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化工原理-蒸馏

第六章蒸馏

1、质量分数与摩尔分数的相互换算：

（1）甲醇-水溶液中，甲醇（CH 3OH ）的摩尔分数为0.45，试求其质量分数。

（2）苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，试求其摩尔分数。

解：

（1）因为 x A =0.45

所以

（2）因为 w A =0.21

所以

2、在压强为101.3kPa 下，正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下：

t,℃ 30 36 40 46 50 56 58 x 1.0 0.715 0.524 0.374 0.214 0.091 0 y

1.0

0.856

0.770

0.625

0.449

0.228

试求：（1）正己烷组成为0.5（摩尔分数）的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成；（2）将该溶液加热到45℃时，溶液处于什么状态？各相的组成是多少？（3）将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽？这时蒸汽的组成是多少？

解：由所给平衡数据做t-x-y 图

（见本题附图）。

（1）当x A =0.5时，由图中读得泡点温度t s =41℃，其平衡瞬间蒸汽组成y A =0.75；

（2）当t =45℃时，溶液处于气液共存状态，此时

x A ‘=0.38 ，y A ’

=0.64 ；（3）由图知，将溶液加热到49℃时，才能全部汽化为饱和蒸汽，蒸汽组成为0.5 。

3、在常压下将某原料液组成为0.6（易挥发组分的摩尔分数）的两组分溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情

况下的釜液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y =0.46x +0.549 。

解：

（1）简单蒸馏时因为 D /F =1/3 所以 W /F =2/3 将y =0.46x +0.549直接代入式（6-20）

593

.018

)45.01(3245.032

45.0=?-+??=

B B A A A

A A M

x M

x M x w 239

.092

/)21.01(78/21.078

/21.0///=-+=+=B B A A A A A M w M w M w

解之x w =0.498

由式（6-22）

其中

所以（2）平衡蒸馏时由Fx F =Dy +Wx

得

与y =0.46x +0.549 联立求解，得到

x =0.509 ，y =0.783

4、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为14000kg/h ，组成w F 为0.3（二硫化碳的质量分数，下同）。若要求釜液组成w W 不大于0.05，馏出液回收率为90％。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔流量和摩尔分数表示。

解：

因为

原料液平均摩尔质量

M F =0.465×76+（1-0.465）×154=117.7kg/kmol 所以 F =14000 / 117.7=118.95 kmol/h 馏出液回收率 Dx D / Fx F =90% Dx D =0.9×118.95×0.465=49.78 由全塔物料衡算 F =D +W 118.95=D

Fx F =Dx D +Wx W 0.465=0.9×118.95×0.465+0.096W 解之 D =61.33kmol/h 故 x D =49.78 / 61.33=0.81

5、在连续精馏塔中分离苯-苯乙烯混合液。原料液量为5000kg/h ，组成为0.45，要求馏出液中含苯0.95，釜液中含苯不超过0.06（均为质量分数）。试求馏出液量和釜液产品量各为多少？

解：统一用摩尔流量及摩尔分数

[]

)54.0549.0ln(225.0ln 85.1549.0)146.0(549.06.0)146.0(ln

46.01

3ln

)1()1(ln

11ln W W W F x x b x m b x m m W F ---=+?-+?--=

+-+--=W

F x D

W x D

F y -=

1=-=

F D

804.0498.026.0323=?-?=-=W F x x y x

y 32316.0+

465

.0154

/7.076/3.076/3.0/)1(//=+=

-+=

F A

F F M

w M

w x 096

.0154

/95.076/05.076

/05.0/)1(//=+=

-+=

W A

W W M

w M

w x

所以

由全塔物料衡算整理得

W =F-D =55.29-27.76=27.5kmol/h

6、在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h ，其中轻组分含量为30％（摩尔百分数，下同），要求馏出液中能回收原料液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。已知M A =114kg/kmol , M B =128kg/kmol 。

