最终版化工原理蒸馏习题详解Word文档格式.docx

1、因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过参加第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于别离。对于相对挥发度很小的物系，可参加第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于别离。5恒沸精馏原理 6试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。5分1.漏液线气体流量下限线1分2.雾沫夹带线气体流量上限线1分3.液相流量下限线1分4.液相流量上限线1分5.液泛线1分最适宜的区域为五条线相交的区域内。7进料热状况参数8、

2、平衡蒸馏原理9、液泛的定义及其预防措施10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。11、什么是理想物系？四 计算题1、用一精馏塔别离苯-甲苯溶液=2.5,进料为气液混合物，气相占50%摩尔分率,下同，进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？2塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段： 提馏段： 设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。3、在连续精馏塔中别离

3、苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h，组成为含苯0.3质量分率，下同，塔顶馏出液中苯的回收率为88%，要求塔釜含苯不高于0.05，求馏出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。（苯的相对分子量为78 ，甲苯92） 解： 5分 1由 得 2又 3联立1、2、3得： W=39.5 kmol/h D=17.8 kmol/h XD=0.952 10分4、用连续精馏塔别离某二元混合液，原料液流量为300kmol/h，露点饱和蒸汽进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.95，釜残液浓度为0.1，以上均为易挥发组分的摩尔分率。操作条件下相对挥发度为2.0，塔顶采用全凝器，泡点回流。回流比为最小回流

4、比的1.29倍。试求：（1）最小回流比Rmin；（2）离开第二层理论板的液体浓度由塔顶往下数。5、用精馏塔别离某二元混合物，塔精馏段操作线方程为y=0.75x+0.205；提馏段操作线方程为y=1.415x-0.041，试求：（1）此塔的操作回流比R和馏出液组成xD；（2）饱和液体进料条件下的釜液组成xW；（3）饱和液体进料，馏出液量D为120kmol/h时所需原料液的量F。6、在常压连续精馏塔中，别离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2，馏出液组成为0.94易挥发组分的摩尔分率，下同，釜残液组成为0.04，釜残液流量为150 Kmol/h，回流比为最小回流比的1.2倍，且q线方程为y=6

5、 x 1.5, 求：1 最小回流比；2 精馏段操作线方程；3提馏段操作线方程。1. q线方程与交点坐标为xq,yq 得 2 精馏段操作线方程为：1 得 全塔物料恒算： 代入数值计算得 提馏段操作线为 ，代入数值得提馏段操作线方程为：7、氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进展别离，在精馏塔某一理论板n处，进入该塔板的气相组成为0.91摩尔分率,下同，从该塔板流出的液相组成为0.89，物系的相对挥发度为1.6，精馏段内的液气比为2/3摩尔比，试求：1从第n板上升的蒸汽组成？2流入第n板的液相组成？3假设为泡点回流，求回流比并写出精馏段操作线方程？1精馏操作达平衡时： 2由物料衡算方程： 得：

6、3 得 L/D =R=28、用精馏塔别离某二元混合物，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.205，提馏段操作线方程为y=1.415x - 0.041，求：1回流比R，塔顶组成XD，塔底残液组成XW。2XF=0.37，馏出液量D=120 kmol/h时所需进料量F。3由 及 提馏段操作线方程过xW,xW点，即xw=1.415xw - 0.041 得xw=0.1 2. 即 解得 9、用板式精馏塔常压下别离苯-甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，相对挥发度=2.50，进料量为140kmol/h，进料组成xF=0.5摩尔分数，饱和液体进料，塔顶馏出液中苯的回收率为0.98，塔釜采出液中甲苯回

7、收率为0.95，提馏段液汽比L/V=5/4，求：（1）塔顶馏出液组成xD及釜液组成xW；（2）写出提馏段操作线方程；（3）该塔的操作回流比及最小回流比（4）试求出塔底最后一块塔板流出的液体组成。解 1依题意知：塔顶回收率塔釜回收率对全塔进展物料衡算有联立（1）（2）（3）（4）解得2提馏段操作线方程为，又因为所以有，由于，故有即 解得回流比R=2.77，因此有所以提馏段操作线方程为3已求出回流比由于进料热状况参数q=1，所以q线与平衡线交点的横坐标为，交点的纵坐标为于是有3再沸器相当于一个理论级，即釜内产出的气相组成yW与xW为平衡关系，满足相平衡方程进入再沸器的液相组成xn与yn之间应符合提

