精馏习题

练 习 一

1、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 2、简单蒸馏的主要特征是________和______。

不稳定操作或过程不连续；无回流 3、若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：

①所得馏出物平均浓度______； ②所得残液浓度______; ③馏出物总量______。

①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； ②两种情况的残液浓度相同；

③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。

4、精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。

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

5、若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2； 塔底某理论板上气相露点温度为t3，液相露点温度为t4。 请将4个温度间关系用 > 、= 、< 符号顺序排列如下_____。

t1?t2?t3?t4 6、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

7、气化率相同时，平衡蒸馏的闪蒸罐内压强越低分离效果越好。（ ）

答案：√

练 习 二

1、用图解法求理论塔板时，在 α、xF 、xD、xw、q、R、F及操作压力p等参数中， ________ 与解无关。

进料流率

2、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

3、 某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回流操作时， 已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔板的 气相组成为 ________ 。

答案：0.4

4、连续精馏操作时，操作压力越大，对分离越 ________ ，若进料气液比为1：4（摩尔）时，则进料热状况参数q为 ________ 。

答案：不利；0.8

5、 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

6、精馏操作时，若进料的组成、流量和气化率不变，增大回流比，则精馏段操作线方程的斜率 ________ ，提馏段操作线方程的斜率_______,塔顶组成 _______,塔底组成 ____。

答案：增加；减小；增加；降低

7、已知精馏段操作线为y = 0.75x + 0.24,则该塔的操作回流比R =_________，塔顶产品组成x=________。

3，0.96

8、连续精馏过程的进料热状态有________种。已知q＝1.1，则加料中液体量与总加料量之比是________。理论板图解时，在F、 xF，xD， q 、xw ，R，操作压力P等参数中，________与解无关。

五，1∶1，F

9、某二元理想溶液的连续精馏塔,提馏段操作线方程为:y=1.3x-0.018,系统的平均相对挥发度α=2.0,当x=0.06时(摩尔分率), 此时从塔底数起的第二块理论板数(塔底可视为第一块理论板)下流液体的组成为___________.

0.101(摩尔分率)

10、精馏段操作线是指相邻两块塔板间，下面一块板蒸汽组成和上面一块板液相组成之间的定量关系方程。（ ）

11、在连续精馏塔中 ，精馏段操作线方程为：y = 0.75x + 0.2075 , q线方程为：y = - 0.5 x + 1.5xF。 试求：

（1）回流比（2）馏出液浓度；（3）当进料液浓度xF=0.44时，加料板上液体浓度； （4）料液中气、液两相的比例如何？

解：

1）回流比R；

由y=0.75x+0.2075 可知 R/(R+1)=0.75 R=3

2）馏出液浓度xD；： 由y=0.75x+0.2075 可知xD/(R+1)=0.2075 xD= 0.83 3）加料板上液体浓度x：

由：y=0.75x+0.2075， y=-0.5x+1.5xF。 当xF=0.44时，加料板上必须满足： 0.75x+0.2075=-0.5x+1.5×0.44 , x=0.362

4）进料液中气，两相比例q：由y=-0.5x+1.5xw 可知： q/(q-1）=-0.5 ,q=1/3 即：液相占进料的1/3，两气相占2/3

练 习 三

一、选择题

1、操作中精馏塔，保持F，xq，V＇不变，减少D，则塔顶易挥发组分回收率η变化为（ ）

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

答案：B

2、精馏段操作线的斜率为R/（R+1），全回流时其斜率等于（ ）。 A. 0； B. 1； C. ∝；

答案：B

3、某连续精馏塔中，进料组成为0.35，要求馏出液组成达到0.95（以上为摩尔分率），泡点进料，系统的平均相对挥发度α=2.44，此时的最小回流比为（ ）。 A. 1.52; B. 1.66; C. 1.75

答案：C

二、填空题

1、精馏塔在操作过程中进料组成不变，进料量适当增加，则塔顶组成xD将________， 塔釜组成xw将________（泡点液体进料）。

不变，不变

2、试述五种不同进料状态下的q值：（1）冷液进料________；（2） 泡点液体进料________；（3）汽液混合物进料________；（4）饱和蒸汽进料________；（5）过热蒸汽进料_________。

答案： ｑ＞1，ｑ＝1，0＜ｑ＜1，ｑ＜0，ｑ＝0

3、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：1）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）

∞，0，1

4、某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.78x+0.204,则该塔的回流比R=________.馏出液组成xD=________.

5、Mecabe - Thiele(李开比-齐列）法 精馏操作分析是以恒摩尔流假定为基础的，所谓恒摩尔流假定是指_________和_________。

答案：恒摩尔气流，恒摩尔液流

6、某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y = 0.80x + 0.172,提馏段操作线方程为y=1.45x-0.015,则回流比R = _________,馏出液组成xD= ________,原料组成

xF=__________.釜液组成xw=_________.

答案：0.86，0.288，4，0.033

5、等板高度（HETP）的含义是：_________________。

某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜），则等板高度（HETP）＝_________________。

与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度，8/（16－1）＝0.533

例1 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成xf=0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算： （1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？

解： Dx1? DD0.96?0.35D?1? Dx?0.96 , ? ??0.361?F?D?WFxF 由 ?f?Fxf?DxD?Wxw0.93Fxf?0.96 , ? D0.96?0.35??0.361F0.93?1? DxDFxf?0.96 , ? D0.96?0.35??0.361F0.93?F?D?W 由? ?Fxf?DxD?Wxw

?F?D?WFxf?DxDFxf?DxDxf?FxD0.35?0.361?0.9D 由? 得： xw???x?xDFx?Dx?WxWF?D1?0.361fDDxDwFxf?DxD0.35?0.361?0.93?fFxf?D1?F 得： xw????0.0223FDWF?D1?0.361D1?x?xDfFxf?DxDFxf?DxDF 0.35?0.361?0.93F 得： xw????0.0223DWF?D1?0.3611?axnF?2? yn?

D1??a?1?xn0.428?

a?0.2722x ?平衡线方程为 ： y?1??a?1??0.272 ?a?21?x

在汽、液混合进料中，q可视为进料中液相所占分率，则 气相所占分率为 1?q

? q?L??L Fxf?Fqx1?q?yF F ?f?F?

0.35?q?0.272??1?q??0.428 ? q?0.5

y??x?0.7

进料线方程为： y?qx0.50.35x?f?x?q?1q?10.5?10.5?1

联立求解平衡线与进料线的交点：2x??y? ??x2?2.3x?0.7?01?x?x?0.272y?0.428?y??x?0.7 q q

?Rm?xD?yqyq?xq?0.93?0.428?3.220.428?0.272

R?1.242Rm?1.242?3.22?4.0

? 精馏段方程为

yn?Rx40.93xn?D?xn?R?1R?14?14?1

即： yn?0.8xn?0.186

?3? ym?1?

WxwWxwL?L?qFxm??xm?L??WL??WL?qF?WL?qF?W

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