解：由于

又 Dx D / Fx F =88%

所以由全塔物料衡算

F =D +W 40.39=Fx F =Dx D +Wx W 0.3=0.88×40.39×0.3+0.05W 解之 D =11.31kmol/h

所以

7、在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，要求馏出液中苯的含量为0.97（摩尔分数），馏出液量6000kg/h ，塔顶为全凝器，平均相对挥发度为2.46，回流比为2.5，试求：（1）第一块塔板下降的液体组成x 1；（2）精馏段各板上升的蒸汽量及下降液体量。

解：（1）因塔顶为全凝器，所以 y 1=x D =0.97

由

得

（2） L =RD =2.5×76.51=191.3kmol/h

V =（R +1）D =（2.5+1）×76.51=267.8kmol/h

8、连续精馏塔的操作线方程如下：

精馏段：y =0.75x +0.205 提馏段：y =1.25x -0.020

0784

.0104/94.078/06.078

/06.0962.0104

/05.078/95.078/95.0522.0104

/55.078/45.078/45.0=+=

=+==+=W D F x x x kmol/h

29.55104)522.01(78522.05000

=?-+?=F kmol/h

8.2729.550784

.0962.00784.0522.0=?--=--=F x x x x D W D W F kmol/h

39.401287.01143.05000

=?+?=

F 943

.031

.113

.039.4088.088.0=??=

Fx x F

D 1

1)1(1x x y -+=

αα929

.097.046.146.297

.0)1(1

1=?-=

--=

y y x ααkmol/h

51.7692

03.07897.06000

=?+?=

试求泡点进料时，原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：由于精馏段操作线方程为

所以 R =3

x D =0.82

因为（x W ，x W ）为提馏段操作线上一点，所以将x =x W ，y = x W 代入提馏段操作线方程

x W =1.25 x W -0.020 解之 x W =0.08

由于泡点进料时x q = x F ，即两操作线交点的横坐标为原料组成，所以

0.75 x F +0.205=1.25 x F -0.020

解之 x F =0.45

9、在常压连续操作的精馏塔内分离正己烷－正庚烷混合液。已知原料液中正己烷含量为0.5（摩尔分数），进料温度为35℃，试求进料热状况参数q 并写出q 线方程。此物系的气液平衡数据见习题2。

解：由第2题中t-x-y 相图知

x F =0.5时，对应泡点温度t s =41℃，故此为冷进料。查=38℃下

C P A =0.55×4.187=2.303kJ/（kg·℃）

C P B =0.53×4.187=2.219 kJ/（kg·℃）则 C P m =C P A x A M A + C P B x B M B

=2.303×0.5×86+2.219×0.5×100=210kg/（kmol·℃）

查t s =41℃下 r A =350kJ/kg r B =360kJ/kg 则 r m = r A x A M A + r B x A M A

=350×0.5×86+360×0.5×100=33050kJ/kmol 所以 q 线方程为

10、某理想混合液用常压精馏塔进行分离。进料组成含A81.5％，含B18.5％（摩尔百分数，下同），饱和液体进料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸气加热。要求塔顶产品为含A95％，塔釜为含B95％，此物系的相对挥发度为2.0，回流比为4.0。试用（1）逐板计算法，（2）图解法分别求出所需的理论板层数及进料板位置。

解：（1）逐板计算法

由于塔顶为全凝器，所以 y 1=x D =0.95 由相平衡方程式及精馏段操作线方程式：

由上两式交替计算至 x 3=0.759 < x F

所以第三层为进料板。

+=R x x R R y D 75

.01=+R R

205.01=+R x D

235

41+038

.133050

33050)3541(210)(=+-?=+-=m m F s Pm r r t t C q 16

.1332.271

038.15.01

038.1038.11

-=--

x x q x x q q y F x

x x y +=

-+=12)1(1αα19

.08.0111+=+++=+x R x x R R

y D n n

因为泡点进料 q =1 ，故提馏段操作线方程：

又因为

所以

由相平衡方程式与上述提馏段操作线方程式交替计算至 x 10=0.036< x W 所以理论板层数N T =10-1=9层（不包括塔釜）。

（2）图解法

由在图中做精馏段操作线，因为q =1，故q 线为一垂直线并与精馏段操作线相交，交点与（0.05，0.05）点连接，得到提馏段操作线。然后在操作线与平衡线之间绘阶梯，如该题附图所示，得到N T =10-1=9层（不包括塔釜），第三块为进料板。

