分离工程试题库

第一章填空题

1.分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达成分离

目的。

2.汽液相平衡是解决（气液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所

有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等，

3.萃取精福塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。

4.吸取因子为（）,其值可反映吸取过程的（难易限度）o

5.吸取剂的再生常采用的是（用蒸汽或悟性气体的蒸出塔），（用再沸器

的蒸山塔），（用蒸馆塔）,>

6.精储塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露

点方程）拟定。

7.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分派组分）。

8.解吸取因子定义为（S=mV/L）。

9.吸取过程重要在（塔顶釜两块板）完毕的。

10.吸取有（1）个关键组分，这是由于（单向传质）的缘故。精微有（2）

个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。

11.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（大10K）以上。

12.吸取过程只有在（贫气吸取）的条件下，才干视为恒摩尔流。

13.采用液相进料的萃取精馀时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，

所以在（进料时补加一定的萃取剂）。

14.要提高萃取剂的选择性，可（增大）萃取剂的浓度。

15.吸取过程发生的条件为（Pi>P「,yi>y「）。

16.对窄沸程的精储过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由

（相平衡方程）计算各板的温度。

17.常见复杂分离塔流程有（多股进料），（侧线采出），（设中间冷凝

或中间再沸器）。

18.设立复杂塔的目的是为了（减少塔数目，节省能量）。

19.通过精僧多级平衡过程的计算，可以决定完毕一定分离任务所需的（理论

板数），为表达塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。

20.为表达塔传质效率的大小，可用（级效率）表达。

21.对多组分物系的分离，应将•（分离规定高）或（最困难）的组分最后分

离。

22.在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分

时所需的功。

23.分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类。

24.传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率控制过程）两大类。

25.分离剂可以是（能量）和（物质）。

26.机械分离过程是（过滤、离心分离）。吸取、萃取、膜分离。渗透。

27.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸取、萃取、（膜分离、渗透）。

28.平稳分离的过程是过滤、离心分离、（）。膜分离。渗透。

29.气液平相衡常数定义为（气相组成和液相组成的比值）（>

30.抱负气体的平稳常数与（组成）无关。

31.低压下二元非抱负农液的对挥发度a12等于（ylP10/Y2P20)

