蒸馏补充习题

1、 2填空题精馏过程是利用和完成的。答案：屡次局部气化；屡次局部冷凝当分别要求和回流比肯定时，进料的q值最小，此时分别所需的理论板数。蒸气；最多分析：5种进料状况中的q值是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气挨次由大变小的，这是由热状况参数q定义所确定的。1kmol的原料变成饱和蒸汽所需热量 HhqVFHhVLV由定义可见，在H 、h为定值的状况下，原料的原状态焓值越低，qVq值的转变使提馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化，当q值减小时，两线靠近，故所需理论板数增多。精馏操作的依据是得以实现的必要条件包括和。的气流分析：精馏操作的依据只能是各组分间挥发度的差异或者说相对挥发度不1

2、，不能用一般的精馏方法分别。塔内始终有逆向流淌的液、气两股物流是实现精馏的必要条件，但并不意回流作用。当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度度，塔釜温度。答案：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。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。连续精馏操作时操作压力越大对分别越假设进料汽液比为1: 4摩尔时，则进料热状况参数q为答案：不利；0.2分析：假设进料汽液比为1：4，则液相占总进量的比率为 1 0.2。q 值既41是进料的液相分率，又是热状况参数。设计时，假设工艺要求肯定，削减需要的理论板数，回流比应，蒸馏釜中所需的加

3、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。答案：增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升总压为99.7kPa(748mmHg ) ，100时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是179.18kPa(1344mmHg ) 和74.53kPa(559mmHg ) ，平衡时苯的气相组成为甲苯的液相组成为，以摩尔分数表示。苯与甲苯的相对挥发度为 。答案：0.241；0.567；2.40；分析 xp p99.774.53 0.241；苯pApB179.18 74.53p 179.18由yAx0.241 0.433得y1 y苯p99.7甲苯苯 pApB 179.18 2.4074.53精馏塔

4、构造不变,只削减塔釜的热负荷，则塔顶 xD 。答案：削减；增大；增大xW，提馏段操作线斜率D 不变时，V L 减R少，即回流比R减小，故精馏段操作线斜率减小，提馏段操作线斜率增加。R1塔板数不变时，两段操作线斜率的转变只能使 xxD增大。全回流时塔顶产品量为,塔底产品量为,进料量为,回流比,理论板数为,全回流适用的场合通常是。D 0；W 0；F 0；R ；NTNmin精馏塔的塔底温度总是塔顶温度，其缘由一是,二是 。压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高。增加回流比，则此时塔顶产品组成 xD顶产品流率，塔底产品组成x，塔W，精馏段液气比答案：增加；削减；削减；增加分析：由V (R 1)D

5、，当V R D 必需削减。在理论板数不LRR V然也增大。 R1必板式塔塔板上气液两相接触状态有种，它们是正常操作现象常见的有，它们是。答案：3种；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3种；严峻漏液、溢流液泛、严峻雾沫夹带。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，塔内顶部应设中部应设装置。答案：填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置选择题精馏的操作线为直线，主要是由于。理论板假定；C. 抱负物系；塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定答案：D导出直线的操作线方程。操作中连续精馏塔，如承受的回流比小于原回流比，则。xxD均增加；xD

6、xW增加；xxDW均不变；不能正常操作答案：B。某真空操作精馏塔，在真空度降低后，假设保持F 、D、xF、q、R及加料位置不变，则塔顶产品组成 xD变化为。变小；B变大；C.不变；D不确定；答案：A分析：当压力增大后，组分间相对挥发度变小，故分别力量变低。精馏操作时，假设在F xF其结果是、q、 R 不变的条件下，将塔顶产品量D增加，xDxW上升；DxW不变；CxDxW亦下降；D无法推断；答案：CD xD必定减小，但因回流比R 不变，只有V和L同时增加，即V”和L”同时增加，以q 1为例，从提馏段操作线斜率看L” R FD ，D 增大后， L”V”NTxW减小。V”R1计算题精馏操作分别二元混

7、合溶液，操作线方程为：精馏段 y 0.80 x0.16提馏段 y 1.40 x0.02比。,塔底产品和进料的组成。将精馏段而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得解：联解y 0.80 x0.16及y x得塔顶产品组成xD x 0.80再联解 y 1.40 x 0.02及 y x得塔底产品组成局部xW x 0.05再联解 y 0.80 x 0.16及 y 1.40 x 0.02得x 0.3,y 0.41qx将此代入q 线方程，且由题巳知q y xF2q1q10.4 0.50.3xF解得 x0.350.510.51F由全塔物料衡算式F D W及全塔轻组分物料衡算式 FxF DxDWD xF

8、xFxWDW 0.05 0.4 40%0.800.05塔底产品产率 10.4 0.6 60%FFR 0.80解得 R 4R 1用一精馏塔分别二元抱负混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，0.5(摩尔分数，下同)1.4 倍，所0.950.05100 kmol / h 料液3，假设进料时蒸气量占一半，试求：提馏段上升蒸气量；2 层板上升的蒸气组成。VV又须通过V (R 1)D R解题的思路。R 是min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。x3x解：(1) 由相平衡方程y 1( 1)x12xqx0.50.5及进料方程yxFx x 1q 1q 10.511联立解得2x2

9、 2x0 x2448取x0. 367则 yq3xq0.6 3 312xx yRD q1.23R=1.4R1.722miny xq0.630.37min再由物料衡算方程 F D W及 FxF DxWW解得D 50kmo/lhW F D 50km o/lhV (R)D 7225013k m /lV” V 1q)F V 5F 131508k m /l(2) y x10.95y由相平衡关系x110.86(1)1再由精馏段操作线方程解得Rx1.7220.951y2 R1x1D0.86 0.88R11.72211.72210.05(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

10、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 min。当馏出液流量为100 kmol / h 时，试求：1 块理论板上升的蒸汽组成；提馏段上升的气体量。L 与未液化的蒸气V0成相平衡关系，故分凝x0与自全凝器出xD不同。解：1由平衡方程及泡点进料时 xq 0.5axyqq1(a1)xq2.50.5 0.714x yRD 1.1minyxq0.7140.5 min1.65Rx精馏段操作线方程y xDR1R1 1.650.95x 0.62x0.3582.652.65再由平衡方程及 y x0Dy0.950.95得 x00.884002.51.50.95代入精

11、馏段操作线方程y1 0.623x00.3580.909(2)由V” V 1q)Fq 1则 VV (R 1)D 2.65100 265kmo/lh4某二元混合液的精馏操作过程如下图。组成为0.52的原料液在泡点D/F 1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。假设操作R 2.5，求完成上述分别要求所需的理论板数操作满足恒摩尔流假设。D,xD,xDF,xF,qW,xWM程交替使用计算各板的气液相组成，直至x x时止。W解：由 D/F 1/2F 2D D W 代入物料平衡方程F D W及FxF DxDW联立解得x=0.34W整理精馏段操作线方程Rx2.50.75yn1R 1xnDR 1x3.5n3.5yn1 n0. 214a而相平衡方程y ax1 (a 1)x整理成x yyba (a 1)y2.51.5y交替利用(a)(b)两式逐板计算由x yD10.75代入(b)得x10.5 4 5代入(a)得y20.603代入(b)x2xF 0.