化工原理-第九章-液体精馏资料

1、化工原理 - 第九章 - 液体精馏（一）测试一一选择题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上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。6冷凝器的

2、作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。B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， xF = 0.6 ，要求塔顶xD 不小于 0.9 ，则塔顶最大产量为（）。(则W=0)BA 60 kmol/h； B 66.7 kmol/h；C

3、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xD 、 xw 。如进料分别为最小回流比分别为Rmin 1 、 Rmin 2 。当 xF1xF 2 时，则 （）。A Rmin 1Rmin 2 ；B Rmin 1Rmin 2 ；C Rmin 1Rmin 2 ；D Rmin 的大小无法确定12 精馏的操作线为直线，主要是因为（）。DA理论板假定；C.理想物系；B塔顶泡点回流；D.恒摩尔流假定xF 1 、 xF 2 时，其相应的A113 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成xA0.5 时相应的泡点为t1 ，气相组成yA0.3 时相应的露点为t 2

4、， 则（）DA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2 ；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xA0.5 时泡点为 t1 ，与之相平衡的气相组成 y A0.75 时，相应的露点为t 2 ，则 （）。AA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2； 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（）。BA xD 、 xW均增加； xD减小， xW 增加；xxW均不变；不能正常操作 D、16 某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F 、 D 、 xF 、 q 、 R 及加料位置不变，则塔顶产品组成xD 变化为（）。AA. 变小；B变大；C. 不变；D

5、不确定；17 精馏操作时， 若在 F 、 xF 、q 、 R 不变的条件下， 将塔顶产品量 D 增加，其结果是（）。CA xD 下降， xW上升；B xD 下降， xW不变；C xD 下降， xW亦下降；D无法判断；分析：当 D 增加时， xD 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FRLD时增加， 以 q1为例，从提馏段操作线斜率看 V R1LNT，当 D 增大后，V变小，而不变，故有 xW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（）。AA提馏段操作线与q 线；平衡线；C平衡线与精馏段操作线；D. 平衡线与 q 线；19

6、某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为N1 和 N 2 ，若只增加提馏段理论板数，而精馏段理论板数不变，当 F 、 xF 、 q 、 R 、 V 等条件不变时，则有（）。BA xW 减小， xD 增加；B xW 减小， xD 不变；C xW 减小， xD 减小；D xW 减小， xD 无法判断20下列哪些判断正确（）。B，C，DA上升气速过大引起漏液；B. 上升气速过大造成过量雾沫夹带；C.上升气速过大引起液泛；D.上升气速过大造成大量气泡夹带；上升气速过大使板效率降低21当气体量一定时，下列判断哪些正确（）。C， D， EA液体量过大引起漏液；C.液体量过大引起气泡夹带；B液体量过大引起雾沫

7、夹带；D.液体量过大引起液泛；液体量过大使板效率降低222精馏操作中适宜回流比应取最大回流比和最小回流比的平均值通过经济衡算来决定按最小回流比决定23、某二元连续精流塔，第三块塔板下降液体浓度为0.4（摩尔分率，下同） ，第二块塔板下降液体浓度为 0.45，若相对挥发度为2.5，全回流操作，则第三块塔板的气相单板效率为。AA.22.5% ；B 32.7%； C.44.1% ；D 107.6% ；二、填空题1溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为温度。泡点2气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为温度。露点3精馏过程是利用和的原理进行完成的。多次部分气化；多次部分冷凝4最小回流比是指。塔板

8、数为无穷多时的回流比的极限值5当分离要求和回流比一定时，进料的 q 值最小，此时分离所需的理论板数。过热蒸气；最多6对于二元理想溶液,若轻组分含量越高, 则泡点温度。越低7对于二元理想溶液,相对挥发度 大 ,说明该物系。容易分离8对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系。不容易分离9完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶和塔底。液相回流，上升蒸气10精馏操作中，再沸器相当于一块板。理论板11用逐板计算法求理论板层数时，用一次方程就计算出一层理论板。相平衡12精馏操作中，当q = 0.6时 ,表示进料中的含量为60%。液相13若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，

9、二元理想溶液的简单蒸馏 和平衡蒸馏相比较的结果有：所得馏出物平均浓度_； 所得残液浓度 _; 馏出物总量_ 。简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；两种情况的残液浓度相同；平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。14某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变，增加回流比，则此时塔顶产品组成xD，塔底产品组成xW，塔顶产品流率，精馏段液气比。增加；减少；减少；增加分析：由 V(R1)D ，当 V 不变时， R 增加， D 必须减少。在理论板数不变时，回流LR比的增加平均传质推动力加大，必会使产品分离程度提高。当R 增加时，液气比V R1 必然也增大。1

