化工原理习题第三部分蒸馏答案

1、蒸八、填空题1蒸馏是用来分离均相液体混合物的单元操作。2、含乙醇12% （质量百分数）的水溶液，其乙醇的摩尔分率为5.07%3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分挥发度 的差异而达到分离的目的。4、进料板将精馏塔分为精馏段 和提馏段5、理想溶液的气液相平衡关系遵循拉乌尔定律6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下，加热到某一温度，液体出现第一个气泡，此温度称为该液体在指定总压下的泡点温度，简称泡点7、在一定总压下准却气体混合物，当冷却到某一温度，产生第一个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的露点温度，简称露点8理想溶液中各组分的挥发度等于其饱和蒸气压9、相对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏分离的

2、难易程度10、在精馏操作中，回流比的操作上限是全回流11、在精馏操作中，回流比的操作下限是最小回流比12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数13、q值越大，达到分离要求所需的理论板数越少14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为逐渐降低15、当分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中,冷液进料的q值最大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论最少板数16、精馏过程是利用部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。17、精馏设计中，当

3、回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 减小 （增大、减小）， 所需塔径 增大（增大、减小）。进料的q值最18、分离任务要求一定，当回流比一定时，在 5种进料状况中, 冷液体19、相对挥发度a =1,表示不能用 普通精馏分离 分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。20、某二元混合物，进料量为100kmol/h , xf=0.6，要求得到塔顶xd不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。21、精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和 塔底上升蒸气22、对

4、于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用_改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）23、溶液中各组分的挥发度V可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即Va=pAx AVb=Pb/x B24、溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度 。其表达式有:a =va/ ve= （pMx a） / （ pb/x b） =yAXB/y bxa25、气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度 大于液相泡点温度。26、精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原

5、理进行的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低;27、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，原因之一是：塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是：存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高。28、当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为理论板29、精馏过程中，再沸器 的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。30、在一定操作条件下，精馏段内自任意第n层板下降的液相组成xn与其相邻的下一层板（第n+1层板）上升蒸汽相组成yn+1

6、之间的关系。在Xy坐标上为直线，斜率为 R/R+1，截距为xd/R+1 031、在一定操作条件下，提馏段内自任意第m层板下降的液相组成Xm与其相邻的下一层板（第m+1层板）上升蒸汽相组成ym+i之间的关系。L除与L有关外，还受 进料量和进料热状况的影响。32、实际操作中，加入精馏塔的原料液可能有五种热状况：（1）温度低于泡点的冷液体；（2）泡点下的饱和液体；（3）温度介于泡点和露点的气液混合物；（4）露点下的饱和蒸汽；（5）温度高于露点的过热蒸汽。33、R=L/D，操作线与对角线重合，操作线方程yn=xn-i，达到给定分离程度所需理论板层数最少为hU。34、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板

7、数减少，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加，操作费用相应增加，所需塔径增大_35、精馏操作时，若F、D XF、q、R加料板位置都不变，将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成XD变大。36、精馏设计中，回流比愈大，操作能耗愈大，随着回流比逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先减小后增大的过程。37、理想溶液是指各组分在全浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液。39、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐降低,，其沸点则逐渐升高40、已知q=1.3，则加料中液体量与总加料量的比是某精馏塔设计时，若将塔釜由原来简介蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持XF，D/F,q,R，Xd

8、不变，则W/F将 变大将减小，提馏段操作线斜率将不变，理论板数将增加41、某二元物系，相对挥发度a=2.5，对n,n-1两层理论塔板，在全回流条件下，已知Xn=0.35，则yn-i= 0.77 （塔板从上往下数），0.35 （塔板从下往上数）42、在进行连续精馏操作过程中，随着进料过程中轻组分组成减小，塔顶温度逐渐升高，塔底釜液残液中轻组分组成减小 。43、操作中的精馏塔，若增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段的液气比增大塔顶馏出液组成 变大44、若某精馏过程需要16块理论塔板（包括再沸器）其填料的等板高度为0.5m，则填料层有效高度为_8m45、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y,温度为T,经全

