精馏习题课总结

精馏习题课一、要求1、掌握基本概念，熟悉基本公式；2、熟练进行精馏的基本运算。二、主要公式1、质量分率与摩尔分率的换算2、拉乌尔定律3、道尔顿定律xA=(wA/MA)/(wA/MA+wB/MB)wA=(xAMA)/(xAMA+xBMB)4、气液平衡方程泡点方程露点方程——气液平衡方程

5、物料衡算6、回收率7、操作线方程——精馏段操作线方程——回流比

——提馏段操作线方程——进料线方程（q线方程）8、最少理论板数——芬斯克方程

9、最小回流比Rmin饱和液体进料时，q=1，xq=xF

饱和蒸汽进料时，q=1，yq=xF=yF

10、单板效率——默弗里（Murphree）效率气相单板效率

液相单板效率

11、全塔效率12、塔径的估算2023/2/4北京理工大学珠海学院7三.基本概念蒸馏进行的依据是什么?泡点和沸点有什么不同?精馏过程为什么必须有回流?而且必须用塔顶产品作回流?精馏过程为什么塔顶要有冷凝器，塔底要有加热釜？进料状态q对精馏过程的塔板数和精馏能耗有何影响？对一定的精馏塔,如改变加料板位置,而q、R、xF不变，则xD、xw怎样变化？2023/2/4北京理工大学珠海学院81）q的进料状态以冷液→饱和液体→气液混合→饱和蒸汽→过热蒸汽q从大→小变化q线以逆时针旋转时q线的交点渐靠近平衡线，推动力↓，N↑2）F

进料流率对N无影响，但影响塔的直径及再沸器、冷凝器的大小3）αα↑，平衡线远离对角线，推动力↑，N↓图解法负荷性能图及操作弹性负荷性能图012345正常操作范围Ls

(m3/h)Vs

(m3/h)1.漏液线(气相负荷下限线)2.过量液沫夹带线(气相负荷上限线)3.液相负荷下限线4.液相负荷上限线5.液泛线012345Ls

(m3/h)Vs

(m3/h)操作弹性塔板的操作弹性：上、下操作极限点的气体流量之比。OP线（高气液比）：上限a（过量液沫夹带）下限a’（低液层）OPOP＇OP＂a’ab’bcc’OP’线（较高气液比）：上限b（溢流液泛）下限b’（漏液）OP’’线（低气液比）：上限c（气泡夹带）下限c’（漏液）四、计算1、有一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料液中含苯20%（质），馏出液中含苯97%（质），料液于泡点加入，在此温度下，苯的饱和蒸汽压为1344mmHg，加料板上的液体可视为与料液组成相同，塔板效率为100%，R=2.0Rmin，常压操作，求加料板上一层塔板下降液体组成。已知：wF=20%，wD=97%，q=1，pA0=1344mmHg，ET=100%，R=2.0Rmin，xF=xf求：xf-1解：同样由题意：而平衡关系操作关系所以要求出平衡关系及操作线又由题意，泡点进料而且则精馏段操作线代入得得2、要设计一丙酮-醋酸精馏塔，常压连续操作，已知α=6，xF=0.5，xD=0.99（丙酮的摩尔分率），产品回收率ηD=95%，塔顶设全凝器，饱和液体进料，R=1.3Rmin求：1）精馏段操作线，提镏段操作线方程；

2）最佳加料位置时的NT解：1）饱和液体进料q=1，xF=xq=0.5精馏段操作线提镏段操作线先求xW，由解之：即因为L，F，W未知，而q=1，用已知参数替换代入方程得同除D，得而2）由作图精馏线截距0.667，xD=0.99，并已知q线，作图得N=9,包括再沸器2023/2/4北京理工大学珠海学院193．用连续精馏塔每小时处理100kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以mol%计），求：（1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）；（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132kmol/h，写出精馏段操作线方程。解：（1）代入数据解此方程组，得D=43.8kmol/h，W=56.2kmol/h2023/2/4北京理工大学珠海学院20（2）饱和液体进料时，V=V’，即V=132kmol/h，则

L=V–D=132–43.8=88.2kmol/hR=L/D=88.2/43.8=2精馏段操作线方程2023/2/4北京理工大学珠海学院214．氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95（摩尔分率），馏出液流量为50kmol/h，平均相对挥发度

=1.6，回流比R=2。求：（1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；（2）精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L（以kmol/h表示）。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。解：（1）由题知，y1=xD=0.95，R=2由相平衡方程2023/2/4北京理工大学珠海学院22由精馏段操作线方程则（2）V=L+D，L/D=R，V=（R+1）D∴V=3×50=150kmol/h，L=2×50=100kmol/h2023/2/4北京理工大学珠海学院235．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段y=0.8x+0.172

提馏段y=1.3x–0.018

求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：由精馏段操作线方程得R=4；得xD=0.862023/2/4北京理工大学珠海学院24将提馏段操作线方程与对角线方程