10、5某精馏塔的设计任务是：原料为 F 、 xF ，分离要求为 xD 、 xW 。设计时若选定回流比R 不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数NT，精馏3段和提馏段的气液相流量的变化趋势V， L， V ，L 。若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数NT。减少；不变；不变；增加；增加；减少q 越大，平均传质推动分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当xxxW一定时，塔顶产品流F、 F、D 、率 D 和塔底产品流率W 也一定。则由V( R1) D 知 V 不变，同理LRD 也不变。由VV(1q)F 知当 V

11、 、 F 不变时， q 值越大， V 越大。而由 LV W 可知，V越大，L也越大。16用图解法求理论塔板时，在、 xF 、 xD 、 xW 、 q 、 R 、 F 和操作压力p 诸参数中，与解无关。进料流率 F17 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度，塔顶温度，塔釜温度。减小；增加；增加分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。18精馏塔结构不变, 操作时若保持进料的组成、流率、 热状况及塔顶流率一定, 只减少塔釜的热负荷 ,

12、 则塔顶 xD _, 塔底 xW _, 提馏段操作线斜率_。减少；增大；增大分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少，当 D 不变时， V 的减少导致L 减少，即回流比 RR减小，故精馏段操作线斜率 R 1 减小，提馏段操作线斜率增加。塔板数不变时，两段操作线斜率的改变只能使 xD 减小和 xW 增大。19精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因一是_,二是 _。高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高20将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较,操作弹性最大的是_, 造价最昂贵的是_ ，单板压降最小的是_. 。浮阀塔 ;泡罩塔 ; 筛板塔

13、21.板式塔塔板上气液两相接触状态有_种 ,它们是 _。板式塔不正常操作现象常见的有 _，它们是 _。3 种；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3 种；严重漏液、液泛、严重雾沫夹带评价塔板性能的标准主要是 _条，它们是 _。塔板负荷性能图中有 _条线，分别是 _。5；（ 1）通过能力大，（2）塔板效率高，（ 3）塔板压降低，（ 4）操作弹性大，（ 5）结构简单，造价低； 5；（ 1）液泛线，（2）雾沫夹带线， （3）漏液线，（ 4）液相上限线， （ 5）液相下限线板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 _，填料塔中填料的作用是 _ 。保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接触传质；让液

14、体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流，同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质。常见的连续接触式的气液传质设备是_塔，塔内 _为分散相， _ 为连续相，为保证操作过程中两相的接触良好，塔内顶部应设装置，中部应设装置。填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置25.板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称现象，它们主要是：液沫夹带（雾沫夹带） ，产生的原因为，气泡夹带，产生的原因为。返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小4于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体中分离返回至板

15、面而被液体卷入下层塔板。26.板式塔中板上液面落差过大导致，造成液面落差的主要原因有。为减小液面落差，设计时可采用的措施常见的有。气流分布不均匀，影响汽液间传质；塔板结构，液相流量，液流长度（塔径）；采用结构简单的筛板塔，溢流装置采用双溢流或多溢流。27.板式塔中气体通过塔板的阻力主要有和两部分。 塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会，过短则会。溢流堰高度也应适当，过高会，过低会。干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流不畅，同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小，液体在堰上分布不均，影响传质效果。28.板式塔的塔板有和两种，

16、塔径较大的塔常采用塔板，以便。塔板面积可分为4 个区域，它们分别是，各自的作用是。整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；鼓泡区，设置筛孔、浮阀或泡罩的区域，为气液传质的有效区域。溢流区，为降液管和受液盘所占的区域。破沫区，又称安定区，位于鼓泡区和湍流区之间，分两条，入口侧防止漏液，出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。边缘区，又称无效区，是靠近塔壁的一圈边缘区，供支承塔板之用。29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气消耗量应，所需塔径应，操作费和设备费的总投资将是的变化过程。增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升30恒沸精馏和

