化工原理精馏题教学内容

此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与沟通只供学习与沟通五蒸馏汽液相平衡苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:t80.9290100110120130131.80760100813351740223028203020A0 144.8 208.4 292.8 402.6 542.8 719 760B假设苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,1atm下操作,试作：苯—氯苯溶液的t—x(y)y—x图；用相对挥发度的平均值另行计算苯—x—y值。苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。苯—甲苯混合液听从拉乌尔定律苯(A和甲(B的蒸汽压0p0 [mmHg]按下述Antoine方程计算式中t为温℃。A Blg0=6.89740-1206.350/(t+220.237)Alg0=6.95334-1343.943/(t+219.237)B某双组分抱负物系当温度t=80=106.7kP0=40kP，液相摩尔组成为x=0.，试A B A求:与此液相组成相平衡的汽相组成y；A相对挥发度α。一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，进入分凝器的汽相组y=0.96(摩尔分率,下同)x=0.95，两个组分的相对1 Dα=2，求:出分凝器的汽相组成y=?D出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/VD

=? 4附图1atmx=0.6(摩尔分率)的甲醇—1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6四周平衡线可近视为直线，其方程为y=0.46x+0.549某二元混合物原料中易挥发组分x

=0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，F试求气相中易挥发组分的回收率〔设相对挥发度为3〕将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]，回流量为670[kmol/h]，塔顶承受全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、B两组分的分别。A与B7892100[kg/h]A10%(质量%以下同)，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。假设要求馏出产品中A95%，残液中A1%,试求:塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h]?回流比R?写出该塔操作线的数值表达式。在连续精馏塔中,精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075,q线方程为y=-0.5x+1.5x

,试求:回流比R(2)馏出液组成xD进料液的q值当进料组成x

F=0.44时,精馏段操作线与F提馏段操作线的交点处x值为多少?并要求推断进料状态。习题8附图q一常压精馏塔将含苯0.4(摩尔分率以下同)的苯1000[kg/h],分别为组成x=0.97塔顶产品和x=0.02R=3.7,D w进料温度为2159.2[kJ/kmol·30807[kJ/kmol，甲苯汽化潜热为33320[kJ/kmol]。试求：精馏段上升蒸汽量V和下降的液体量L[kmol/h];提馏段上升蒸汽量V′和下降的液体量L′[kmol/h]求塔顶冷凝器的热负荷；如使用水为冷却剂，且水初温为20℃，出口温度为50℃，求每小时耗水量[kg/h]?求再沸器的热负荷；设加热所用水蒸汽压强为2.5[kgf/cm2](绝压)，求蒸汽消耗量[kg/h]？写出提馏段操作线方程数值表达式。0.50(摩尔分率)，回流比R=3，提馏段操作线斜率为1.25，截距为-0.0187，求x。D甲醇40%(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成x=0.84，塔顶承受全凝器，回流比R=3,在操作条件下的平衡关系Dy=0.45x+0.55，求:塔釜液组成x；w每小时能获得的馏出液量D。某连续精馏操作中，操作线方程如下：精馏段 y=0.723x+0.263 习题12附图提馏段 y=1.25x-0.0187?某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶承受全凝器，进料位置在其次块理论板上，塔顶产品组成x=0.9(摩尔分率)，二元系统相对挥发度α=4，进料D组成为x=0.5(摩尔分率)，回流比R=1时，求:F离开第一块板的液相组成x为多少?1进入第一块板的气相组成y2

为多少?两操作线交点d的气液组成?组成为x

=0.45的原料以汽液混合状态进入精馏塔1:

=0.95(以F D上均为摩尔分率)95%，回流比R=1.5Rmin，相对挥发度α=2.5,试求:原料中汽相和液相组成;列出提馏段操作线方程。精馏设计型计算欲设计一连续精馏塔用以分别苯和甲苯各50%的料液,要求x=96%，x=5%(以下均为摩D w尔%)。泡点进料，操作回流比R=3，系统相对挥发度为2.5，试用逐板计算法求所需的理论板数与加料板的位置。某二元混合液的精馏操作过程如下图。原料以饱和液体状态直接参加塔釜，原料组x=0.52(摩尔分率,下同)，要求塔顶产品组成x=0.8，D/F=0.5α=3.0，F DR=3.0(操作满足恒摩尔流假定)。习题17附图 习题19附图乙烯—R=5，且x=0.9,x=0.1，D wx=0.5(均为乙烯的摩尔分率)。试用图解法求取所需的理论板数。F0.3100kmol/h的甲醇—水溶液，泡点进料,0.950.015(以上均为摩尔分率),精馏段操作线为:y=0.6x+0.38;操作条件下的平衡关系如下图，试求：塔顶及塔底的产品流量(kmol/h);塔的理论板数及进料位置:流入再沸器的液相流量及组成，离开再沸器的气相流量及组成。x=0.45，x

=0.95(以上均为摩尔分率)。进料状态F D为汽液混合物,其中汽液比为1:2(摩尔比)α=4.6。试求:原料中汽相和液相组成;最小回流比Rmin。试用捷算法计算环氧乙烷—环氧丙烷连续精馏塔的理论板数与加料板位置。如全塔效率E=70%，求实际板数(釜可视为一块理论塔板)和实际加料板位置。x=0.6,O Fx=0.98,x=0.05(皆为环氧乙烷的摩尔分率)，R=1.5Rminα=2.47，饱和液体进料。D w今用连续精馏塔同时取得两种产品x =0.9，x =0.7(如下图)，x=0.4(以上均为摩D1 D2 F尔分率)，泡点进料，R=2α=2.4，D/D=2(摩尔比)。求精馏段所需的理论论板数。1 2(逐板计算法与图解法均可)。35%与水65%95%的馏出液与含甲醇4%的残液(均为%摩尔)。操作回流比R=1.5，料液温度为20℃，釜中用直接蒸汽加热，35%78℃，比热为0.88[kcal/kg·℃]；水的552[kcal/kg]1atm下,甲醇—水的平衡数据如下：x00.020.040.060.080.10.150.2y00.1340.2340.3040.3650.4180.5170.579x0.30.40.50.60.70.80.91.0y0.6650.7290.7790.8250.870.9150.9581.0习题22附图 习题24附图在常压连续精馏塔中分别A、B混合液(如下图)。两股进料状况如下: F=100kmol/h，1x =0.6(摩尔分率，下同);F=200kmol/h，x =0.2,均为饱和液体进料。要求分别后馏出液中组分F1 2 F2A0.8A浓度不于0.022。试求两股进料间的操作线方程。精馏操作型计算—24层塔板(实际板数)x=0.5的苯甲苯溶液。全塔效率为50%，泡—FD点进料，加料板位置为第14层板。现要求x =0.98，再沸器最大蒸发力量V′=2.5[kmol/h]，求D馏出液的最大产量。为测定塔内塔板效率，在常压下对苯—甲烷物系进展全回流精馏。待操作稳定后，测得相邻三层塔板的液相组成为：x =0.43，x=0.285，n-1 nn+1x =0.173α=2.46n板和n+1板的板效率。n+1如图示的精馏塔具有一块实际塔板及一只蒸馏釜，原料予热到泡点，由塔顶连续参加，x=0.20(摩尔分率,以下同)。今测得塔顶产品易挥FD80%x=0.28α=2.5。试求该D块塔板的板效率。设蒸馏釜可视为一块理论塔板。如下图的苯—甲苯常压连续精馏塔，塔顶设置全凝器，泡点回流。塔内有三层理论板，而且塔釜可视100kmol50mol%的苯—甲苯85kmol%:回流比R，塔底排出液组成Xw，塔顶产品D及塔釜蒸发量V′；?综合计算题拟设计一常压连续精馏塔以分别某易挥发组分含量为40%(mol%下同)100kmol/h的料液，要求馏出液组成为92%，回收率为90%，料液为泡点进料。回流比为最小回流比的倍，全塔效率为0.7，操作条件下物系的平衡关系见附图。试求:完成分别任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置；

