化工原理考试题（精馏）

化工原理练习题（精馏）

一.填空题

1.精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。 实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.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＝_____,

3. 某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知x＝0.3，则y＝＿＿＿（由塔顶往下数）

4.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x________,原料组成x=__________.釜液组成x=_________.

5.如图所示， ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿； ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿； ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿； ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

二.选择题（5分）

1. 某精馏塔精馏段理论板数为N层，提馏段理论板数为N层，现因设备改造，使提馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、x、q、R，V等均不变，则此时:（ ）

A. x减小，x增加； B. x减小，x不变； C. x减小，x减小；

D. x减小，x的变化视具体情况而定。 三..问答题

1.精馏塔在一定条件下操作时，问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将

1

有何变化？为什么？

四.计算题（65分）

1. 分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：

(1) 最小回流比；

(2) 若回流比取最小回流比的1. 2倍，列出精馏段操作线方程

(3) 列出提馏段操作线方程。

2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.h，于常压下进行连续精馏，要求塔顶x=0.9， 塔底x=0.0677, D=40kmol.h，原料于泡点下进入，R为1.4Rmin，已知操作条件下相对挥发度α＝2.47是常数。求： (1) 精馏段操作线方程； (2) 提馏段操作线方程。

3.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量为50％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D，釜排出液量W及浓度x。

4.某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成x=0.5(mol组成) 的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15试求： (1)回流比R，塔顶组成x，塔釜组成x。 (2)提馏段操作线方程。

5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40％(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成 x=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R＝3，在操作条件下的平衡关系为y＝0.45x＋0.55，求：

(1) 塔釜组成x； (2) 每小时能获得的馏出液量D。

2

化工原理练习题答案（精馏）

一.填空题

1. 混合液中各组分的挥发度差异。 塔顶液相回流 塔底上升气流 2. y6 ＝0.82 x6 ＝0.70

y7 ＝0.75 x7 ＝0.62

3. y＝αx/（1＋（α－1）x）＝3×0.3/(1+2×0.3) ＝0.563

x＝y＝0.563

y＝3×0.563/（1＋2×0.563）＝0.794 4. 0.86 0.288 0.033

5. ａ）y ，x ｂ）y ，x ｃ）y ，x ｄ）x,x ｅ）y, y 二.选择题

A. 三..问答题

当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减 少， 在其它条件不变时，分离能力下降，xD ↓，易挥发组分收 率降低，xW ↑。 四.计算题

1. ⑴ y＝2.44×0.4/（1＋1.44×0.4）＝0.62 R＝（x－y）/（y－x） ＝（0.95－0.62）/（0.62－0.4） ＝1.5

⑵ R＝1.2×1.5＝1.8

y＝（1.8/2.8）x＋0.95/2.8

＝0.64x＋0.34

⑶．令 F=1kmol.h Fx=Dx+Wx 0.4=0.95D+(1-D)×0.05

解得 D=0.39kmol.h W=0.61kmol.h ∵q=1 L'=L+qF=RD+F=1.8×0.39+1=1.7kmol.h V'=V=(R+1)D=2.8×0.39=1.09kmol.h ∴y'=L'x'/V'-Wx/V'

=1.7x'/1.09-0.61×0.05/1.09=1.56x'-0.028 y＝1.56x－0.028

2. ⑴ q=1, yq=2.47×0.4/(1+1.47×0.4)=0.622, Rmin=(0.9-0.622)/(0.622-0.4)=1.25, R=1.4×1.25=1.75,

y=1.75x/(1.75+1)+0.9/(1.75+1) =0.636x+0.327

⑵ V'=V=(R+1)D, L'=L+qF=RD+F, y'=L'x'/V'-Wxw/V'

=(RD+F)x'/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D

3

=1.545x'-0.0369

3. y1=xD=0.8

0.8=2.5x1/(1+1.5x1) x1=0.615 yw=x1×R/(R+1)+xD/(R+1)=3×0.615/(3+1)+0.8/4=0.661 0.661=2.5xW/(1+1.5xW) xW=0.438

100=D+W, 100×0.5=0.8D+0.438W

D=17.1(kmol.h), W=82.9(kmol.h)

4 (1)D=F(x-x)/(x-x) 即0.5=(0.5-x)/(x-x) x/(R+1)=x/(5+1)=0.15 x=0.9 x=0.1

(2)提馏段操作线: y'=(L′/V′)x-Wx/V′ ∵饱和蒸汽进料

∴q=0, L′=L, V′=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D ∴y'=[L/(V-F)]x'-W×0.1/(V-F)

={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×0.1/[(R+1)D-2D] =[5/(6-2)]x'-0.1/(6-2) =1.25x'-0.025

5. ⑴ y1=xD=0.84, 0.84=0.45x1+0.55,

x1=0.64, yw=3×0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,

0.69=0.45×xw+0.55, xw=0.311,

⑵ D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol.h), W=100-16.8=83.2(kmol.h).

4

R/(R+1)=5/6 R=5 ∴

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