17、萃取精馏的主要区别是_ ；_ 。恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性。用相对挥发度 =2.16 的理想混合物进行平衡蒸馏（闪蒸）时，已知X F 为 0.5，气化率为 60%。则得气相组成为，液相组成为；若采用简单蒸馏并蒸至滏温等于闪蒸时温度，则塔顶产品组成闪蒸时气相组成，汽化率为。0.574；0.385；大于；31、恒摩尔流结果基于的假设是：；。各组分的摩尔汽化热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好，热损失可以忽略32、对某一板式塔进行改造，若其他条件不变，增大板间距，则该塔的操作弹性；液泛气速。增大

18、；提高33、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是，主要区别是。在混合液中加入第三组分，以提高各组分间的相对挥发度差别使其得以分离；恒沸精馏加入第三组分，该组分能与原料液中的一个或个组分形成新的恒沸液；萃取精馏中加入第三组分萃取剂要求沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液34、板式塔在相同操作条件下，若塔板的开孔率增加，则塔板压降，漏夜量。35、一理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的两倍。若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸馏分离，控制液化率50%，分离后馏出液轻组分浓度是原料含轻组分浓度的倍。 1.3336、蒸馏是利用各组分的不同的特性实现分离的。精馏是通过多次的和的过程分离混合物

19、。（二 )测试二一、选择题1.当分离沸点较高，而且又是热敏性混合液时，精馏操作压力应采用()；分离常温常压为气体的混合物时，操作压力应采用()。5(A)加压(B)减压(C)常压2.某双组分混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成xA =0.6 ，常压下相应的泡点温度为 t1，气相组成 yA=0.6 ，常压下相应的露点温度为t2，则 ( )。(A)t1 t2(B)t1t2(C)t1t2(D)不能判断3.常压下采用简单蒸馏与平衡蒸馏分离某液体混合物，在原料初始组成与汽化率相同的条件下，简单蒸馏所得馏出物中易挥发组分的平均组成为xD1， 平衡蒸馏的组成为xD2 ，则 ( )。(A)xD1xD 2(B)

20、xD 1xD 2(C)xD1xD 2 (D)不能判断4.由苯与甲苯组成的气液混合物进料中，气相与液相的摩尔数之比为3:2 ，液相、气相中苯的摩尔分数分别为0.3 、0.5，进料温度为 98.6 ，则 q=()。(A)0.3(B) 0.4(C)0.5(D)不能判断5.精馏过程的操作线为直线，主要基于( )。(A)塔顶泡点回流(B)理想物系(C)恒摩尔流假设(D)理论板假定用精馏分离甲醇 - 水二元物系，进料组成为 35%(甲醇的质量分数，下同 ) ，要求塔顶馏出液组成为 99%，塔顶易挥发组分的回收率为 99.9%。设计所得泡点进料时最小回流比为 Rmin ，1，今改为冷液进料，最小回流比为Rm

21、in， 2，则 ()。(A)Rmin,1Rmin,2(B)Rmin,1Rmin,2(C)Rmin,1Rmin,2(D)不能判断一操作中精馏塔， 若保持 F、xF、q、V ( 塔釜上升蒸汽量 ) 不变，而增大回流比 R，则()。(A)xD 增大、 xW 增大(B)xD 增大、 xW 减小(C)xD 下降、 xW 增大(D)xD 下降、 xW 减小操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因， 再沸器中加热蒸汽压力下降而使提馏段上升蒸汽流量 V 下降，而进料热状况 q、浓度 xF 及进料量 F 不变，同时回流量 L 恒定，则馏出液浓度 xD 及流量 D 、残液浓度 xW 的变化趋势为 ( ) 。(

22、A)xD 增大、 D 减小 、xW 增大(B)xD 增大、 D 减小 、 xW 减小(C)xD 减小、 D 增大 、xW 增大(D)xD 增大、 D 增大 、xW 减小9.设计精馏塔时， 若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，而保持进料量、进料热状况、塔顶馏出液量、馏出液浓度及回流比等不变，则提馏段操作线斜率()，残液浓度()。(A)变大(B)变小(C)不变(D)不确定10.在设计连续操作精馏塔时，欲保持馏出液组成x和易挥发组分的回收率 不DD变，试定性判断分别改变下列操作参数( 其它参数不变) 时所需的理论板数NT 将如何变化 ?加大回流比， NT( )。提高操作压强， NT ( )