为不变，欲提高此系统易挥发组分的回收率，试定性说明可采用的措F p施有哪些?用一连续精馏塔分别苯、甲苯液体混合物，塔顶设全凝器，塔底设有再沸器，进料量为150kmol/h，其中含苯0.4(摩尔分率,下同)，泡点进料，通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为92.20%，塔底产品中苯的组成为0.05，实际操作回流比R=2.43，操作条件下平衡关系如下图，假设设该塔在最适宜位置进料。试求:塔顶、塔底产品流量及塔顶组成;该塔具有理论板数和进料位置;精馏段及提馏段液气比各为多少？因长期操作再沸器内结垢，试问对塔顶产质量有何影响?如何才能维持正常生产?(设产品流量不变)。 某两组分混合液用精馏分别，其易挥发组分在进料中浓度为50%(摩尔)，泡点进料，系统α=260%(摩尔%)R=0.8时釜底与塔顶产口的组成各为多少？R=1.5时，试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示意图。某二元混合物以饱和蒸汽状态参加精馏塔的中部，x=0.5(摩尔分率,下同)，x

=0.9，F Dx=0.05α=3R=2Rmin。试求:w提馏段操作线方程;进入第一块理论板(由顶往下数)的汽相浓度;假设因故塔釜停顿加热，欲维持X 不变应如何操作？此时塔釜排液x=？D wS=50kmol/h由塔底进入，加料组成x=0.2(摩尔分率,下同)20℃，F=100kmol/h，料液由塔顶参加，无回流，试求F塔顶产品浓度x 及易挥发组分的回收率η。D在此题范围内平衡关系可表示为 y=3x，液相组成为x=0.2时，泡点为80℃，比热为100kJ/kmol·40000kJ/kmol。x

=0.40(摩尔分率,下同)，x=0.1,y=0.63,塔顶蒸汽全部冷F w 1凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层组成x=0.9作为产品，下层x=0.5于泡点下回D 0流，试在y～x图上作图求理论塔板数。α=2A、B二元混合物。测得进n100Kmol/hy=0.3，进入液A100Kmol/hx=0.4A、B的摩尔潜热近似相A等，热损失为零，无视显热变化。该板的液相默弗里效率E =0.5，问离开该板的气液相组成各为多少？mL(塔内没有塔板)，原料直接参加塔釜，原料组成x=0.7(摩尔分率,下F同)，要求塔顶产品组成x=0.8。塔顶设分凝器，其中50%的蒸D100Kmol/h。问塔顶、塔釜产量为多少？气化量为多α=2.46x=0.3(摩尔分率,下同)，F回流比R=，塔顶采出率D/F=0.〔摩尔比，物系的。试求：当塔顶产品组成x=0.7时，精馏段及提馏段的操作线数值方程。D板数不限时，馏出液最大浓度。某精馏塔分别A〔其中A为易挥发组分

=0.95，x=0.1,x=0.5，D w F原料为饱和液体。塔顶设全凝器，泡点回流。回流比R=1.5，塔底用饱和水蒸气直接加热，每层塔板的气相默弗里效率E =0.5，在此题计算范围内，相平衡关系为y=0.5x+0.5。试求：mV从塔顶的第一块实际板下降的液体组成；塔顶的采出率D/F。F=100kmol/h，易挥发组分含量x0.955，x=0.05α=3.0。试求：w馏出液组成x,塔顶、塔底产物流率；D操作线方程

=0.4(摩尔分率，下同);F在加料流率及塔釜蒸发量不变时，可能获得的最高馏出液浓度。分别二元抱负混合物承受如下图的精馏分别流程，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，第一=0.6(摩尔分率,下同),q=1,其次股加料，F=0.5kmol/h，x

