精馏分知识点复习题

1、第9章液体精储内谷小结气液相平衡相平衡方程交点轨迹q线求q值（加料板）简化：恒摩尔流假设（无加料无出料板）冷凝器 Qc =V(Ivd -Ild)再沸器 Qb=V(Ivw-Ilw)图解法加料热状态逐板计算法XD- yeiin 二Ve -Xe设计型计算全回流yn+ = Xn复习题1蒸储概述蒸储操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分例：蒸储是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ,分离的条件是。答：均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统精储操作压力的选择减压蒸储：降低了液体的沸点。应用场合：分离沸点较高的热敏性混合

2、液，混合物沸点过高的物系（避免采 用高温载热体）。加压蒸储：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。应用场合：分离常压下呈气态的物系，储出物的冷凝温度过低的 物系。举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为 50 C,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸储。2双组分溶液的气液相平衡例：当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成，而两相的量可根据 来确定。答：相等，大于，杠杆规则例：当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。答：大于例：双组分溶液的相对挥发度“是溶液中 的挥发度对的挥发度之比，若a=1表示。物系的砥愈

3、大，在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。答：易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸储方法分离，远离理想溶液的含义例：理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性例：精储塔分离某二元物系，当操作压强降低时，系统的相对挥发度a,溶液的泡点,塔顶蒸汽冷凝温度。答：增大，减小，减小例.已知75c时甲醇（A）、水（B）的饱和蒸汽压为 PA0=149.6kPa , pB0=38.5kPa,平衡的气液两相浓度分别为y=0.729 , x=0.4，则其相对挥发度之值为 .（4.035）3平衡蒸储与简单蒸储简

4、单蒸储过程中，釜内易挥发组分浓度，其沸点则.答：不断降低 不断升高4精微例：精储塔的作用是 。答：提供气液接触进行传热和传质的场所。例：在连续精储塔内，加料板以上的塔段称为 ,其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板） 称为,其作用是。答：精微段提浓上升蒸汽中易挥发组分提储段 提浓下降液体中难挥发组分例：离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等，互成平衡。答：平衡 温度 组成例：精储塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1） 和（2） 。答：塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶加料热状态参数q的计算例：已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2,易挥发组分的摩尔分数为 0.3,

5、则4=答：0.4(q=2/(3+2)=0.4)例：精微塔有 进料热状况，其中以 进料q值最大，进料温度 泡点温度。答：五种 冷液体 小对于不同的进料热状况，Xq、yq与Xf白L与匚，V与V的关系为(1)冷液进料：Xq Xf , yq_ Xf , q1, L L+F, VvV;（2）饱和液体进料：Xq=XF , yq_XF ； q= 1,L = L+F, V= V ;（3）气液混合物进料： XqXF 0qL, VV;（4）饱和蒸汽进料：Xq_Xf , yq=XF ； q=0, L =L, V= V+F;（5）过热蒸汽进料：XqVXF , yqVXF ； qV+F;操作线方程例：某连续精储塔，已知

6、其精微段操作线方程为 y=0.80X+0.172 ,且塔顶产品量为100 kmol/h ,则微出液组成Xd =,塔顶上升蒸汽量 V =。答：0.86, 500 kmol/h例：某连续精福塔中，若精福段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，播出液流量等于 ,操作线方程为 。答：8 零yn+1=Xn例：在操作的精微塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1,X1及y2,X2 （自塔顶开始计数）,则它们的大小顺序为 。答：y1 y2XX2例：精微的两操作线都是直线，主要是基于恒摩尔流假设5双组分精微的设计型计算例：精微过程回流比 R的定义式为 ;对于一定的分离任务来说，当 R=时，所需理论板数为最少

7、，此种操作称为 ；而R=时，所需理论板数为8。答案： oo 全回流 RminD例：完成某分离任务需理论板数为Nt=7 （包括再沸器），若Et=50%,则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（）答： 12 层 （7-1） /0.5=12例：在精储操作中，若进料位置过高，会造成釜残液中易挥发组分含量增高。例：精储塔采用全回流时，其两操作线与对角线重合最优加料位置例：精储计算中，以下说法正确的是 。A.再沸器算一块理论板B.分凝器算一块理论板C.加料板算一块理论板 答：A、B例：图解法求理论板时与下列参数F、xf、q、xd、xw、a中的哪一个量无关？F例：设计精储塔时，若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间