9、凝器冷凝到泡点温度 塔，其组成为X，则y = X, T tt，部分回流液入46、现设计一连续精馏塔，保持塔顶组成 XD和轻组分回收率不变，若采用较大的回流比，则理论塔板数将 减少，而加热蒸汽的消耗量将增大：若进料中组成变轻，则进料位置应 上移 使XD和轻组分回收率不变，若将进料物流焓增大，则理论塔板数将 增多塔底再沸器热负荷将减少、选择题1、理想溶液的特点是：相同分子间的作用力（B ）不同分子间作用力。A:大于B ：等于C ：小于 D ：不能确定2、实验表明，当由两个完全互溶的挥发性组分所组成的理想溶液，其气液平衡关系服从）。A:亨利定律B :费克定律C:拉乌尔定律 D :牛顿粘性定律3、A:

10、双组分理想溶液的 t-x-y 图中，下方曲线称为（ 饱和蒸气线 B :饱和液体线 C :饱和蒸气压线）。D :露点线4、关于理论板理列说法错误的是（C）A:理论板可作为衡量实际塔板分离效率的依据和标准。B:离开理论板的气、液两相互成平衡。C:实际塔板即为理论板，二者之间无区别。、关于恒摩尔流假定，下列说法中正确的是（D）D:理论板为假想板，实际并不存在。A :恒摩尔流假定在任何条件下均可成立。B :恒摩尔气化是指精馏段上升蒸气摩尔流量与提馏段上升摩尔流量相等。C :恒摩尔流假定是指精馏段上升蒸气摩尔流量与下降液体摩尔流量相等。V =V2=- =VD :由恒摩尔流假定可知，精馏段上升蒸气和下降液

11、体有如下关系：Li=L2=- =L,6、下列关于相对挥发度的说法中正确的是（A）A:相对挥发度的大小，反映了溶液用蒸馏分离的难易程度。B : a =1的溶液称为恒沸物。C : a越大，溶液越容易分离。D：a 越小， 溶液越容易分离。7、关于精馏原理的叙述错误的是（A:精馏过程是简单蒸馏的重复过程。B:要维持精馏操作的高纯度分离，塔顶必须得设全凝器。C:要维持精馏操作的高纯度分离，塔底必须得设再沸器。D:有液相回流和气相回流，是精馏过程的主要特点。8、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线（A:提馏段操作线与 q 线B:平衡线C:平衡线与精馏段操作线D:平衡线与q线9、连续精馏塔的

12、操作中若采用的回流比小于原回流比，则（A:XD增大，XW增大B : XD减小，Xw减小C:Xd增大，Xw减小D : Xd减小，Xw增大10、提馏段温控是指将灵敏板取在提馏段的某层塔板处，若灵敏板温度降低，则要使塔釜产品合格，应采取的调节手段为（A:适当增大回流比:适当减小回流比C:适当增大再沸器的加热量D :适当减小再沸器的加热量11、在精馏操作中当进料量大于出料量时，会引起（A:淹塔 B :塔釜蒸干C :漏液 D :返混12、关于恒沸精馏和萃取精馏下列说法错误的是A:这两种方法都是在被分离的混合液中加入第三组分。B:C:这两种方法都是分离相对挥发度a =1的恒沸物或相对挥发度过低的混合液。这

13、两种方法在被分离的混合液中加入第三组分后，都能形成有明显界面的两相。所选取的第三组分的热稳定性较好。13、依据液体混合物中各组分挥发度的差异，使混合液中各组分达到一定程度的分离的操作叫（B）.A:吸收 B :精馏 C :液-液萃取 D :干燥14、关于理想溶液，下列说法中错误的是（A:理想溶液中相同分子与相异分子间的作用力相等。B:理想溶液在混合过程中无容积效应。C:理想溶液在混合过程中有热效应。D:理想溶液符合拉乌尔定律。15、精馏操作中，若进料组成、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A :增加 B :减小:不变D :不能确定16、全回流时，理论塔板数为（A: 0 BNn