23、。提高加料温度， NT( )。增加生产能力 30%( 仍能正常工作 )， NT( )。(A)增大(B)减小(C)不变(D)不确定6二、填空题1.简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐，釜液温度逐渐。 (增大、减小、不变、不确定)2.已知 89时乙醇 (A) 、水 (B) 的饱和蒸汽压分别为152.53kPa 和 67.69kPa。常压下平衡时气液两相组成分别为y=0.3891， x=0.0721，则其相对挥发度AB =_。某二元混合物，进料量为 100 kmol/h ，进料组成 xF=0.6( 摩尔分数，下同 )，要求塔顶得到组成xD 不小于 0.95 的产品，则塔顶馏出液的最大流量为kmol

24、/h 。将相对挥发度为 2.47 的某二元混合物在全回流操作的塔中进行精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为0.98 ，塔顶第二层塔板上升的气相组成为0.969 ，则塔顶第一层塔板的气相默弗里板效为，则塔顶第一层塔板的液相默弗里板效率为。5.在常压下用精馏塔分离某二元理想混合液，泡点进料， 进料中易挥发组分的组成为 0.4( 摩尔分数，下同) ，塔顶产品组成为0.95 ，体系的相对挥发度为2.47 ，则最小回流比 Rmin=_。6.精馏塔设计时采用的参数F 、 xF、 q、 R、D 、 xD 均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则所需理论板数将。7. 下列参数F 、 xF、 q、 R、 xD、 xW

25、中图解法求理论板时不用的有_。图解法求理论板数时进料热状况变化，位置变化的线有_。精馏塔操作中，由于某种原因进料浓度xF 减小，进料量 F 与热状态 q 保持不变，塔釜加热量不变， 若维持塔顶产品组成xD 与塔底产品组成xW 不变，则 R_， D _，W_， L/V _， V / L _。 (增大，减小，不变)间 歇 精 馏 的 特 点 ： (1)_ ； (2)_ ；(3)_ 。对于恒定回流比的间歇精馏过程，其馏出液组成_，对于恒定馏出物组成的歇精馏过程，其回流比_。10.恒沸精馏的原理是。基础知识测试题参考答案一、选择题1. BA2. A3.C4. B5. C6. B7. A8. A9.CA

26、10. (1)B(2)A(3)A (4)C二、填空题降低；升高8.2063.260.4% ；39.3%1.48减小F ， q 线和操作线增大；减小；增大；增大；减小7(1) 间歇精馏为非定态过程； (2) 间歇精馏时全塔均为精馏段， 没有提馏段； (3) 塔内的存液量对精馏过程及产品持产量和质量均有影响；不断降低；不断增大在混合液中加入第三组分，该组分与原混合液中的组分形成新的恒沸物，其沸点明显低于原溶液中组分沸点或原恒沸物的沸点，使混合液变成“纯组分恒沸物”组成，从而可以用一般的精馏方法分离。问答： 在间接蒸汽加热的连续常压精馏过程中，考察经过一块理论板的气液相组成变化情况。发现经过一块理论

27、板后精馏段液相组成变化程度要高于对应的气相组成（即 Y），提馏段则相反。试从物料恒算角度对此加以分析并予以解释004-衡沸精馏和萃取精馏的主要异同点相同点：都加入第三组分改变相对挥发度区别：前者生成新的最低衡沸物，加入组分从塔顶出，后者不形成新衡沸物，加入组分从塔底出；操作方式前者可间隙，较方便；前者消耗热量在气化潜热，后者再显热，消耗热量较少指导 -何谓全回流、最小回流比，全回流一般用在哪些场合，挟点恒浓区的特征是什么精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，达到指定分离要求所需的理论板数最少。开工时为不稳定过程，为尽快达到分离要求采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比

28、至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。最小回流比指达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比，是设计型计算特有的问题。气液两相浓度在恒浓区几乎不变。1-恒摩尔流假设指什么？其成立的主要条件是什么？在没有加料，出料的情况下，塔段内的气相或液相摩尔流量各自不变组分摩尔汽化热相近，热损失不计，显热差不计2-何谓轻关键组分，重关键组分？何谓轻组分，重组分？对分离起控制作用的两个组分为关键组分，挥发度大的为轻关键组分，挥发度小的为重关键组分比轻关键组分更容易挥发的为轻组分，比重关键组分更难挥发的为重组分3-平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同前者是连续操作且一级平衡