32.气液两相处在平衡时，（化学位）相等。

33.在多组分精微中塔顶温度是由（露点）方程求定的。

34.泡点温度计算时若EKixi",温度应调（小）

35.泡点压力计算时若EKixi>l,压力应调（大）

36.在多组分精帽中塔底温度是由（泡点）方程求定的。

37.关键组分的相挥发度越大，精馈过程所需的最少理论板数（越少）。

38.分离规定越高，精镭过程所需的最少理论板数（越多）。

39.进料中易挥发含量越大，精僧过程所需的最少理论板数（不变）。

40.在萃取精播中所选的萃取剂希望与塔顶储出组份形成具有（正）偏差

的非抱负溶液。

41.萃取精馀塔中，萃取剂是从塔（底）出来。

42.恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。

43.吸取中平衡常数大的组分是（难）吸取组分。

44.吸取中平衡常数小的组分是（易）吸取组分。

45.吸取因子越大对吸取越（有利）

46.温度越高对吸取越（不利）

47.压力越高对吸取越（有利）<,

48.吸取因子A（反比）于平衡常数。

49.吸取因子A（正比）于吸取剂用量L。

50.吸取因子A（正比）于液气比。

51.从节能的角度分析难分离的组分应放在（最后）分离。

52.从节能的角度分析分离规定高的组分应放在（最后）分离。

53.从节能的角度分析进料中含量高的组分应（先）分离。

第一部分选择题

计算溶液泡点时，若，则说明（C）

a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高

计算溶液露点时，若，则说明（C）

u.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高

吸取操作中，若要提高关键组分的相对吸取率应采用措施是（）

a.提高压力b.升高温度c.增长液汽比d.增长塔板数

1.多组分吸取过程采用图解梯级法的依据是（）

a.恒温操作b.恒摩尔流c.贫气吸取

当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用下列方法来调节（B）

a.加大回流比b.加大萃取剂用量c.增长进料量

液相进料的萃取精懦过程，应当从何处加萃取剂（C）

a.精饰段b.提幅段c.精僧段和进料处d.提馀段和进料板

2.简朴精镭塔是指（C）

a.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置

b.有多股进料的分离装置

c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备

3.分离最小功是指下面的过程中所消耗的功（B）

a.实际过程〃.可逆过程

4.下列哪一个是机械分货过程（D）

a.蒸锵b.吸取c.膜分离d.离心分离

5.下列哪一个是速率分离过程（C）

a.蒸储b.吸取c.膜分离d.离心分离

6.下列哪一个是平衡分离过程（A）

7.a.蒸镭b.c.膜分离d.离心分离

8.溶液的蒸气压大小（B）

a.只与温度有关b.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关

9.c.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关

对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明

该物质费点（A）

10.a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低

汽液相平衡K值越大，说明该组分越（A）

a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小

11.气液两相处在平衡时（C）

a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等

c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质

当把一个常人溶液加热时，开始产气愤泡的点叫作1C）

a.露点b.临界点c.泡点d.熔点

当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（A）

a.露点b.临界点c.泡点d.熔点

当物系处在泡、露点之间时，体系处在（D）

a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相

系统温度大于露点时，体系处在（B）

12.a.饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相

系统温度小于泡点时，体系处在（B）

13.a.饱和液相b.冷液体c.泡和气相d.气液两相

闪蒸是单级蒸储过程，所能达成的分离限度（B）

14.a.很高b.较低c.只是冷凝过程，无分离作用d.只是气化过程，无分离作用

A.B两组份的相对挥发度aAB越小（B）

a.A.B两组份越容易分离b.A.B两组分越难分离

c.A.B两组分的分离难易与越多

15.d.原料中含轻组分越多，所需的越少

当蒸储塔的产品不合格时，可以考虑（D）

a.提高进料量b.减少回流比c.提高塔压d.提高回流比

当蒸储塔的在全回流操作时，下列哪一描述不对的（D）

a.所需理论板数最小b.不进料c.不出产品d.热力学效率高

b.恒摩尔流不太适合d.是蒸储过程

吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之一

（D）

16.a.最小理论板数b.最小回流比c.理论版d.压力

17.下列关于简捷法的描述那一个不对的（D）

a.计算简便b.可为精确计算提供初值c.所需物性数据少d.计算结果准确

关于萃取精储塔的下列描述中，那一个不对的（B）

a.气液负荷不均，液相负荷大b.回流比提高产品纯度提高

c.恒摩尔流不太适合d.是蒸储过程

18.当萃取精储塔的进料是饱和气相对（C）

a.萃取利从塔的中部进入b.塔顶第一板加入

c.塔项几块板以下进入d.进料位置不重要

19.萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在（A）

a.塔的底部b.塔的中部c・塔的项部

对一个恒沸精储过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（B）

a.一定是做为塔底产品得到b.一定是为塔顶产品得到

20.c.也许是塔项产品，也也许是塔底产品d.视具体情况而变

21.吸取塔的汽、液相最大负荷处应在（A）

a.塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部