14、inD不能确定17、间歇蒸馏和平衡蒸馏的主要区别在于（A:前者是一次部分气化，后者是多次部分气化B:前者是稳态过程，后者是不稳态过程C:前者是不稳态过程，后者是稳态过程D:不能确定B )。18、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度（A:增大 B :减小 C :不变 D :不能确定19、精馏塔的塔底温度总是（A ）塔顶温度。A:高于 B :低于 C :等于 D :小于等于A:20、关于x-y图，下列说法中错误的是（D ）平衡曲线偏离参考线愈远，表示该溶液愈容易分离。B:平衡曲线总是位于参考线上方C:当总压变化不大时，外压对平衡曲线的影响可以忽略。平衡曲线离参考线愈近，表示该溶液愈容易分离

15、。21、操作中的精馏塔，保持进料量 F、进料组成XF、进料热状况参数q、塔釜加热量Q不变,减少塔顶馏出量D,则塔顶易挥发组分回收率n B（A）变大22、操作中的精馏塔,(D)不确定RvRmin J则 XDB（B）变小（C）不变保持F、XF、q、D不变，若采用的回流比Xw（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确定23、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为_C。A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:1/24、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是 D液相中易挥发组分进入汽相;汽相中难挥发组分进入液相;液相中易挥发组分和难挥

16、发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多;液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。25、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成Xa=0.6，相应的泡点为t1,与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则里ZAZZA t 1=t2 B t 1t 2D不确定26、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xf=0.6，要求得到塔顶xd不小于0.9，则塔顶最大产量为？? Bt?。不能定27、精馏操作时，若F、D Xf、q、A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h DR加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成XD变化

17、为？B?A 变小 B 变大 C不变 D 不确定28、在一二元连续精馏塔的操作中,进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A，塔顶低沸点组分浓度 B ，塔底温度C，塔底低沸点组分浓度A 升高 B下降 C 不变 D 不确定29、某二元混合物,?=3,全回流条件下 Xn=0.3，贝U yn-i=?B?。A 0.9 B 0.3C 0.854 D 0.79430、某二元混合物,其中A为易挥发组分，液相组成Xa=0.4，相应的泡点为11，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则BA t i=t2 B t1t 2D不能判断31、某二元混合物,?=3,全回流条件下xn=0.3，则

18、yn-1=_DA 0.9 B 0.30.854 D 0.79432、精馏的操作线是直线,主要基于以下原因理想物系恒摩尔流假设A理论板假定C塔顶泡点回流33、某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是B塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作塔板脱落，理论板数减少，应停工检修降液管折断，气体短路，需更换降液管34、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化A平衡线B操作线与q线C平衡线与操作线 D 平衡线与q线35、精馏塔设计时，若 F, x f, xD, X w V （塔

19、釜上升蒸汽量）均为定值，将进料状况从 q =1改为q 1,则理论板数（C），塔顶冷凝器热负荷（A ），塔釜再沸器热负荷（B ）A 减少 B 不变C 增加D 不确定36、精馏中引入回流，下降的液相与上升的气相发生传质，使上升中的易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是由于 DA.液相中易挥发的组分进入气相B.气相中难挥发的组分进入液相C.液相中易挥发的组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多D.液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发的组分进入液相的现象同时发生37、精馏过程的操作线为直线，主要基于BA.塔顶泡点回流B.恒摩尔流假定 C.理想物系D.理论版假定38、二元连续精馏计算中。进料热状