29、；后者是间歇操作且瞬时一级平衡4-间歇精馏与连续精馏相比有何特点？适用于什么场合？操作灵活，适用于小批量物料分离5-什么是理论板，默弗里板效率有什么含义？理论板指离开该板的汽液两相达相平衡的理想化塔板默弗里板效率表示经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。7-何谓灵敏板塔板温度对外界干扰反应最灵敏的塔板。8-q 值含义为一摩尔加料加热至饱和气体所需热量与摩尔汽化潜热之比，表明加料热状态。加料状态：过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液混合物、饱和液体、冷夜9-蒸馏的目的是什么？蒸馏操作的基本依据是什么？分离液体混合物液体中各组分挥发度不同810-蒸馏的主要费用花费加热和冷却的费用11-何谓泡点，露点？对于

30、一定的组成和压力，两者大小关系如何？泡点指液相混合物加热至出现第一个气泡时的温度；露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。露点大于或等于泡点12-非理想物系何时出现最低衡沸点？何时出现最高衡沸点？强正偏差；强负偏差13-最适宜回流比的选取须考虑哪些因素？设备费，操作费之和最小14-如何选择多组分精馏的流程方案考虑经济上优化，物性，产品纯度15-何谓清晰分割法、全回流近似法清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零，重组分在塔顶的浓度为零。全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近。三、计算题1用连续精馏塔每小时处理100 kmol 含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求馏出液中含苯9

31、0%，残液中含苯 1%（组成均以 mol%计），求：（ 1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）；（ 2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132 kmol/h ，写出精馏段操作线方程。解：（ 1）代入数据解此方程组，得D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h（ 2）饱和液体进料时，V = V ，即 V = 132 kmol/h，则L = V D = 132 43.8 = 88.2 kmol/hR = L/D = 88.2/43.8 = 2精馏段操作线方程2氯仿（ CHCl3）和四氯化碳（ CCl4）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95 （摩尔分率）

32、，馏出液流量为50 kmol/h ，平均相对挥发度= 1.6 ，回流比R = 2 。求：1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；2）精馏段各板上升蒸气量 V 及下降液体量 L（以 kmol/h 表示）。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。解：（ 1）由题知， y1 = x D = 0.95 ， R = 29由相平衡方程，得即由精馏段操作线方程则2）V=L+D ，L/D=R ，V=（R+1 ）D V = 3 50 = 150 kmol/h， L = 2 50 = 100 kmol/h一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段 y = 0.8 x + 0.172提馏段y = 1.3 x 0.0

33、18求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：由精馏段操作线方程，得 R = 4 ；，得 x D = 0.86将提馏段操作线方程与对角线方程y = x联立解得 x = 0.06，即 x w = 0.06将两操作线方程联立解得 x = 0.38因是泡点进料，q = 1 ， q 线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，x F = 0.384用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5( 摩尔分数，下同) ，操作回流比取最小回流比的. 倍，所得塔顶产品组成为，釜液组成为料液的处理量为kmol / h 料液的平均相对挥发度为，若进料10时蒸气量占一半，试求：1

34、）提馏段上升蒸气量；2）自塔顶第 2 层板上升的蒸气组成。分析：欲解提馏段的蒸气量v ，须先知与之有关的精馏段的蒸气量V 。而 V 又须通过V (R 1)D 才可确定。可见，先确定最小回流比Rmin ，进而确定 R 是解题的思路。理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程的交点恰好落在平衡线上，所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。yx3x解：（）由相平衡方程1(1) x12 xyqxxF0.5x0.5x1及进料方程q1q 10.5 10.512x 2x248联立解得 2x 4yq3xq0.633x q0.3671 2xq取则RminxDyq0.950.63yqxq0

35、.631.231.4R1.7220.37R=min再由物料衡算方程FDW及FxFDxWWxW解得D 50kmol / hWFD50 kmol / hV(R1)D(1.7221)50136.1kmol / hV V(1q)FV0.5F136.15086.1kmol / h（ 2）已知 y1xD0.95x1y10.86(1) y1由相平衡关系再由精馏段操作线方程解得y2Rx1xD1.7220.860.950.88R11.722 11.7221R 15某二元混合液的精馏操作过程如附图。已知组成为0.52 的原料液在泡点温度下直接加入塔釜内，工艺要求塔顶产品的组成为0.75 ，（以上均为轻组分A 的摩