22.下列哪一个不是吸取的有利条件（A）

a.提高温度b.提高吸取剂用量c.提高压力d.减少解决的气体量

23.下列哪一个不是影响吸取因子的物理量（D）

a.温度b.吸取剂用量c.压力d.气体浓度

24.平均吸取因子法（C）

a.假设全塔的温度相等b.假设全塔的压力相等c.假设各板的吸取因子相等

25.当体系的yi-yi*>0时（B）

a.发生解吸过程b.发生吸取过程c.发生精馀过程d.没有物质的净转移

26.当体系的yi-yi*=0时（D）

a.发生解吸过程b.发生吸取过程c.发生精储过程d.没有物质的净转移

第二部分名词解释

1.分离过程：将一股式多股原料提成组成不同的两种或多种产品的过程。

2.机械分离过程：原料自身两相以上，所组成的混合物，简朴地将其各相加以

分离的过程。

3.传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递

现象发生。按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平

衡分离过程和速率分离过程两类。

4.相平衡：混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。

从热力学上看，整个物系的自由焰处在最小状态，从动力学看，相间无物质

的静的传递。

5.相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。

6.泡点温度：当把一个液相加热时，开始产气愤泡时的温度。

7.露点温度：当把一个气体冷却时，开始产气愤泡时的温度。

8.气化率：气化过程的气化量与进料量的比值。

9.冷凝率：冷凝过程的冷凝量与进料量的比。

1().回流比：回流的液的相量与塔顶产品量的比值。

II.精锚过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精微塔中同时多次地

部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。

12.全塔效率：理论板数与实际板数的比值。

13.精馀的最小回流比：精微时有一个回流比下，完比给定的分离任务所需的

理论板数无穷多，同流比小于这个回流比，无论多少块板都不能完毕给定的

分离任务，这个回流比就是最小的回流比。实际回流比大于最小回流比。

14.理论板：离开板的气液两相处在平衡的板叫做理论板。

15.萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比

值。

16.萃取精储：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P,P体系

中任何组分形成恒沸物，从塔底出来的精储过程。

17.共沸精馆：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P,P体系

中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精微过程。

18.吸取过程：按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸取过程。

19.吸取因子：操作线的斜率(L/V)与平衡线的斜率(KI)的比值。

20.绝对吸取率：被吸取的组分的量占进料中的量的分率。

21.膜的定义：广义上定义为两相之间不连续的区间。

22.半透膜：可以让溶液中的•种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种

选择性膜叫半透膜。

渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动

的现象叫渗透。

反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低浓度溶液流

动的现象叫反渗透。

第三部分问答题

1.已知A,B二组分的恒压相图如下图所示，现有一温度为TO原料经加热后出

口温度为T4过加器前后压力看作不变。试说明该原料在通过加热器的过程

中，各相应温度处的相态和组成变化的情况？

2.tO过冷液体，组成等于xF

tl饱和液体，组成等于xF

t2气夜两相,y>xF>x

13饱和气体，组成等于xF

(4过热气体，组成等于xF

3.简述绝热闪蒸过程的特点。

4.绝热闪蒸过程是等焰过程，节流后压力减少，所以会有汽化现象发生，汽化

要吸取热量，由于是绝热过程，只能吸取自身的热量，因此，体系的漫度减

少。

5.图中A塔的操作压力量对比20atm，塔底产品经节流阀后不久进入B塔。B

塔的操作压力为lOalm,试问：

a.液体经节流后会发生哪些变化？

b.假如B塔的操作压力为5atm时，会与在某些方面lOatm下的情况有何不

同？

6.(1)经节流后有气相产生，由于气化要吸取自身的热量，系统温度将减少。

(2)B塔的操作压力为5atm时比操作压力为10atm时气化率大，温度下降幅度

也大。

7.简述精微过程最小回流时的特点。

8.最小回流比是锚的极限情况之一，此时，未完毕给定的分离任务，所需要理

论经板数无穷多，假如回流比小于最小回流比，则无论多少理论板数也不能

完毕给定的分离任务。

9.简述精储过程全回流的特点。

10.全回流是精微的极限情况之一。全回流所需的理论板数最少。此时，不进料,

不出产品。

11.简述捷法的特点。

12.简捷法是通过N、Nm、R、Rm四者的关系计算理论的板数的近似计算法，其

计算简便，不需太多物性数据，当规定计算精度高时，不失为一种快捷的方

法，也可为精确计算提供初值。

13.简述萃取塔操作要注意的事项。

a.气液相负荷不均，液相负荷远大于气相负荷；

b.塔料的温度要严控制；

c.回流比不能随意调整。

J萃取精储塔假如不设回收段，把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，

将会产生什么后果，为什么？

在萃取精储中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹

带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产品。

14.根据题给的X-Y相图，回答以下问题：

a.该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统？有最高还是最低温度的

恒沸物？

b.回入萃取剂之后在精微段和提福段利还是利？

15.a.该系统在未加萃剂P时是正偏差系统，有最低温度的恒沸物。

b.加入萃取剂之后在精微段有利，固木来有恒沸物,P加入之后恒沸物消失;