20、态的变化将引起以下线的变化A.平衡线B.操作线和q线C.平衡线和操作线D.平衡线与q线39、由A、B两组分组成的理想溶液。在120C下两组分的饱和蒸汽压分别是 PA=120kPa,PE=48kPa,其相对挥发度为 DA.0.5B.1C.2D.2.540、相对挥发度为aAB=2的双组分混合物，当气相与液相达到平衡时，两相间组成的关系是A.yA x A B. .y a 4、若某溶液气液相平衡关系符合亨利定律,则说明该溶液是理想溶液。5、组分A和B的相对挥发度a =1的混合溶液不能用普通精馏的方法分离。X D。( V )6、当分离要求和回流比一定时，进料的 q值越大，所需总理论板数越多。F、X F、

21、q、R、a、D a7、用图解法求理论板数时，与下列参数有关：&精馏操作时，操作流比为最小回流比时所需理论板数为无穷多。（V ）9、间歇蒸馏为稳态生产过程。（X ）10、在精馏操作中，减压对组分的分离有利。11、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则精馏段操作线斜率等于1。（ V ）12、全回流时，塔顶产品量 D=o （ X ）(X )(V )13、精馏塔的塔底温度总是低于塔顶温度。 （ X ）14、在精馏塔内任意一块理论板，其气相露点温度大于液相的泡点温度。15、根据恒摩尔流假定，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一这相等。16、回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。17、

22、恒沸精馏和萃取精馏均采取加入第三组分的办法得以改变原物系的相对挥发度。X)18、板式精馏塔自下而上液体中轻组分浓度分布特点为逐板降低。（ X ）19、在压强一定时，均相液体混合物具有恒定的沸点。 （20、由 A.B 两组分组成的理想溶液中，其相对挥发度可以用同温下的两纯组分的饱和蒸气压的 比值来表示。（ V ） 四、简答题1、精馏的原理是什么？答：精馏是指液体混合物经同时多次地部分气化和部分冷凝，最后分离成近乎纯态的液体的分 离过程。2、压强对相平衡关系有何影响？精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度和组成如何变化？ 答：一定温度下，总压增大，物系中各组分的饱和蒸气压随之升高，各

23、组分挥发度差异变小。精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度将增大，塔顶组成将减小，塔底组成将增大。3、精馏塔中气相组成、液相组成以及温度沿塔高如何变化？答：精馏塔气相中轻组分浓度沿塔高逐渐增浓，液相中轻组分浓度沿塔高逐渐增浓，温度沿塔高逐渐降低。4、恒摩尔流假定的主要内容是什么？简要说明其成立的条件。答：恒摩尔流假定的主要内容是：精馏段每块塔板上升的蒸气摩尔流量彼此相等，下降的液体流量也各自相等；同理，提馏段亦然。即：精馏段：Ll= L2= L3 = Ln= L； V 1 = 7= V3=Vn= V提馏段：L 1= L 2 = L 3 = = L n= L ； V 1 = V 2

24、= V3=-=V n= V且 LL , VV。恒摩尔流假定成立的条件：各组分的摩尔气化焓相等；气液接触时因温度不同而交换的热量可以忽略；塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。5、进料热状态有哪些？对应的 q 值分别是多少？答：进料的热状况有以下五种： 冷液进料 泡点进料 气液混合进料 露点进料 过热蒸气进料。对应的q值范围分别为：冷液进料，q0;泡点进料，q= 1;气液混合进料01Ji(3) y=-R/CR-irx+x /(R-l)=0.365 5、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，塔顶采用全凝器， 进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成 X =0.9 （摩尔分率），

25、二元系统相对挥发度a：4, 进料组成为X ：0.5 （摩尔分率），回流比R： 1时，求：（1）离开第一块板的液相组成X1为多少？ （2）进入第一块板的气相组成y2为多少？（3）两操作线交点d的气液组成?答： y i=Xd=0.9, x 1=09(4- 3 X 0.9)=0.692, y 2=1 X 0.692/(1+1)+0.9/2=0.796, x d=xf=0.5,yd=0.5/2+0.9/2=0.76、已知某精馏塔进料组成 xf = 0.5，塔顶馏出液组成xd = 0.95，平衡关系y = 0.8x + 0.2 , 试求下列二种情况下的最小回流比 Rmh （1）饱和蒸汽加料；（2）饱和溶