8、接蒸汽加热，而保持进料量、进料量、进料热状 况、塔顶储出液量、储出液浓度及回流比等不变，则提微段操作线斜率 ,残液浓度。； 变大变小不变不确定6双组分精微的操作型计算操作条件变化对产品质量的影响例：操作间接蒸汽加热的连续精储塔时，由于某种原因，再沸器中加热蒸汽压力下降而使提福段上升蒸汽流 量V下降，而进料热状况 q、浓度Xf及进料量F不变，同日回流量L恒定，则储出液浓度 Xd及流量D、残液浓度Xw的变化趋势为：Xd、D、xw。(变大，变小，不变，不确定)答：xd增大、D减小、xW曾大L = L qF = L解：_ _卜=W D=F-W F 不变=D JV=LW V，L不变 V 减小=L/V L

9、 不变 D 减小=L/V =L/(L+D) = 1/(1+D/L)假设xd减小，则xw减小，此时塔板数将小于实际板数，假设不成立；同理，xd不变也不成立，所以 Xd增大，xw也增大。例：精储操作时，增大回流比R,其他操作条件不变，则精储段液气比L/V (),微出液组成 xd (),釜残液组成Xw ().答：增加 增加 减小例：精储塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数Nt ()，提微段下降液体流量()。答：减小 增加7间歇精储间歇精福间歇精福往往采用填料塔间歇精播为一非定态过程间歇精福时全塔均为精福段为保持间歇精储时储出液组成恒定，其

10、回流比应不断增大为保持间歇精储时回流比成恒定，其储出液组将不断减小简述间歇精微的操作方式和适用场合。答：间歇精微的操作方式有三种：(1)恒回流比操作。(2)恒福出液组成操作。(3)以上两种操作联合的组合式操作适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合，也适用于多组分的初步分离。8恒沸精储与萃取精储恒沸精储与萃取精微主要针对 的物系，采用加入第三组分的办法以改变原物系的 。(具有恒沸物或相对挥发度接近1相对挥发度)恒沸精微的原理是。在混合液中加入第三组分，该组分与原混合液中的组分形成新的恒沸物，其沸点明显低于原溶液中组分沸点或原恒沸物的沸点，使混合液变成“纯组分一恒沸物”组成，从而可以用一般的精微

11、方法分离。计算题1.在连续精微塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分数，下同)，储出液组成为0.9,釜残液组成为0.02,泡点进料，物系的平均相对挥发度为3。试求：(1)每获得1 kmol/h微出液时的原料液用量 F;(2)若回流比为1.5,它相当于最小回流比的多少倍？(3)假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6,求上升到加料板上的气相组成。所用知识点全塔物料料衡算、最小回流比、提储段操作线方程解：(1)求当D = 1kmol/h时的F已知xf=0.6, xD= 0.9, xw= 0.02, D = 1 kmol/h ,由全塔物料衡算可得F = D W = 1 W(

12、a)F Xf = D Xd W Xw即0.6 1W )=1 0,9 0.02W(b)联立式(a)、(b)得： W= 0.52 kmol/h , F= 1.52 kmol/h。(2)求 R/Rmin因系泡点进料q=1,则Xq = XF=0.6o由相平衡方程3 0.612 0.6= 0.818RminXD - yqyq 一汽0.9-0.818 小0.3760.818 -0.6R/Rmin1.50.376= 3.99(倍)（3）求上升到加料板上的气相组成因加料板是提储段第一层板，故所求量为yL = R D =1.5 1 = 1.5 kmol/h泡点进料 q=1,已知 F= 1.52 kmol/h ,

13、 W= 0.52 kmol/h , xw= 0.02, x/ = 0,6提福段操作线方程为L qFym 1 = - 77 XmL qF -WWL qF -W Xw代入已知量5 1. 52ym 1 =xm 1.5 1.5-2 0. 5 20. 5 2 0. 0 2，1.5- 1.52 0. 52即ym 1 =1. 2 0 x8, -0. 0 04 1 6所以y2=1.208x1-0.00416 =1.208 0.6 -0.00416 =0,7212.在一双组分连续精储塔中，已知精微段操作线方程为y =0,715x+ 0,271 ； q线方程为y = 2.8仅-0.91,求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）储出液及原料液组成；（3）若回流比为3,测得从精微段第二层塔板下降液体的组成为0.82（摩尔分数，下同），从第三层塔板上升的蒸汽组成为0.86,则此时的微出液组成又为多少？解：（1）求回流比R和进料热状况参数 q由精微段操作线方程:R Xdyn 1 -XnR 1 R 1R有：=0,715R 1解得：R = 2.51由q线方程：y =Xfq -1xq -