8、馏段操作线方程，即有解得 5分10、在连续精馏塔中别离某组成为0.5易挥发组分的摩尔分数，下同的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器。分凝器向塔内提供回流液，其组成为0.88，全凝器提供组成为0.95的合格产品。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为96%。假设测得塔顶第一层塔板的液相组成为0.79，试求：1、 操作回流比和最小回流比；2、假设馏出液量为100 kmol/L，那么原料液流量为多少？11、在常压连续精馏塔中别离两组分理想溶液。进料量为100kmol/h，组成为0.35易挥发组分的摩尔分率，下同，饱和蒸汽进料，塔顶全凝器，泡点回流，馏出液流量为35kmol/h，

9、物系的平均相对挥发度为2.5。精馏段操作线方程为（1）提馏段操作线方程；6分（2）自塔顶第1层板下降的液相组成为0.90时的汽相默弗里板效率。四、计算题：.12分 16分由精馏段操作线方程为 得： 2分由物料衡算方程： 2分由 饱和蒸汽进料q=0，那么 1分提馏段操作线方程 1分26分由汽相默弗里板效率对于第一块板， 实际上升的y1 1分 1分 在常压连续精馏塔内别离某理想二元混合物。进料量为 100 kmol/h，其组成为0.55摩尔分率，下同；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

10、2.0。1计算易挥发组分的收率；5分 2求出精馏段操作线方程。10分解:F=100 Kmol/h,xF=0.55,W=45Kmol/h, xw=0.05, D=55Kmol/h.（1） 易挥发组分的收率 所以： （2分） 3分（2）泡点进料相对挥发度 平衡线方程：对于进料xF=0.55时， 2分最小回流比时， 2分所以： 实际回流比：精馏段操作线方程：四、20分08考研在一连续精馏塔中别离苯-甲苯溶液。塔釜为间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。进料中含苯35%摩尔分数，下同，进料量为100kmol/h，以饱和蒸气状态进入塔中部。塔顶馏出液量为40kmol/h，要求塔釜液含苯浓度不高于5%，

11、采用的回流比R=1.54Rmin，系统的相对挥发度为2.5。1回流比R；2精馏段和提馏段的操作线方程；3塔顶第一块实际板以液相组成表示的默弗里板效率为0.54，求离开塔顶第二块实际板进入第一块实际板的气相组成；4假设该塔再沸器可看作是一块理论板，求进入再沸器的液体的组成。四、（20分05考研）用连续精馏塔别离某双组分物系，原料液组成为0.20摩尔分率，下同，流量为150kmol/h。根据工艺要求，塔顶设分凝器，冷凝液局部入塔作回流L,局部作为产品D2,由分凝器出来的气相经全凝器冷凝后作为产品 D1。要求产品D1的组成不小于0.9，塔釜残液组成不大于0.05。操作中取 L/D1=1.5,D2/D

12、1=1/4,物系相对挥发度为2.47,流程如下图。1馏出液流量D1、D2及塔顶第一块理论板上升蒸汽流量V1? 2精馏段操作线方程及塔顶第一块理论板上升蒸汽的组成？3假设塔顶只设全凝器，全回流操作时，测得相邻两板下降液体的组成分别为0.82,0.75，求下一板的气相默弗里板效率？四、（20分，06考研在一具有N块理论板的精馏塔中别离苯-甲苯混合液。进料量F=100kmol/h，进料中苯的摩尔分率xF=0.45，泡点进料，加料板为第四块理论板从上往下数，塔釜上升蒸气量V=140kmol/h，回流比R=2.11。已测得塔顶出料中苯的摩尔分率为xD=0.901。苯-甲苯体系的相对挥发度=2.47。（1） 精馏段、提馏段的操作线方程；2离开第14 块理论板的苯的液相组成；3此时加料位置是否适宜？五、20分，07考研如下图，别离某二元体系的精馏塔共有一块塔板，一个再沸器和一个全凝器，料液以饱和液体状态连续向塔釜进料，进料流率为80 kmol/h，组成为0.45摩尔分率，下同，二元体系相对挥发度4，塔顶、底产品组成分别为0.65和0.2，回流比为1。求1该块塔板上的气相单板效率Emv和液相单板效率Eml 各是多少？2冷凝器冷凝液流率和再沸器气化流率分别是多少kmol/h？