26、液加料。答：Rmin=(Xd-yq)/(y q-xq)(1)q=0.8Xq + 0.2q=q Xx q/(q-1)-xf/(q-1)q=0,由(3) y q=Xf=0.5,由(2) x q=(0.5-0.2)/0.8=0.375,Rmi n=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 q=1,由 x q=Xf=0.5,由 y q=0.8 X 0.5+0.2=0.6Rmi n=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.57、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xd=0.84，塔顶采用全凝器，回流比

27、 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和塔釜液W答案 y i=xd=0.84,0.84=0.45x1+0.55,1=0.64,wf3X 0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45 Xx w+0.55, x w=0.311, D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol/h)W=100-16.8=83.2(kmol/h)&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

28、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。答： y q = 2.44 X 0.4/ ( 1 + 1.44 X 0.4 )= 0.62Rmin =(X yq) / (yq x )=(0.95 0.62 ) / (0.62 0.4 ) R = 1.2 X 1.5 = 1.8=(1.8/2.8 ) X + 0.95/2.8=0.64X + 0.34令 E=lknioi/li Fx =Ux + 慨0.4=0.95D+(1- D)X 0.05解得/ q=1 L

29、=L+qF=RD+F=1.8 X 0.39+1=1.7kmol./hV=V=(R+1)D=2.8 X 0.39=1.09kmol./h y=Lx/V- 瞼=1.7x71.09-0.61 X 0.05/1.09=1.56x-0.028y = 1.56X 0.0289、用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料中含苯0.40,塔顶馏出液中含苯0.9 （以上为摩尔分率）。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度a = 2.5，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。Xf=0.4,xd=0.9,q=0,a =2.5,R=1.5Rmi n.Xq=yq/( a -(

30、 a -1)y q)=0.4/(2.5-1.5 X 0.4)=0.21,Rmi n=(xD-y q)/(y q-x q)=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63,R=1.5X 2.63=3.945,X1=0/( a -( a -1)y1=0.9/(2.5-1.5 X 0.9)=0.783,y2=RXx1/(R+1)+x d/(R+1)=3.945 X 0.783/(3.945+1)+0.9/(3.945+1)=0.80710、某厂用一连续精馏塔在常压下连续精馏从粗馏塔来的浓度为0.282 （摩尔分率）的乙醇饱和蒸汽。要求精馏后得浓度为92% （质量的酒精500kg, h ，而废液中

31、含酒精不能超过0.004 （摩尔分率）。采用间接蒸汽加热，操作回流比选用3.5。试求：（1）进料量和残液各为多少kmol/h?塔顶进入冷凝器的酒精蒸汽量为多少kmol/h?列出该塔提馏段操作线方程； 列出q线方程。附：乙醇分子量46答：1) F, W(二(92/46) / (92/46+8/18 ) =0.818塔顶酒精平均分子量 11 =EM X =46X0,SiS-18XOJ82=40,9 (kg/kmol) D=500/40.9=12.2 kmol./h代入：F=12.2+WF=35.7 kmol./hFX 0.282=12.2 X 0.818+WX 0.004, W=23.5 kmol

32、/.h2) V:V=(R+1)D=(3.5+1) X 12.2=54.9kmol./h3）提馏段操作线: L =LL=L+qF/ q=0而 I 二DR二也2X34二也 7 krnokhLL_WL-W0.0049代入方程：y=x_ WXW =(42.7/42.7 23.5)x (23.5/42.7 23.5) X 0.004=2.22x 或：Ym+1=2.22Xm-0.00494)q 线 y= (q/q 1)x 氐 /ii-1)/ q=0仟艾=0. 2S2p11、某厂用一连续精馏塔在常压下连续精馏浓度为50% （质量%的稀酒液。要求获得浓度为0.82摩尔分率的酒精700kg, h ，残液中含酒精