两种方法结果一致。 11、在常压操作的连续精馏塔中分离

含甲醇0.4与水0.6（摩尔分数，下同）的混合液，其流量为100kmol/h ，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，回流比为2.6。试求：

（1）馏出液流量；

（2）饱和液体进料时精馏段的下降液体量和提馏段的上升蒸气量；（3）进料温度为40℃时，提馏段下降液体量和上升蒸气量。

解：

（1）由全塔物料衡算

F =D +W 100=D +Fx F =Dx D +Wx W 0.4=0.95D +0.04W

W m W

m W

W m m x R D F

x R D F

R x D L

D W x D

D F

L D

L Wx x D

L F L V Wx x V F L F

q V Wx x F

q V qF L V Wx x V

L y 1

111

)1()1('

'1+--++

=+-

++=+-++=

-+-

-++=-

=+176

.105

.0815.005.095.0=--=

--=

F W

D x x x x D

110

765.1035.105.051

176.15176

.14-+?-=?--

+=m m m x x y 19

.01=+R x D

解之D =39.56kmol/h （2）由L /D =R=2.6 得

L =RD =2.6×39.56=102.9kmol/h

V =（R +1）D =（2.6+1）×39.56=142.4kmol/h

因为饱和液体进料 q =1 所以 V ‘=V =142.4kmol/h

（3）由题给平衡数据查 x F =0.4时的t s =75.3℃，已知进料温度t F =40℃

查=57.7℃下 C P B =4.21KJ/（kg·℃），C P A =2.68kJ/（kg·℃）

所以 C P m = C P A x A M A + C P B x B M B

=2.68×0.4×32+4.21×0.6×18=79.77kJ/（kmol·℃）由t s =75.3℃ 查得 r A =1095kJ/kg r B =2450kJ/kg 所以 r m = r A x A M A + r B x B M B

=1059×0.4×32+2450×0.6×18=40476kJ/kmol

所以 L ‘

=L +qF =102.9+1.073×100=210.2kmol/h V ‘=V +（q -1）F=142.4+0.073×100=149.7kmol/h

12、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q 线方程分别为y =0.8x +0.19；y = -0.5x +0.675,试求：（1）进料热状况参数q 及原料液组成x F ；（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。

解：由q 线方程 y = -0.5x +0.675知故q =1/3

又故x F =0.675（1-q ）=0.675×（1 -1/3）=0.45

因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q 线的交点，所以 y q = -0.5x q +0.675

y q =0.8x q +0.18 联立求解 x q =0.373 y q =0.489

13、用逐板计算习题11中泡点进料时精馏段所需理论板层数。在该组成范围内平衡关系可近似表达为y =0.46x +0.545

解：由习题11知 x F =0.4 、x D =0.95 、R =2.6

设塔顶为全凝器，故y 1=x D =0.95

由平衡关系 y 1=0.46x 1+0.545=0.95 得 x 1=0.88 由精馏段操作线方程

得 y 2=0.72×0.88+0.26=0.89

又 0.46x 2+0.545=0.89 得 x 2=0.75 同理 y 3=0.72×0.75+0.26=0.80 又 0.46x 3+0.545=0.80 得 x 3=0.55

y 3=0.72×0.55+0.26=0.66

.7540+073

.140476

40476

)403.75(77.79)(=+-?=

+-=

F s pm r r t t C q 5.01-=-q q

675

.01=--q x F

.072.06.395

.06.36.2111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y

又 0.46x 4+0.545=0.66 得 x 4=0.25

∴ 精馏段理论板层数为3层，第四层为进料板。

14、在常压连续精馏塔中分离苯－甲苯混合液。若原料为饱和液体，其中含苯0.5（摩尔分数，下同），塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.06，操作回流比为2.6。试求理论板层数和进料板位置。平衡数据见例6-2表。