在提储段是不利，因P加入之后体系中组分的相对挥发度减少。

16.从热力学角度简述萃取剂的选择原则。

17.萃取应能使的体系的相对挥发度提高，即与塔组分形成正偏差，与塔组分形

成负偏差或者抱负溶液。

18.工艺角度简述萃剂的选择原则。

19.a.容易再生，即不起化学反映、不形成恒沸物、P沸点高；

b.适宜的物性，互溶度大、稳定性好；

c.价格低廉，来源丰富C

20.说出4种恒沸剂的回收方尖。

a.冷疑分层；b.过冷分层；c.变压精储d.萃取（5）盐析

21.说出4种恒沸剂的回收方法。

22.恒沸精储中，恒沸剂用量不能随便调整？为什么？

因恒沸剂用量与塔的产品纯度有关，多或少都不能得到所希望的目的产物。

吸取的有利条件是什么？

低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。

23.试分板吸取因子对吸取过程的影响

24.吸取因子A=L/（VKi）,吸取因子越大对吸取有利，所需的理论板数越少，反

之亦然。

用平均吸取因子法计算理论板数时，分别采用L0/VN+KL0:吸取剂用量,V

N+1原料气用量）和L平/v平，来进行计算吸取因子A。试分析求得的理论板

数哪个人，为什

因为4<4所以4<5=；4+4/

一

彳所以跖+/+J

一

所以旦<且因为4=人上

入G厂他

所以4ft>4因此MpCN

25.L0/VN+1比L平/V平小，故用L平/V平计算的A大，所需的理论板数小。

在吸取过程中，若关键组分在操作条件下的吸取因子A小于设计吸

取率中，将会出现什么现象？

此时，吸取塔无论有多少块理论板也完不成给定的分离任务，只能

达成小于等于A的吸取率。正常操作时,A应大于吸取率6。

V有一烧类混合物送入精馀装置进行分离，进料组成和相对挥发度

a值如下，现有A、B两种方案可供选择，你认为哪种方案合理？为什么？

异丁烷正丁烷戊烷

摩尔％253045

a值1.241.000.34

由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分的组份，应放在最后分离；进料中戊烷含量

高，应尽早分出。所以方案B是合理的。

20.在吸取过程中塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流

吸取为单相传质过程吸取剂吸取了气体中的溶质而流量在下降过

程中不断增长气体的流量相应的减少因此气液相流量在塔内都不能

视为恒定。

第四部分计算题

以燃类蒸汽混合物具有甲烷a.5%,乙烷b.10%,丙烷c.30%及异丁烷d.55%。试

求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，并拟定在t=25℃,p=lMPa大气压时

的气相分率。

解：a.求混合物在25℃时的露点压力

设p=lMPa=101.3kPa,由t=25C查图2-la得:

K1=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2

0.050.100.300.55

=------+-------+-------+------=0.2129*1

165278.13.2

选异丁烷为参考组分，则

K4=KGxL.r,=3.2x0.2129=0.6813

由和t=25℃查图2-1a得p=650kPa:

Kl=28,K2=5.35,K3=i.7,K4R.681

亡0.050.100.300.55一…,

•=------+-------+-------+--------=1.003«1

'降285.351.70.681

故混合物在25℃时的露点压力为650kPao

b.求混合物在25℃时的泡点压力

设p=lMPa=101.3kPa,由t=25C查图2/a得:

Kl=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2

Zyf=ZKjXf=165x0.05+27x0.10+8.lx0.30+3.2x0.55=15.14#1

选异丁烷为参考组分，则

K

4舞彘,4

由和1=25℃查图2-1a得p=2800kPa:

K1=6.1,K2=1.37,K3=0.44,K4=0.2114

=6.1x0.05+1.37x0.10+0.44x0.30+0.2114x0.55=0.6903^1

0.6903

由和1=25℃查图2-1a得p=1550kPa:

Kl=11.0,K2=2.2,K3=0.70,K4=0.306

/.Zx=Z=11.0x0.05+2.2x0.10+0.7x0.30+0.306x0.55=1.148*1

七_0.306

Ai=-..=-=--0-.-27

“1.148

由和t=25℃查图2-1a得p=18()()kPa:

KI=9.6,K2=1.9,K3=0.62,K4=0.27

Ly；=LK/尸9.6x().05+1.9x0.10+0.62x0.30+0.27xO.55=1.004*1

贝|J混合物在25"C时的泡点压力为1800kPao

c.t=25℃,p=lMPa=101.3kPa

KI=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2

0.05.0.100.30O55

---+++=(I2129<I

165---278.13.2

=165x0.05+27x0.10+8.1x0.30+3.2x0.55=15.14>1

1.故在t=25℃,p=lMPa大气压时的气相分率等于1。

已知第一脱甲1234567

烷塔的进料组

成及操作条件

下各组分的相

平衡常数如下

表所示，规定

甲烷的蒸出率

为98%.乙烯

的回收率为

96%,试分别按

清楚分割和不

清楚分割方法

计算储出液和

釜液的组成，

并比较两种计

算结果。

序号

组分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4

XiF/摩尔％33.85.833.225.70.500.200.70

Ki/1.70.280.180.0330.0220.004

解：取lOOKmol进料为基准，选取甲烷为轻关键为分，乙烯为重关键组分。

按清楚分割的概念，组分1为轻组分，所有从塔顶镭出液在采出，组分4、5、

6、7为重组分，所有从塔釜液中采出。

由于甲烷的蒸出率为98%

D2=5.8x0.98=5.6&4桁〃。/;%=-5,684=0.11tKinol

乙烯的回收率为96%

当=33.2x0.96=3L872加H.D,=33.2-31.872=1.328KM

。=。1+。2+03=33.8+5.684+1.328=40.8122〃〃/

3=F-0=100—4Q812=59.188K〃山

.、7

或8=工与=0.116+31.872+25.7+().50+0.30+0.70=59.188心?"/

i=2

33.8D，5.684

x[D=——==0.828为八=——=-------=0.1

IDD40.812♦*-DD40.812

031.328

=--==0.033

D40.812

B.0.116&31.872__

X，B=—==0.002=—=---------=0n.538e

B59.188*3"B59.188

()?()

BA25.7()x=-&.==().008

X.n=——==0.434

48B

59.1889*B59.188

0.30

X6B=%==0.005=42匕=0。12

6bB59.188B59.188

将计算结果列表如下：zixiDxiBDi4

组分

H20.3380.828/33.8

CH40.580.1390.0025.6840.116

C2H40.3320.0330.5381.32831.872

C2H60.257/0.434/25.70

C3H60.005/0.008/().50

C3H80.003/0.005/0.30

C40.007/0.012/0.70

1.0001.0001.00040.81259.188

规定在常压下分离环己烷a.（沸点80.8C）和苯b.（沸点80.2C）,它们的

恒沸组成为苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4C,现以丙酮为恒沸剂进行恒

沸精储，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若

希望得到几乎纯净的紫，试计算：

①所需恒沸剂量。

②塔顶、塔釜储出物量各为多少。（以100kmol/h进料计）

解：以100kmol/h进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg,恰好与料液中的

环己烷组成恒沸物，进料量和塔顶恒沸物的量和组成分别为。

对环己烷作物料平衡外。=.%060

恒沸剂S的用量为S=外加=83x0.40=33.26〃〃/

2.由于塔釜希望得到几乎纯净的苯，

3.四氢陕喃&-水b.混合液当（摩尔分数）时形成恒沸物，恒沸温度为63.4C,

当以吠喃（S）为恒沸剂时，则与其水成为非均相恒沸物，恒沸温度为30.5C,

恒沸组成为。规定该溶液分离得（顶）及（釜），试以简捷法计算所需

理论板数N。

4.已知：；；；；；。30.5℃时各饱和蒸汽压：；；

5.某裂解气组成如下表所示。

组分H2CH4C2H4C2H6C3H6iCHio£

J'o.i().1320.37180.30200.0970.0840.01321.000

现拟以i-C4H10储分作吸取剂，从裂解气中回收99%的乙烯，原料气的解决

量为100kmol/h,塔的操作压力为4.052Mpa,塔的平均温度按・14℃计，求：

①为完毕此吸取任务所需最小液气比。

②操作液气比若取为最小液气比的L5倍，试拟定为完毕吸取任务所需理论

板数。

③各个组分的吸取分率和出塔尾气的量和组成。

④塔顶应加入的吸取剂量。

解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa和-I4C下各组分的相平衡常数列

于下表。

a.最小液气比的计算

在最小液气比下，9,

...(%)mn=夕关•长美=0.72x0.99=0..7128

b.理论板数的计算

=.=1.5x0.7128=1.0692

操作液气比/丫vv，mm

^=^=L0692=1485

关键组分的吸取因子为、攻关072

收纥50.99-1.485

N=—-a9'"——1=8.868

理论板数电八怛।<85

C.各个组分的吸取分率和出塔尾气的量和组成

A关K关LA'""—A：

由Ki阳和Ai

YNF

以及币=(1»；yI=Zvi.;九.J%进行计算结果见表。

组分

H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4HioE

y.v+u0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000

Ki/3.150.720.500.1450.056

,kmol/h13.237.1830.29.78.41.32100.0

A/0.33941.4852.13847.37419.093

00.33940.990.9951.0001.000

13.224.5610.3020.04850038.1115

0.34640.64450.00790.0013

d.吸取剂量

塔内气体的平均流率为:

塔内液体的平均流率为:

6.由,得

7.拟进行吸取的某厂裂解气的组成如下。

组CH4C2H6C3H81-C4H10n-QHio11-C5H10n-C6H14

分-C5H10

yo.10.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000

当在1.013Mpa压力卜以相对分子质量为220的物质为吸取剂，吸取剂温度为

30℃,而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷（i-C4H10）回收率为0.90

时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07

倍，求塔顶尾气的数量和组成。

解：选异丁烷为关键组分，查得在I.013Mpa和35C下各组分的相平衡常数

列于下表。

a.最小液气比的计算

在最小液气比下，，

（^）nta=中矢■K美=0.59x0.9=0.531

b.理论板数的计算

操作液气比%==，07x°-531=°568

A关=—^="竺=0.963

关键组分的吸取因子为、5059

lg^怆”二警

N=―!--1=————1=11.255

理论板数馆八总0%3

C.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成

以及用=（1一％即『V）=lvi.;加="%进行计算结果见表。

组分CH4C2H6CMi-CMn-C4Hlin-CsHin-C6Hl£

00-C5Hl04

0

0.7650.()40.0650.0250.0450.0150.0250.0151.00

50

Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055

“N+I,i，

kmol/76.54.56.52.54.51.52.51.5100.

h0

A0.0290.140.4140.9631.2912.8403.78710.327

926

（P0.0290.140.4140.900.9871.0001.0001.000

926

k74.213.863.8050.250.058500082.1

3119

九0.9030.040.0460.0030.0011.00

70

d.吸取剂量

塔内气体的平均流率为：

塔内液体的平均流率为：

8.由，得

在一精微塔中分离苯（B）,甲苯（T）,二甲苯（X）和异内苯（C）四元混

合物。进料量200moi/h,进料组成zB=0.2,zT=0.1,zX=0.4（mol）。塔顶采用全凝

器，饱和液体回流。相对挥发度数据为：=2.25,=1.0,=0.33,=0.21。规

定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%,甲苯在镭出液中的回收率为99.5%。求

最少理论板数和全回流操作下的组分分派

解：根据题意顶甲苯为轻关犍组分，异丙苯为重关键组分，从相对挥发度的大

小可以看出，二甲苯为中间组分，在作物料衡算时，初定它在储出液和釜液

中的分派比，并通过计算修正

物料衡算如下

组分进料储出液心釜液股

B4040-

T6060x0.99560x0.005

X20218

800.002x4080x0.998

200D

解得

D=10L86W=98.I4

/。=0.5861x?用=0.0031

=o.OO157=0.8135

暗（于%（瓷斌[0,58610.8135'

心=J"：」=可诉」畸

吆（---）1（\/）

acr2lg0.2K=7.35

（生）=（生）（&L严"

4+必=20

解得d丫=1.05mol；i¥x=18.95mol

组分进料&

B4040—

T6060x0.99560x0.005

X201.0518.95

80x0.00280x0.998

QOUA

100.9199.09

组分X”x心

B039640

T0.59160.0030

X0.01040.1912

C0.001580.8057

lgU)D(^)Jlgr05916x0^51

rXC与0.00160.003()

“展，)二二%.

aCT

(4L)=(虫)严

%叱.戈丁

3匕=20

组分进料储出液釜液

数量Mol%数量mol%数量mol%

苯40204039.643—

甲苯603059.759.1670.33.02

二甲苯20101.041.0318.9619.13

异丙苯80400.160.15979.8480.55

20(1100100.9100.0099.1100.00

某原料气组成如下:

组分CH4C2H6C3H81-C4H1011-C4H101-C5H1211-C5H1211-C6H14

yo(摩尔分率)0.7650.045().0350.0250.0450.0150.0250.045

先拟用不挥发的煌类液体为吸取剂在板式塔吸取塔中进行吸取，平均吸取温

度为380C,压力为1.013Mpa,假如规定将i-C4H10回收90%。试求：

①为完毕此吸取任务所需的最小液气比。

②操作液气比为组小液气比的1.1倍时，为完毕此吸取任务所需理论板数。

③各组分的吸取分率和离塔尾气的组成。

④求塔底的吸取液量

解：由题意知,i-C4H1()为关键组分

由P=1.013Mpa,t平=38℃

查得K关=0.56(P-T-K图)

