化工原理第九章lx01

1、 精馏章练习精馏章练习 一、是非题一、是非题1A、B两组分液体混合物，用蒸馏方法加以分两组分液体混合物，用蒸馏方法加以分离，是因为离，是因为A沸点低于沸点低于B沸点，所以造成挥发度差沸点，所以造成挥发度差异。异。 （ ）2如如xF相同，且平衡蒸馏所得液相组成相同，且平衡蒸馏所得液相组成x与简单与简单蒸馏的终了液相组成蒸馏的终了液相组成x相同，则简单精馏所得气相相同，则简单精馏所得气相 y必大于平衡蒸馏的必大于平衡蒸馏的y。 （ ）3恒摩尔流假定主要前提是分子汽化潜热相近，恒摩尔流假定主要前提是分子汽化潜热相近， 它只适用于理想物系。它只适用于理想物系。 （ ）4若过热蒸汽状态进料，若过热蒸汽状

2、态进料，q线方程斜率线方程斜率0。 （ ）y练习七练习七 解答解答一、一、1(有恒沸物时不成立有恒沸物时不成立) 2 3 4，01, 0 qqq5操作中的某连续精馏塔，若其它条件不变，操作中的某连续精馏塔，若其它条件不变，仅将加料板从最佳位置上移两块，则仅将加料板从最佳位置上移两块，则xD下降，下降，xw 下降下降 。 （ ）6图解法求理论板数时图解法求理论板数时NT与下列参数：与下列参数：F，xF， q，R，xD，xw中的中的无关。无关。 （ ）7设计时若设计时若F，xf ，xD，xw， 均一定，若将进料均一定，若将进料从从q=1变为冷液进料，则变为冷液进料，则NT减少。减少。 （ ）8若精

3、馏段操作线方程为若精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3，这绝不，这绝不可能。可能。 （ ）V567，R变小了变小了8, ，得，得R=3, 得得xD=1.275. 01 RR3 . 01 RxD9某连续精馏塔设计时，回流比某连续精馏塔设计时，回流比R一定，如将原一定，如将原来泡点回流改为冷液回流，其它设计条件来泡点回流改为冷液回流，其它设计条件不变，不变，则所需理论板数减少则所需理论板数减少 。 （ ）10操作中灵敏板操作中灵敏板t上升，意味着上升，意味着xD下降，减少下降，减少可保持原可保持原xD值。值。 （ ）11. 在多组分精馏中，规定分离要求时，塔顶、塔在多组分精馏中，规定分离要求时

4、，塔顶、塔底产品中的各组分浓度可以全部规定。（底产品中的各组分浓度可以全部规定。（ ）12. 在多组分精馏中，同样的进料，对不同的分离在多组分精馏中，同样的进料，对不同的分离方案而言，关键组分是不同的。方案而言，关键组分是不同的。 （ ）V910. 若若R不变，不变， 就减少就减少11. 12. FD二、填空题二、填空题 1简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是是 , 简单蒸馏与间歇蒸馏的主要简单蒸馏与间歇蒸馏的主要区别是区别是 。 2已知已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量的比，则加料中液体量与总加料量的比是是 。 3理想物系的理想物系的=2，在全回流下操作。已知某理

5、，在全回流下操作。已知某理论板上论板上yn=0.5，则，则yn+1= 。4试比较直接蒸汽加热与间接蒸汽加热。试比较直接蒸汽加热与间接蒸汽加热。（,=,） xf,xD,R,q,D/F相同相同, 则则NT间间 NT直直，xw间间 xw直直； xf,xD,R,q,xw相同相同,则则NT间间 NT直直,(D/F)间间 (D/F)直直；二、二、1间歇与连续定态；瞬时单级平衡与多级平衡间歇与连续定态；瞬时单级平衡与多级平衡213 0.333，4 NT间间xW直直； NT间间NT直直，(D/F)间间(D/F)直直 5 . 025 . 0)1(nnnyyx 5某某A、B混合物汽、液混合物汽、液 关系如图。关系

6、如图。 比较比较T1 T2，T3 T4； 用精馏方法将用精馏方法将A、B分离，分离， R充分大，采出率有利于分充分大，采出率有利于分 离，离，NT=， 当当xf=0.4时，塔顶产品是时，塔顶产品是 ，塔底产品是，塔底产品是 ；当当xf=0.8时，塔顶产品是时，塔顶产品是 ，塔底产品是，塔底产品是 。（A，B，AB）5T1T4;xA0; xA0.6; xA1; xA0.66操作中，若操作中，若 下降，而回流量和进料状态下降，而回流量和进料状态(F，xf，q)仍保持不变，则仍保持不变，则R ，xD ，xw ， 。7芬斯克方程的应用条件是什么？芬斯克方程的应用条件是什么？若若xw=0.01，已知，已