解：用图解法求N T

在y-x 相图上找出x W =0.06 、x F =0.50 、x D =0.95 ，对应点为c 、e 、a 。由回流比R =2.6 得精馏段操作线截距

在图中确定b 点，并连接ab 为精馏段操作线。

已知原料为饱和液体，故q =1 ，q 线为e 点出发的一条垂直线，与精馏段操作线交于d 点，连接cd 为提馏段操作线。绘阶梯数为9，故N T =8（不包括再沸器）。

由图可知第五块为进料板。

15、在常压下用连续精馏塔分离甲醇－水溶液。已知原料液中甲醇含量为0.35（摩尔分数，下同）馏出液及釜液组成分别为0.95和0.05，泡点进料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，操作回流比为最小回流比的2倍。求（1）理论板层数及进料板位置；（2）从塔顶向下第二块理论板上升的蒸汽组成。平衡数据见习题11。

解：

（1）根据第11题的平衡数据作出y-x 图，由图中可知q 线与平衡线交点坐标为

x q =0.35 、y q =0.70

由式（6-48）得

R =2R min =2×0.71=1.42

26.06.395

.016.295.01==+=+R x D 71

.035

.025

.035.070.070.095.0min ==--=--=q q q D x y y x

由精馏段操作线截距与a 点连接，作出精馏段操作线ab 。

ab 与q 线交于d ，连接cd 即为提馏段操作线。绘出阶梯数为8，故理论板层数为8（包括再沸器），进料板为第6块

（2）图中查得从塔顶第二块板上升的蒸汽组成为0.93 。

16、用简捷法求算习题14中连续精馏塔所需的理论板层数。解：

由习题14图中读得q 线与平衡线交点坐标为

x q =0.50 y q =0.71

由式（6-48）得

吉利兰图中横坐标

由吉利兰图中读得纵坐标由例6-2知 αm =2.46 由式（6-46a ）

所以解之N T =8（不包括再沸器）与习题14结果一致。

17、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95

（均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度α＝2.0，若操作回流比R =1.5R min ，进料热状况参数q =1.5，塔顶为全凝器，试计算塔顶向下第二块理论板上升的气相组成和下降液体的组成。

解：

由相平衡方程式

①

由q 线方程 ② 式①②联立求解，得到交点坐标 x q =0.484 、y q =0.652 由式（6-48）得

R =1.5R min =1.5×1.77=2.66

精馏段操作线方程为

.042.295

.01==

+R x D

.150

.071.071

.095.0min =--=--=q q q D x y y x R 40

.06.314

.16.21min =-=+-R R R 32

.02

min

=+-T T N N N 5

3.5139

.047.2146.2lg ]

.094

.005.095

.0lg[1lg )]1)(1lg[(

min ≈=-=-?=

---=

D x x x x N α32

.02

=+-T T N N x x

x y +=

-+=

12)1(1αα8

.035

.04

.05.05.111-=-=---=x x q x x q q y F 77

.1484

.0652.0652

.095.0min =--=--=q q q D x y y x R

用逐板计算法：

因塔顶为全凝器，则 y 1=x D =0.95

由平衡线方程得x 1=0.905 由精馏段操作线方程

由相平衡方程得x 2=0.85 18、用常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液。已知原料液流量100kmol/h ，组成为0.40，馏出液及釜液组成分别为0.95和0.03（均为摩尔分数），进料温度为40℃，塔顶全凝器，泡点回流，R =3.0，塔釜为间接蒸汽加热，加热蒸气压力为300kPa （绝压），若忽略热损失，试求：（1）加热蒸汽用量；（2）冷却水用量（设冷却水进出口温差为15℃）