33、不超过0.1% （质量。采用间接蒸汽加热, 操作回流比为3.5。试求：（1）进料和残液各为多少kgji ? （2）塔顶进入冷凝器的酒精蒸汽 量为多少 知h ?回流液量又为多少kg-h ? （3）沸点进料时提馏段操作线方程。附：乙醇分子量46 答：1） F，WX 二(46X 0.82 ) /(46 X 0.82+18 X 0.18)=0.92 (质量分率)代入方程：F=700+WF=1289kg/.hFX 0.5=700 X 0.92+WX 0.001, W=589kg/.h 2) V, L:V= (R+1) D=4.5X 700=3150kg./hL=DR=70(X 3.5=2450kg./h

34、3）提馏段提作线方程:L =L+qF而q=1L =2450+1289=3739kg/.hLL_WL-W=1.19x 7.5 X 10-5又:、二(0.001/46 ) /(0.001/46+0.999/18)=0.0004x-Wx =(3739/3739 589)x (589/3739 589) X 0.0004或: y=1.19x - 7.5 X 10-5 12、某精馏塔分离A.B混合液，以饱和蒸汽加料，加料中含 A和B各为50% （ mol%,处理量每小时100kmol,塔顶，塔底产品量每小时各为50kmol。精馏段操作线方程为：y=0.8x+0.18.间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：

35、（1）塔顶，塔底产品液相组成； 全凝器中每小时蒸汽冷凝量；（3）塔釜每小时产生的蒸汽量，（4）提馏段操作线方程 答：1) XD ，XW由方程y=0.8x+0.18可得:R/ (R+1) =0.8,R=4 xd/(R+1)二1&X =0.9 或 90%又由FXf二DXd -hw可得: xw = (100X 0.5-50X 0.9) /50=0.1 或 10%2 ) V;V=(R+1)D=(4+1) X 50=250 kmol/.h3)V : V =V-F=250-100=150kmol/.h4）提馏段操作线方程:L=L+qFv q=0 L=L（即为L）而 l .=IJK=50Xd=200 kin

36、oLh代入方程:/V砲/V得:/二200门刃)”(50/150) X 0.1= b33x 0.0333或 y=1.33x 0.033313、某酒厂用一常压精馏塔将每小时1000kg的含乙醇8%的乙醇水溶液进行分离。要求塔釜中乙醇的含量不得超过0.1% （以上均为质量%，塔顶产品含乙醇为0.689 （摩尔分率）。进料 为饱和液，回流比为3。试求：（1）塔顶产品量为kg./h ? （2）塔底回流至塔釜的回流液量为 kmol/h ? 进入塔顶全凝器的蒸汽量kg/h ?（塔釜采用间接蒸汽加热；乙醇分子量为 46）答：1) D:将塔顶浓度转换为质量浓度:Xd 二(北/ (16X0, 6讯 + 18X 0

37、.311)=0.85代入：1000=D W 1000X 0.08=DX 0.85 + wX 0.001 D=93.1kg./h2)L ： L =L+ qF=RD qF=R+ F ( v q=1)产品的平均分子量: 恤 =46X0. 689 + 18X 0.311=37.3kg/.kmol D=93.1/37.3=2.496kmol/.h进料 Xf _ (8/46) / (8/46 + 92/18 ) =0.0329恤 =46X0. 0329+ 18X 0.9671=18.92kg./kmol F=1000/18.92=52.85kmol/.h代入上式： L*=3 X 2.496 + 52.85