36、尔分数） ，塔顶产品采出率 D/F为 1:2 ，塔顶设全凝器，泡点回流。若操作条件下，该物系的为 3.0 ，回流比 R为 2.5 ，求完成上述分离要求所需的理论板数（操作满足恒摩尔流假设）。F,xF,qD,x DW,xWM11分析：因题中未给平衡相图，只可考虑逐板计算法求理论板数。当料液直接加入塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利用不同的操作线方程与相平衡方程交替使用计算各板的气液相组成，直至 xxW时止。解：由D / F1/ 2, F 2D , D W 代入物料平衡方程FDW及Fx FDxD WxW联立解得xW =0.34整理精馏段操作线方程ynRx D2.50.751RxnR1xn3.5

37、13.5yn10.174xN0.214(a)yax1(a1) x而相平衡方程xyy整理成a(a1) y2.51.5 y（ b）交替利用 (a)(b) 两式逐板计算由xDy10.75代入 (b)得x10.545代入 (a)得y20.603代入 (b)x20.378xF0.52整理提馏段操作线方程由LL qFRDF2.5D2D 4.5D则 y m 1Lx mWxWL WLW4.5Dxm0.34D=4.5DDD4.5D即ym 11.286xm0.097(c)x0.378代入 (C)得y31.2860.378 0.097 0.389 -将 2代入（ b）得 x30.203 xW 0.34故包括塔釜在内

38、共需3 块理论塔板。6在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体，其组成为0.5 ，要求塔顶馏出液组成不小于0.95,釜残液组成不大于0.05(以上均为轻组分 A 的摩尔分数 ) 。塔顶蒸汽先进入一分凝器，所得冷凝液全部作为塔顶回流,而未凝的蒸气进入全凝器，全部冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为2.5, 操作回流比 R1.5Rmin 。当馏出液流量为 100 kmol / h 时，试求：1）塔顶第 1 块理论板上升的蒸汽组成；2）提馏段上升的气体量。12分析：因为出分凝器的冷凝液L 与未液化的蒸气 V0 成相平衡关系，故分凝器相当一层理论塔板。应注意，自分凝器回流塔内的液相组成

39、x0与自全凝器出来的产品组成xD 不同。解：（ 1）由平衡方程及泡点进料时xq 0.5yqaxq2.50.50.7141 ( a1) xq11.50.5RminxDyq0.950.7141.1yqxq0.7140.5R1.5Rmin1.65RxxDy1R1精馏段操作线方程R1.65 x0.950.623x0.3582.652.65再由平衡方程及y0 xD0.95x0y00.950.884(1) y02.5 1.50.95得代入精馏段操作线方程y10.623x00.3580.909由 V V (1 q) F当泡点进料时，q1则V V(R 1)D2.65 100 265kmol / h7用一连续精

40、馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。 原料液中含 A 0.44，馏出液中含 A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5 ，最小回流比为1.63 ，说明原料液的热状况，并求出q 值。解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为即由相平衡方程，得联立两方程，解得x = 0.367， y = 0.592此点坐标（ 0.367 ， 0.592 ）即为（ xq， yq）。因 x F = 0.44 ，即 xq xF yq，说明进料的热状况为气液混合进料。13由 q 线方程，此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点有解出 q = 0.6768一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知

41、某塔板的气、液相组成分别为0.83 和 0.70 ，相邻上层塔板的液相组成为0.77 ，而相邻下层塔板的气相组成为0.78 （以上均为轻组分A 的摩尔分数，下同） 。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46 。若已知塔顶与塔底产量比为 2/3 ，试求：（ 1）精馏段操作线方程；（ 2）提馏段操作线方程。解：精馏段操作线方程yn 1RxnxDRR1依精馏段操作线方程10.83R0.77xD将该板和上层板的气液相组成代入有R 1R1(a)0.78RxDR 10.701再将该板和下层板的气液相组成代入有R(b)联立（ a）、（ b）解得R2.0 ， xD0.95y20.952 1x13y2x0.95则精馏段操作线方程为2即（ 2）提馏段操作线方程ym 1L/xmWxWL/L/W提馏段操作线方程的通式为W将L/LqF , FDWq 1( 泡点进料 )代入上式则有ym 1LqFWxWLqFxmLqFWWLD WWxWLDxmLDym 1R1W DxmW DxW转化上式为R1R1（ C）DxFxW20.46xW根据WxDxW即30.950.46解得xW0.13将有关数据代入（c），则提馏段操作线方程为14y2 13 2 x3 20.133 y 4.5x 0.195212 1即9、用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量 100kmol/h ，易挥发组分 xF=0.5 ，泡点进料，得塔