解：由全塔物料衡算

查得 x F =0.40时，泡点温度t s =96℃，而进料温度t F =40℃，故为冷进料。查t s =96℃时苯、甲苯的汽化潜热为 r A =389.4KJ/kg r B =376.8KJ/kg

则r m =0.4×389.4×78+0.6×376.8×92=32950kJ/kmol

查℃下 C P A =C P B =1.88kJ/（kg. ℃）

则 C P m =0.4×1.88×78+0.6×1.88×92=162.4kJ/（kmol. ℃）

所以精馏段上升蒸汽量 V =（R +1）D =（3+1）×40.22=160.88kmol/h

提馏段上升蒸汽量 V ‘=V +（q -1）F =160.88+（1.28-1）×100=188.88kmol/h 塔釜和塔顶分别按纯甲苯和苯计算：

（1）查x w =0.03时t s ‘=109.3℃，对应的汽化潜热r B =380kJ/kg 则Q B =V ‘r B =188.88×380×92=6.6×106kJ/h

又查300kPa （绝压）下饱和水蒸气的汽化潜热r =2168.1kJ/kg ，则塔釜加热蒸汽消耗量

（2）查x D =0.95时，t s ‘’

=81.2℃ ，对应的汽化潜热r c =400kJ/kg 则Q c =Vr c =160.88×400×78=5.02×106kJ/h 冷却水消耗量

19、在连续精馏塔中分离苯－甲苯混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为0.28、0.41和0.57，试求三层板中较低两层板的液相单板效率。操作条件下苯－甲苯混合液的平均相对挥发度可取2.5。

.073.066.395

.066.366

.211+=+

x x R x x R R

y D

112x x y +=

.026.0905.073.026.073.012=+?=+=x y 2

212x x y +=

kmol/h

22.4010003

.095.003.040.0=?--=--=F x x x x D W D W F 68

96=+28

.132950

32950)4096(4.162)(=+-?=+-=m m F s Pm r r t t C q kg/h

1004.31.216810

6.63

?=?==

r Q W B

B h

kg t t C Q W pc c

c /1099.715

187.410

02.5)

12?=??=

解：已知x 1=0.57 、x 2=0.41 、x 3=0.28 又全回流时操作线方程为

y 2=x 1 、y 3=x 2 、y 4=x 3

故y 2=0.57 、y 3=0.41 、y 4=0.28 由相平衡方程式得到

由式（6-48）

20、试计算习题15中精馏塔的塔径和有效高度。已知条件如下：

（1）进料量为100kmol/h ；

（2）塔釜压力为114kPa ，对应温度为102℃，塔顶为常压，温度为66.2℃，塔釜间接蒸汽加热；

（3）全塔效率55％，空塔气速为0.84m/s ，板间距为0.35m 。解：由习题15得知 x F =0.35 、x D =0.95 、x W =0.05 ，泡点进料，R =1.42 由全塔物料衡算