①在最小液气比下N=8,A关=中关=0.9

(%)1喻=长关.做=0.56x0,9=0.504

②%=Ll%my]X0504=0.5544

"竺=。99

K”关0.56

./八一0、()99-09

log()

—L^__「9.48

N=1=1-0.9

所以理论板数为logAIog0.99

③它组分吸取率公式

计算结果如进料相平衡常数a丸被吸取塔顶尾气

T:量Ki量数量组成

组分

CH476.517.40.0320.0322.44874.050.923

C2H64.53.750.1480.1480.6683.8340.048

C3H83.51.30.4260.4261.4912.0090.025

i-CMo2.50.560.990.902.2500.2500.003

n-C4Hio4.50.41.3860.994.4550.045O.(X)O6

i-C5H121.50.183.081.001.5000.00.0

n-C5H122.50.1443.851.002.5000.00.0

n-C6Hi44.50.0569.91.004.5000.00.0

合计100.0———19.81080.190

以CH4为例:

a看甯=。皿

0.032948+,-0.99

0.32

0.0329-40*1-1

VI(CH4)=(1-M)VN+1=(1-0.032)x76.5=74.05

74.05......

y,(rH)=-------=--------=0.923

力5)v76.5

④塔内气体平均流率：Kmol/h

塔内液体平均流率:L=

由％=0.5544；Lo=40.05Kmol/h

已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数

可按下式进行计算，试求其露点温度.

乙烷:K=0.133331+46667

丙烷：k=0.6667t+1.13333

正丁烷：k=O.O2857（+O.O8571（【的单位为C）

设温度为没温度为24℃设温度为23c圆整

24℃,用

泡点方程

Eyi/Ki=l

进行试差，

不满足露

点方程，

设温度为

23℃,

重新试组份

差，满足KixiKiXi

KiKi

露点方程，

露点温度

为23C,

结果见

表。

组份

乙烷0.058.66660.0068.53330.0060.006

丙烷0.302.73340.1102.66670.1120.113

正丁烷0.650.77140.8430.74280.8750.881

21.000.9590.9931.000

一轻烧混合物进行精储塔的计算，求得阳小回流比Rm=L45,最小理论板

数Nm=求得最小回流化为R=1.25Rm,全塔平均板效率为n=0.60,求所需

最小塔板板数。

R=l.25xl.45=1.8125

R-R*1.8125-1.45八

--------=-----------------=0.13

R+11,8125+1

由此图查，得:

-----------=0.53

由于,Nm=8.6所以,N=19.43

9.实际板数为：19.43/0.6=32.4=33块

某多组分精储塔的原料组成、产品组成（组分1为轻关键组分）及各组分的相对

挥建发度如表所示，已知提储段第n板上升的气相组成提储段操作线方程为，精

惚段操作线方程为xn,i=1.2yn-1,i-0.2xD,i试求离开第n+2板的液相组成.（规定各

板组成列表）（塔序从下往上，第n+1板为进料板）.

组分XXx.工y,

10.4309800.0132.450.473

20.430.0200.6531.000.^1

30.100.0000.1670.490.021

40.100.0000.1670.410.015

⑴用提循段操作线方程Xni=O.8yn-l,HO.2xwi计算xMi，即

Xn+1,i=0.8X0.473+0.2X0.013=0.381

其他组分的计算结果列于表。.

(2)用相平衡方程

y»+u=

计算y'n+Li计算结果列于表.

⑶由于第n+1板为进料板为进料板，所以，用精镭段操作线方程计算Xn+2」,即

其他组分的计算结果列于表。

(4)计算结果汇总

Xn+l.iax'n+l.iy'n+l.iX'n+2.iXn+2.i

1().38100.93350.62230.5004().5508

20.52340.52340.34890.40970.4147

30.05020.02460.01640.04650.0197

40.04540.01860.01240.04340.0149

1.00001.5000

某厂裂解气组成(摩尔％)如下：13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%

乙烷、8.4%丙烯、1.32异丁烷、所用的吸取剂中不含所吸取组分。规定乙

烯的回收率达成99%。该吸取塔解决的气体量为100kmo1/h,操作条件下各

组分的相平衡常数如下：

氢甲烷乙烯乙

烷丙烷异丁烷

8