7、知xD1=0.9时为时为NT，min1，xD2=0.99时时为为NT，min2，则，则NT，min2与与NT，min1的比值为的比值为 。8操作中精馏塔若采用操作中精馏塔若采用RRm，其它条件不变，其它条件不变，则则xD ，xw 。9操作时，若操作时，若F，D，xf，q，加料板位置，加料板位置，R不不变，而使操作的总压减小，则变，而使操作的总压减小，则xD ，xw 。VVL/6L不变，不变，D， 不变，不变，W ；7全回流，全回流，差别不大差别不大8xD，xW9P，xD，xWL35. 1)01. 099. 01 . 09 . 0ln()01. 099. 001. 099. 0ln(1min2m

8、in TTNN10V汽中含有汽中含有A，B，C，其中含，其中含A30%(mol%)，上层供回流，下层作产品，两层组成如下：上层供回流，下层作产品，两层组成如下： 上层：上层：A，45%；B，10%；C，45%； 下层：下层：A，3%； B，90%；C，7%；则：则： 回流比回流比= ； V汽中汽中B含量含量= %。108 . 13 . 045. 003. 03 . 0 yxxyDLRLD11 RxxRRyDBLBB386. 08 . 29 . 01 . 08 . 28 . 1 三、用精馏分离某水溶液，水为难挥发组分，进三、用精馏分离某水溶液，水为难挥发组分，进料料F=1kmol/s, xf=0

9、.2 (mol%,下同下同)，以饱和液体状，以饱和液体状态加入塔中部，塔顶采出量态加入塔中部，塔顶采出量D=0.3kmol/s, xD=0.6, R=1.2Rmin, 系统系统=3，塔釜用饱和水蒸气直接通入，塔釜用饱和水蒸气直接通入加热。加热。试求：试求： 回流比；回流比； 蒸汽通入量；蒸汽通入量； 提馏段操作线；提馏段操作线； 设计时，若设计时，若NT=，为达到题给的为达到题给的xD，D，塔釜塔釜xw的最大值为多少？的最大值为多少？三、解：三、解：(1) q=1，xe=xF=0.2, R=1.20.75=0.9(2)(3)429. 02 . 0212 . 03)1(1 eeexxy 75.

10、02 . 0429. 0429. 06 . 0min eeeDxyyxR DRVVS)1(skmol /57. 03 . 0)19 . 0( VWxxVLyW SWxxSFRDW SDFDxFxxDfW 0158. 057. 03 . 016 . 03 . 02 . 0 提馏段操作线提馏段操作线(4)在在NT=时时, R=0.75, S=(R+1)D=1.750.3=0.5250351. 0228. 257. 03 . 057. 0157. 013 . 09 . 0 xxy01633. 0525. 03 . 016 . 03 . 02 . 0 SDFDxFxxDfW 四、某精馏塔用于分离苯四、

11、某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液甲苯混合液,进料量进料量F30kmol/h，其中苯的摩尔分率，其中苯的摩尔分率xF=0.5。进料为。进料为汽液混合物，汽液比为汽液混合物，汽液比为 2：3，要求塔顶、塔底产，要求塔顶、塔底产品中苯的摩尔分率分别为品中苯的摩尔分率分别为xD=0.95，xW=0.10，采，采用回流比为最小回流比的用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度系统的平均相对挥发度=2.45。试求：试求：(1) 塔顶、塔底的产品量；塔顶、塔底的产品量； (2) 最小回流比最小回流比Rmin； (3) 精馏段和提馏段操作线方程；精馏段和提馏段操作线方程

12、； (4) 若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板（自塔顶向下数）蒸汽和液体的求离开第二块板（自塔顶向下数）蒸汽和液体的组成。组成。四、解：四、解：(1) W=F-D=30-14.12=15.88kmol/h(2) ， q线线相平衡相平衡两式联立两式联立得得 2.1750 x2+2.1375x -1.25=0hkmolxxxxFDWDWf/12.141 . 095. 01 . 05 . 030 6 . 0233 q25. 15 . 14 . 05 . 04 . 06 . 011 xxqxxqqyfxxxxy45. 1145. 2)1(1 xxx45. 1145. 225. 15 . 1 得得 xe=0.412，ye=0.632(3) R=1.51.445=2.17精馏段操作线精馏段操作线 =0.684x+0.300提馏段操作线提馏段操作线 =1.485x-0.04847445. 1412. 0632. 0632. 095. 0min eeeDxyyxR17. 395. 017. 317. 211 xRxxRRyDFqRWxxFqDRqF