F =D +W 100=D +Fx F =Dx D +Wx W 0.35=0.95D +0.05W 解之 D =33.3kmol/h

V =V ‘=（R +1）D =（1.42+1）×33.3=80.59kmol/h

因全塔平均温度为

℃

所以平均操作压力为

圆整为1000mm

由于习题15已求出N T =7

所以N P =N T /E =7/0.55=12.7≈13

Z =（N P -1）H T =（13-1）×0.35=4.2m

21、试计算习题20中冷凝器的热负荷、冷却水的消耗量以及再沸器的热负荷、加热蒸汽的消耗量。已知条件如下：

（1）忽略冷凝器热损失，冷却水的进出口温度分别为25℃和35℃；

.0)15.2(15.257

.0)15.2(15.2*3

3*2

22=-+=

=-+=x

x y x

x y 35.0*2

=x 22

.0*3

=x 68

.022

.041.028.041.073.035.057.041.057.0*32323*2

1212=--=

--=

=--=--=x

x x x E x x x x E mL mL 1

.8422

.66102=+kPa

7.1072

.101114=+m

97.084.014.3617

.044/s

m 617.07.10727336003.101)1.84273(59.804.2236004.223

00=??=

=???+??==u V D P T VTP V g

i g π

（2）加热蒸汽的压力为232.2kPa ，冷凝液在饱和温度下排出，再沸器的热损失为有效传热量的12％。

解：塔顶可近似按纯甲醇计算，则查塔顶66.2℃下，r A =1130kJ/kg 由式（6-50）

Q C =Vr A =80.59×1130×32=2.91×106kJ/h

塔釜可近似按水计算，则查塔釜102℃下，r B =2252kJ/kg 由式（6-52）

Q B =V ‘r B +Q L =80.59×18×2252×1.12=3.66×106kJ/h 查加热蒸汽232.2kPa 下，汽化潜热为2191.8kJ/kg ，则

22、在连续精馏塔中分离二硫化碳－四氯化碳混合液。原料液在泡点下进入塔内，其流量为4000kg/h 、组成为0.3（摩尔分数，下同）。馏出液组成为0.95，釜液组成为0.025。操作回流比取最小回流比的1.5倍，操作压强为常压，全塔操作平均温度为61℃，空塔气速为0.8m/s ，塔板间距为0.4m ，全塔效率为50％。试求：（1）实际板层数；（2）两产品质量流量；（3）塔径；（4）塔的有效高度。

解：

（1）由y-x 相图中q 线与平衡线

的交点坐标为 x q =x F =0.3 ，y q =0.54

则

R =1.5R min =1.5×1.71=2.57 所以精馏段操作线的截距

在图中作出精馏段操作线和提馏段操作线，见附图。

得出 N T =12-1=11块 N P = N T /E =11/0.5=22块（2）解法一：因 M F =0.3×76+0.7×154=130.6kg/kmol

F =4000 /130.6=30.63kmol/h

由全塔物料衡算

F =D +W 30.63=Fx F =Dx D +Wx W 30.63×0.3=0.95D +0.025W 解之D =9.11kmol/h W =21.52kmol/h 又 M D =0.95×76+0.05×154=79.9kg/kmol M W =0.025×76+0.975×154=152.05kg/kmol 所以 D =9.11×79.9=727.89kg/h W =21.52×152.05=3272.12kg/h

kg/h

1095.6)

2535(187.410

91.2)

12?=-??=

t t C Q W pc c

c kg/h

16708

.21911066.36

≈?=

B h r Q W 71

.13.054.054

.095.0min =--=--=q q q D x y y x R 266.0157.295

.01=+=+R x D

解法二：

各部分组成以质量分数表示

F =D +W

Fw F =Dw D +Ww W 40000×0.175=0.904D +0.0125W 解之 D=729kg/h W=3271kg/h

（3）因为泡点进料，故q =1 V ‘=V

V =（R +1）D =（2.57+1）×9.11=32.52kmol/h

由式（6-61） m

圆整为700mm 。（4）由式（6-59）

Z =（N P -1）H T =（22-1）×0.4=8.4m 23、求习题22中冷凝器的热负荷和冷却水的消耗量以及再沸器的热负荷和加热蒸气的消耗量。假设热损失可以忽略。已知条件如下：