=0；1 F1 1 2 F2 2要求：x=0.99,x=0.02。D W假设回流比R=1，求塔中段〔两个加料口之间〕的操作线方程；α=3Rmin。习题39附图 习题40附图某精馏塔塔顶有饱和液体进料，x=0.5(摩尔分率，下同);x=0.2，塔顶蒸汽冷凝f w到泡点，1/3作产品，2/3作回流，x=0.8,α=3.0。试计算：D所需的理论板板数。F、x

、q不变，塔釜加热量和回流量也不变，当塔的理论板数不限时，问塔顶可达F到的最大浓度为多少？在连续操作的板式精馏塔中分别苯-0.28，0.410.57，试求三层板中下面两层的单板效率。在操作条件下苯-甲苯的平衡数据如下x0.260.380.51y0.450.600.72在常压连续精馏塔中分别两组分抱负溶液。该物系的平均相对挥发度为2.。原料液组成为0.3〔易挥发组分摩尔分率，下同，饱和蒸气加料。塔顶采出率D40%y=0.75x+0.20，试求：F提馏段操作线方程：假设塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默夫里效率E

。mv11.42选择与填空[1].已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出y、x、y

、x的对应值，y= 、x= 、y= 、x= 。

6 6 7 76 6 7 7[2].如下图a点表示;b点表示;c点表示;ab段表示;bc段表示。习题1附图 习题2附图[3].在连续精馏塔中,进展全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为x =0.7x=0.5均为易挥发组份摩尔分操作条件下相对挥发度α=则y= ，n-1 n nx*= ,以液相组成表示的第n板的单板效率E = 。n mL争论:在精馏塔任意一块理论板上，其液相的泡点温度小于气相的露点温度。[4].分别要求肯定。当回流比肯定时，在五种进料状况中， 进料的q值最大，其温度 此时提馏段操作线与平衡线之间的距离 分别所需的总理论板数 .对有恒沸现象的二元体系，用恒沸精馏比萃取精馏好，由于前者能耗小。[5].(1)“蒸馏操作依据是组分间沸点差异“此话错在何处?精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t，液相泡点温度为t。塔底某理论板上汽1 2相露点温度为t，液相泡点温度为t。试按温度大小挨次用>、=、<符号排列如下:3 4t t t t4 3 2 1恒沸精馏与萃取精馏都需参加添加剂(第三组分),其目的是 .[6].某精馏塔在状况一下操作得到F、x 、q、R、D、x 、x 。今转变操作为状况1 F1 1 1 1 D1 w1二，且知F=F，x =x

，x =x ，q=q但x <x

。试比较(>、=、<)1 2 D1

w1 w2 1

F1 F2D D;W1 2 1

W;R R2 1 2[7].吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N及Nmin均包括塔釜)。试说明:(1)(R-Rm)/(R+1)=1.0时， R= ,N ;(2)当(N-Nmin)/(N+1)=1.0时，R= ,N= 。[8].某连续精馏塔中，假设精馏段操作线方程截距等于零，则:回流比等于 ;(2)馏出液量等于 ;(3)操作线斜率等于 。(以上均用数字表示)[9]某二元物系的相对挥发度α=，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作，X

=0.3，则y = (由塔顶往下数)。n n-1[10].某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y，温度T，经全凝器恰好冷凝到泡1点，局部回流入塔，组成x，温度t，则0y x，T t。(>,=,<)1 0[11].试比较某精馏塔中第n-1，n，n+1层理论板上参数的大小，

10附图即：y

y，t

T，y

，T t，T

T 。(>,=,<)n+1

n-1

n n-1 n

n+1 n[12].设计二元抱负溶液精馏塔时，假设F,x,x,x

不变，则随原料中液相分率增加其最小回F D W流比 ;在一样回流比下，总理论板数 ；精馏段理论板数 ；塔顶冷凝器热负荷 ；塔釜热负荷 。[13].(1)在设计连续操作的精馏塔时，如保持x，D/F，x，R肯定，进料热状态及空塔气F D速也肯定，则增大进料量将使塔径 ，而所需的理论板数 。(2)全回流时精馏段操作线的斜率为 提馏段操作线的斜率为 对一样的x 和x，局部回流比全回流所需的理论板数 。D W[14].(1)抱负溶液的特点是同分子之间的作用力 异分子之间的作用力,形成的溶液容积效应和热效应。(2)精馏塔设计时，当回流比加大时，所需要的理论板数 ，同时蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量 ，塔顶冷凝器中冷却剂消耗量 ，所需塔径 。[15].精馏操作时，增大回流比，假设F，x

