1kmol/hW67.9kmol/h(5分)yWLWLqFW-xnXWyqXq(1)Xq2.50.50.71411.50.5RminR1minXDyqXDXq0.951

11、0.7140.52550.9510.50.8XDR10.188R4XD0.94（2分）F由物料衡算方程：100DWFXFDXDWxw100*0.3535*0.9465*Xw解得Rm”1.107（3）再沸器相当于一个理论级，即釜内产出的气相组成yw与XW为平衡关系，满足相平衡方程0.05091.25Xn0.00525解得xn0.0449（5分）10、在连续精微塔中分离某组成为（易挥发组分的摩尔分数，下同）的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器。分凝器向塔内提供回流液，其组成为，全凝器提供组成为的合格产品。塔顶储出液中易挥发组分的回收率为96%若测得塔顶第一层塔板的液相组

12、成为，试求：（1）、操作回流比和最小回流比；（2）、若储出液量为100kmol/L,则原料液流量为多少？11、在常压连续精微塔中分离两组分理想溶液。已知进料量为100kmol/h,组成为（易挥发组分的摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，塔顶全凝器，泡点回流，储出液流量为35kmol/h,物系的平均相对挥发度为。已知精储段操作线方程为y0.8x0.188试求：（1）提储段操作线方程；（6分）（2）自塔顶第1层板下降的液相组成为时的7相默弗里板效率。（6分）四、计算题：.（12分）解：（1）（6分）由精微段操作线方程为进入再沸器的液相组成yw2.50.02111.50.0210.0509Xn与yn之间

13、应符合提储段操作线方程，即有RXDX1R10.8x0.1880.940.9080.650.9570.908在常压连续精微塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h,其组成为（摩尔分率，下同）；釜残液流量为45kmol/h,其组成为；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的倍；物系的平均相对挥发度为。（1）计算易挥发组分的收率；（5分）（2）求出精微段操作线方程。（10分）解：已知F=100Kmol/h,xF=,W=45Kmol/h,x后，D=55Kmol/h.（1）易挥发组分的收率（2）泡点进料q1由LLqFW65kmol/hxw0.032（2分）提福段

14、操作线方程.一.饱和蒸7旬进料q=0,则LLRD4*35140kmol/h（1分）LWXXWLWLW14065x*0.0321.87x0.0281406514065（1分）（2）（6分）由汽相默弗里板效率Emvynyn1*ynyn1对于第一块板,Emvy1y2y1y2*y1XIr-（1）x2.5*0.911.5*0.90.957（2分）实际上升的y1y1xD0.94（1分）操作关系y2为y20.8x10.1880.8*0.90.1880.908（2分）（1分）mvFDWFXFDXDWxwD55Kmol/h.xD0.959（2分）DxrD-D*100%FXF55*0.959100*0.550.9

15、59（3分）四、（20分08考研）在一连续精微塔中分离苯-甲苯溶液。塔釜为间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。进料中含苯35%（摩尔分数，下同），进料量为100kmol/h,以饱和蒸气状态进入塔中部。塔顶储出液量为40kmol/h,要求塔釜液含苯浓度不高于5%采用的回流比R=,系统的相对挥发度为。试求：（1）回流比R;（2）精储段和提储段的操作线方程；（3）已知塔顶第一块实际板以液相组成表示的默弗里板效率为，求离开塔顶第二块实际板进入第一块实际板的气相组成；（4）若该塔再沸器可看作是一块理论板，求进入再沸器的液体的组成。四、（20分05考研）用连续精储塔分离某双组分物系，原料液组成为（摩尔

16、分率，下同），流量为150kmol/h。根据工艺要求，塔顶设分凝器，冷凝液部分入塔作回流L,部分作为产品D2,由分凝器出来的气相经全凝器冷凝后作为产品DI。要求产品Di的组成不小于，塔釜残液组成不大于。操作中取L/D1=,D2/D1=1/4,物系相对挥发度为，流程如图所示。试求：（1）储出液流量Di、D及塔顶第一块理论板上升蒸汽流量V1?（2）精微段操作线方程及塔顶第一块理论板上升蒸汽的组成？（3）若塔顶只设全凝器，全回流操作时，测得相邻两板下降液体的组成分别为求下一板的气相默弗里板效率？四、（20分，06考研）在一具有N块理论板的精微塔中分离苯-甲苯混合液。进料量F=100kmol/h,进料中苯的摩尔分率XF=,泡点进料，加料板为第四块理论板相对挥发度2.0平衡线方程:x1（1）x2x1x（2分）2*055对于进料XF3H,yF20550.7110.55（2分）最小回流比时,Rmin1RminXDyFxDxF0.9590.710.9590.550.61（2分）所以：Rm1.56实际回流比:R1.6Rmin1.6*1.562.50（2分）精福段操作线方程:RxD2.50.959yxxR1R12.512.510.71x0.274（2分）（从上往下数），塔釜上升蒸气量V=140kmol/h,回流比R=o已测得塔顶出料中苯的