（1）塔内各处的操作温度为：进料62℃、塔顶47℃、塔釜75℃。回流液和馏出液温度为40℃。

（2）加热蒸气表压强为100kPa ，冷凝水在饱和温度下排出。

（3）冷却水进出口温度分别为25℃和30℃。解：

（1）塔顶近似按CS 2，因塔顶泡点温度t s =47℃，而回流液和馏出液温度t L =40℃，查47℃ r A =350kJ/kg

47+40/2=43.5℃下 C P A =0.98kJ/kg

Q c =（R +1）D [r A + C P A （t s -t L ）]=（2.57+1）×727.89×[0.98×（47-40）+350] =9.3×105kJ/h

（2）塔釜可近似按CCl4，查75℃下r B =195kJ/kg 又V ‘

Q B =V ‘r B =（2.57+1）×727.89×195=5.07×105

kJ/h

查饱和水蒸气101.33+100=201.33kPa （绝压）下，r =2205kJ/kg

0125

.0154975.076025.076

025.0904

.0154

05.07695.076

95.0175

.0154

7.0763.076

3.0=?+??==?+??==?+??=W D F w w w /s

m 248.02733600)61273(52.324.2236004.223

00=?+??==P T VTP V g 628

.08

.014.3248.044=??==

V D g

i πkJ/h

104.4)

2530(187.4103.9)(4

12?=-??=-=t t C Q W pc c c kg/h

103.22205

1007.52

?=?=

r Q W B h

化工原理蒸馏习题详解

蒸馏练习下册第一章蒸馏概念 1、精馏原理 2、简捷法 3、漏液 4、板式塔与填料塔公式全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、 q 线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响 2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即 1==''V L V L 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，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 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、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、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（α=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：263.0723.01+=+n n x y 提馏段：0187.025.11-=+n n x y 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、在连续精馏塔中分离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：336.0927.0783.0783 .0=+= F x 0584.092 95 .07805.07805.0=+= w x 3 .87)336.01(92336.078=-?+?=+=FB B FA A F x M x M M h kmol F /3.573 .875000 == （5分） 3.57==+F W D （1）

化工原理学习指导-第6章-蒸馏-计算题答案

化工原理学习指导第6章蒸馏计算题答案 6-31 某二元混合物蒸汽，其中轻、重组分的摩尔分数分别为0.75和0.25，在总压为300kPa 条件下被冷凝至40℃，所得的汽、液两相达到平衡。求其汽相摩尔数和液相摩尔数之比。已知轻、重组分在40℃时的蒸汽压分别为370kPa 和120kPa 。解：两相中，720.0120 370120 3000B 0A 0 B =--=--= p p p p x 888.0300 720.03700 A A =?===x p p p p y 设汽相摩尔量为V ，液相摩尔量为L ，总量为F ，则 L V F += Lx Vy Fx F += 由以上两式可得： 217.075 .0888.072 .075.0F F =--=--=x y x x L V 事实上，汽液平衡体系中，两相的摩尔量比值服从杆杠定律。 6-32 苯和甲苯组成的理想溶液送入精馏塔中进行分离，进料状态为汽液共存，其两相组成分别如下：5077.0F =x ，7201.0F =y 。用于计算苯和甲苯的蒸汽压方程如下： 8 .2201211 031.6lg 0A +- =t p 5 .2191345 080.6lg 0B +- =t p 其中压强的单位为Pa ，温度的单位为℃。试求：（1）该进料中两组份的相对挥发度为多少？（2）进料的压强和温度各是多少？（提示：设进料温度为92℃）解：（1）混合物中两组分的相对挥发度：49.25077 .015077 .07201.017201.011F F F F =--=--=x x y y α （2）设进料温度为92℃，则 16.28 .220921211 031.6lg 0 A =+-=p kPa 38.1440A =p 762.15 .219921345 080.6lg 0B =+- =p kPa 83.570B =p 由此求得体系的相对挥发度为：496.283 .5738 .144'0B 0A == =p p α 其值与（1）中所求相对挥发度足够接近，故可认为进料温度为92℃。体系总压为：()()kPa 77.1015077.0183.575077.038.1441F 0 B F 0A =-?+?=-+=x p x p p 6-33 一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某层塔板上的气、液相组成分别为0.83和0.70，与之相邻的上层塔板的液相组成为0.77，而与之相邻的下层塔板的气相组成为0.78