，q不变，则精馏段液汽比L/V ，提馏段F液汽比L/V ，塔顶x ，塔底x 。D W[16].试比较连续精馏塔的塔釜用直接蒸汽加热〔D〕与间接蒸汽热〔I〕(<,>,=)。〔1〕x、x,R,q,D/F一样，则N N ,x x ;F D TI TD WI WD(2)x,x

,R,q,x

一样，则N

;(D/F)

〔D/F〕.F D w TI TD I D[17].操作中精馏塔，保持F,q,x,D不变。F假设承受回流比R小于最小回流比R

，则x ，x ;min D W假设R增大，则x ，x ，L/V 。D W(增大,减小,不变,不确定)[18].假设维持操作中精馏塔的F,x,q,D不变，而削减塔釜蒸发量V。F则:x ,x ,L/V 。(变大,变小,不变,不确定)D W[19].某精馏塔设计时操作线如图示。现保持塔顶冷凝量不变，改为q=0加料时设计，试在同一图上画出转变后操作线并答复有关参数有何变化?L/V ,N 。T[20].料状态(F,x,q)不变，则L/V ,x ,x 。(变大,变小,不F D W变,不确定)[21].精馏塔设计时承受的参数(F,x,q,D,xF

,R均为定值)D内实际下降液体量 ，塔内实际上升蒸汽量 ，精馏塔液汽比 ，所需理论板数 。(增大,减小,不变,不确定)[22].F，x，F回流比R和提馏段上升蒸汽量V不变，则此时D x W ,x 。增加,D W不变,减小,无法确定)[23].某精馏塔操作时，F,x,q,DR，F则此时x ,L/V 。(增加,不变,削减)D W[24].为冷液进料，且保持Fx

、V 、D 不变，则此时、F、x ,x ,R ,L/V 。(增加,不变,削减)D W[25].n-1，n，n+11,y相平n* nx,* n

x；与x 相平衡的汽相浓度y* ，nn n+1 n+1ny*

y ，y

x 。(>,<,=)n+1

n+1 n

n-1[26].某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5(摩尔比),x=0.4(摩尔分率),回流比R=2，且知提F馏段操作线方程的截距为零则:提馏段操作线方程的斜率(L/V)= 馏出液x= 。D[27].操作中精馏塔，今保持FxqV不变，使残液量W增加。则:xF D x L/V 。W(变大,变小,不变,不确定)L/V ，x 。F D W(变大,变小,不变,不确定)[29].R(保持F,X,q,D不f变)，试定性画出状况下的操作线。[30].V′，而维持其它参数不变，试定性画出变化后的操作线。[31].某精馏塔原操作状况的平衡线和操作线如图，现假设在操作时增大塔釜蒸发量V′,但仍F,x,q,D不变，试定性画出变化后的操作线。F习题30附图 习题31附图 习题32附图[32].N=∞时精馏塔的操作线，假设在设计时保持V′，F,x,q不变，削减D/F，F试在原图上定性绘出工况下的操作线。[33].请将你认为最精准答案填在( )内。连续精馏塔设计时，当承受塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分别任务所需理论板数为N 。假设承受塔顶分凝器，而回流比和前方案一样时，则完成同样分别任务所需理论板数为T1N 。比较:( )T2N >N ; (B)N

=N ; (c)N

<N ; (D)推断依倨缺乏。T2 T1

T2

T2 T1[34].请将你认为最精准答案填在( )内。某二元混合物要求用精馏方法分别，规定产品浓度为x，x。如进料为x 时,则D W F1相应的最小回流比为R

，假设进料为x 相应为R ，现x <x ，则:ml F2 m2 F