38、=60.34kmol/.h 3)V: V=(R + 1)D=(3 + 1) X 93.1=372.4kg/.h14、在精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q线方程为y=-0.5x+1.5x f，试求：(1)回流比R （2）馏出液组成XD （3）进料液的q值（4）判断进料状态（5）当进料组成xf=0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处xq值多少？【解】（1）由精馏段操作线方程y=-0.5x+1.5x F=0.75由(1)得至U R=3 x d=0.83由 q 线方程 y=-0.5x+1.5x f解得q=0.33（4）由于0vqv1,所以进料处于气液混合状态。（5）把Xf

39、=0.44代入并联立两式得解得15、在常压旭精馏塔内分离某理想二元混合物,已知进料量为100Kmol/h，其组成为0.55 （摩q=0.362尔分率）；釜残液流量为45 Kmol/h，其组成为0.05，进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.6倍，物系的平均相对挥发度为2.0 0(3)计算塔顶轻组分的收率; 求出提馏段操作线方程;若从塔顶第一块实际板下降的液相中重组分增浓了0.02 （摩尔分率），求该板的板效率Emvo【解】（1）由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得:解得:D=55Kmol/h ，xd=0.959泡点进料，故q=1，而且Xq=XF=0.55因为a=2.

40、0，所以相平衡方程为可得：y2 .2010.0.7097 q 1+%1+0.55贝 UR=1.6Rmin =1.6x1.561 =2.4976Q=1,贝U L =L+qF=RD+F=2.497$55+100=237.368kmol/h ,V =V+(q-1)F=(R+1)D=(2.4976+1) X 55=192.368 kmol/h所以提馏段操作线方程为(3)已知 XD-x 1=0.02 和 Xd=0.959,可得 X1=0.939由相平衡方程可得y；= 込 =2.0 939 0.96851+X11+0.939EA亡* 壬口*fRXd2.49760.959精馏段方程为 y =x +=x+=

41、0.7141X+ 0.2742R+1 R+1 2.4976 +12.4976+1X=0.939,代入上式得 y2=0.9447,而 y1=xD=0.95916、在连续精馏塔内分离某二元理想溶液，已知进料组成为0.5 （易挥发组分摩尔分数）泡 点进料，进料量100kmol/h，塔顶采用分凝器和全凝器，塔顶上升蒸汽分凝器部分冷凝后, 液相作为塔顶回流液，其组成为0.9，气相再经全凝器冷凝，作为塔顶产品，其组成为0.95。易挥发组分在塔顶的回收率为96%离开塔顶第一层理论塔板的液相组成为0.84.试求:（1）精馏段操作线方程; 操作回流比与最小回流比的比值R/Rmin塔釜液相组成Xwo【解】（1）精

42、馏段操作线方程分凝器的气液相组成符合平衡关系，即Xdl=0.9相平衡,相平衡方程为 解得： a =2.11与X1=0.84相平衡的气相组成为y1与xL为操作关系，即R 十Xd y =X +R+1 R+1y1与xl及Xd数据代入上式，解得：R=1.907， y=0.656x+0.327操作回流比与最小回流比的比值R 侦7 =1.2541.521Rmin泡点进料：q=1,xq=xF=0.5最小回流比为Rmin =Xd -yq0.95-0.6578阳yq -Xq0.6785 -0.5 -.(3)塔釜液组成由全塔的物料衡算求得。，XD=O.95，解得:“Fxf-Dxd J0025-50.532950.

43、04036F -D100 -50.53操作回流比为4,塔顶苯的回收率为97 %，塔底甲苯的回收率为95 %。17、常压板式精馏塔连续分离苯一甲苯溶液，塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2. 47,进料量为150kmol/h，组成为0.4(摩尔分率)，饱和蒸汽进料q=0.求：(1)塔顶、塔底产品的浓度；(2)精馏段和提馏段操作线方程；操作回流比与最小回流比的比值。I解】(D苯=fxfDx一 X100% =DXd150./10097%“D 苯= x100%=x100%=97%Fxf物料衡算得:150=D+W150X 0.4=Dxd+Ww由式解得：D=62.7kmol/h，W=87.3kmol/hd=0.