蒸馏补充习题

第七章馏填空题（1）精馏过程是利用

和

的原理进行完成的。答案：多次部分气化；多次部分冷凝（2）当分离要求和回流比一定时需的理论板数。

进料值最小，此时分离所答案：过热蒸气；最多分析：5进料状况中是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气顺序由大变小的，这是由热状况参q定义所确定的。由定义可见，在H、h为定值的情况下，原料的原状态焓值越低值越大。VL的改变使提馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化，q值减小时，两线靠近，故所需理论板数增多。（3）精馏操作的依据是。精馏操作得以实现的必要条件包括和。答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流分析：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等于1而不可认为是各组分间沸点的不同。对纯组分，当压力一定时，沸点低者挥发性大但对混合溶液由于一个组分的挥发性受其他组分的影响故不能仅从沸点或蒸气压大小来判断其挥发性能为此组分的挥发度是以蒸气压与液相摩尔分数的比值来表示的有些物系各组分沸点虽存在差异但在恒沸组成处，相对挥发度为1不能用普通的精馏方法分离。塔内始终有逆向流动的液、气两股物流是实现精馏的必要条件，但并不意味塔顶必须有液相回流塔底必须有产生回流蒸气的再沸器例如将液态原料自

甲苯苯A甲苯苯A塔顶加入将气态原料自塔底加入或将饱和蒸气直接加入塔底等情况均可替代回流作用。（4）当增大操作压强时，精馏过中物系的相对挥发度，塔顶温度，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。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高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。（连续精馏操作时操作压力越大对分离越若进料汽液比为1:4（摩尔）时，则进料热状况参q。答案：不利；0.21分析：若进料汽液比为1，则液相占总进量的比率为0.2值既4是进料的液相分率，又是热状况参数。（6）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。答案：增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升（7）总压(748mmHg)，100℃时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是179.18)74.53kPa)，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：；0.567；2.40；分析

BAB

74.53

0.241；由y

A0.2410.433得yy（8精馏塔结构不变操作时若保持进料的组成流率状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶______，塔x______，提馏段操作线斜率DW_____。答案：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变时V的减少导致L少，即回流R减小，故精馏段操作线斜率减小，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

D

减小和x增大。W

（9全回流时顶产品量为_______,底产品量为_______,进料量为_______,回流比_______,理论数为_______,全回流适用的场合通常是_______。答案：；；R生产开工或实验研究。Tmin（）精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因一是是________。答案：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。（某精馏塔操作时保持进料流率及组成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

D

，塔底产品组成W

，塔顶产品流率，精馏段液气比。答案：增加；减少；减少；增加分析：D，不变时，R增加，D须减少。在理论板数不变时回流比的增加必会使产品分离程度提高增加时液气比

L必R然也增大。（）板式塔塔板上气液两相触状态有_，它们是_板式塔不正常操作现象常见的有_______，它们是_答案：3；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；种；严重漏液、溢流液泛、严重雾沫夹带。（）常见的连续接触式的气传质设备是_，塔内_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。答案：填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置选择题（1）精馏的操作线为直线，主要因为（）。A．论板假定；C.理想物系；B．塔泡点回流；D.恒摩尔流假定答案：D分析由于作了恒摩尔流假定后通过塔顶或塔底的物料衡算关系才推导出直线的操作线方程。（2）操作中连续精馏塔，如采用回流比小于原回流比，则（）。A．、x均增加；Ｂ．x减小，x增加；DDWＣ．xx均不变；Ｄ．不能正常操作D答案：Ｂ

分析当回流比变小时精馏段操作线斜率变小同时提馏段操作线斜率变大，若保持塔板数不变，必然是结果B。（）某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保F、x、加F料位置不变，则塔顶产品组成变化为（）。D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，故分离能力变低。（4）精馏操作时，若、不变的条件下，将塔顶产品增加，F其结果是（）A下降，上升；B．x下降，不变；DWWC．下降，亦下降；D．无法判断；DW答案：C分析：D增加时，必然减小，但因回流比R变，只V和L同时DRL增加，即'和L'同时增加，q为例，从提馏段操作线斜率看，'R当D增大后，

'

变小，而N不变，故有x减小。T计算题（1）某连续精馏操作分离二元混溶液，已知操作线方程为：精馏段

y0.16

提馏段

y0.02若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。分析若求产品产率必须确定塔顶产品,塔底品和进料的组成将精馏段操作线方程提馏段操作线方程分别与对角方程联立即可确定塔顶底组成。而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得解：联解得塔顶产品组成

y0.16xxD

及

x再联解

y0.02

及yx得塔底产品组成部分

xxW再联解得

y0.16x,y0.4

及y0.02

将此代q线方程，且由题巳知q

12

y

qxxFqq0.4

0.50.3F0.5

解得

xF由全塔物料衡算式

F及全塔轻组分物料衡算式

FxFD

W知塔顶产品产率塔底产品产率

FWFx0.800.05DWWF0.4F由精馏段操作线方程斜率

0.80解得4（）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，原料液中含轻组分摩尔分数，下，操作回流比取最小回流比1.4倍，所得塔顶产品组成为，釜液组成为0.05料液的处理量为．料液的平均相对挥发度为3若进料时蒸气量占一半，试求：（1）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与之有关的精馏段的蒸气VV又须通D才可确定。可见，先确定最小回流比R解题的思路。

，进而确定R是min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。解：(1)由相平衡方程

y

x1及进料方程

y

qx0.5xFxq0.5联立解得

x

2

１＝0

4取

x0.7

则

y

3x1

3R

min

xyy

0.63

1.23

R=1.4

1.722

00再由物料衡算方程

F

及

FxDxFW

W解得

DmlhFDlhVRm/V

'

)F0.5F136.1km(2)已知y0.95D由相平衡关系

y

0.86再由精馏段操作线方程解得（在一连续精馏塔中分离二元理想混合液料液为饱和液体组成为，要求塔顶馏出液组成不小于，釜残液组成不大于以上均为轻组分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，操作回流比1.5R。当馏出液流量为00kmol/h时，试求：min（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。分析：因为出分凝器的冷凝液L与未液化的蒸V成相平衡关系，故分凝