化工原理(第四版)习题解第六章蒸馏

第六章蒸馏相平衡【6-1】苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压数据如下。温度 /℃ 苯饱和蒸气压 ()/B p kPa 甲苯饱和蒸气压 ()/B p kPa 温度 /℃ 苯饱和蒸气压 ()/B p kPa 甲苯饱和蒸气压 ()/B p kPa 80.1 84 88 92 96 101.33 113.59 127.59 143.72 160.52 38.8 44.40 50.60 57.60 65.55 100 104 108 110.6 179.19 199.32 221.19 234.60 74.53 83.33 93.93 101.33 根据上表数据绘制总压为101.33kPa 时苯一甲苯溶液的-t y x -图及y x -图。此溶液服从拉乌尔定律。解计算式为 ,00 00 B A A B p p p x y x p p p -==- 计算结果见下表苯-甲苯溶液的t x y --计算数据温度()/t ℃ 00 B A B p p x p p -=- 0 A p y x p = 80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6 1.0 (10133444) 082311359444-=- (10133506) 065912759506-=- (10133576) 050814372576-=- (101336566) 0376160526566-=- (101337453) 0256179197453-=- (101338333) 0155199328333-=- (101339393) 0058221199393 -=- 1.0 (11359) 0823092310133 ?= (12759) 0659083010133 ?= (14372) 0508072110133 ?= (16052) 0376059610133 ?= (17919) 0256045310133 ?= (19932) 0155030510133 ?= (22119) 0058012710133 ?= 苯-甲苯溶液的t y x --图及y x -图，如习题6-1附图1与习题6-1附图2所示。

化工原理蒸馏考试题目

单项选择题 (每题2分,共50题) 成绩查询第九章蒸馏 1. 蒸馏是利用各组分______不同的特性实现分离的目的。 A ：溶解度 B ：等规度 C ：挥发度 D ：调和度 2. 在二元混合液中，沸点低的组分称为______组分。 A ：可挥发 B ：不挥发 C ：难挥发 D ：易挥发 3. 某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而F ，D ，xf ，q ，加料位置，回流比R 都不变。则塔底残液xw______。 A ：变小 B ：变大 C ：不变 D ：不确定 4. 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：____。 A ：t1 ＝t2 B ：t1＜ t2 C ：t1＞ t2 D ：不能判断 5. 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t1；汽相组成yA=0.4相应的露点为t2。则： ____ A ：t1 ＝t2 B ：t1 ＜t2 C ：t1＞ t2 D ：不能判断 6. 原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为xD1，用平衡蒸馏得汽相总组成为xD2。若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则： ____ A ：xD1 ＞xD2 B ：xD1 ＝xD2 C ：xD1＜xD2 D ：不能判断 7. 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______________。 A ：液相中易挥发组分进入汽相； B ：汽相中难挥发组分进入液相； C ：液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D ：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的现象同时发生。 8. 精馏理论中，“理论板”概念提出的充分而必要的前提是_____。 A ：塔板无泄漏 B ：板效率为 100% C ：离开塔板的气液达到平衡 D ：板上传持推动力最大 9. 下列哪几条是指导精馏塔操作线方程的前提？甲：恒摩尔流；乙：平衡精馏；丙：板式塔；丁：过程稳定（定常）。 A ：甲、乙 B ：甲、丁 C ：丙、丁 D ：乙、丙 10. 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为_____。

化工原理蒸馏试题

化工原理蒸馏试题Newly compiled on November 23, 2020

蒸馏一.填空题 1.蒸馏是分离____________的一种方法，蒸馏分离的依据是 _______________________________。 2.气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_______，但气相组成________液相组成。 3.气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。 4.在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。 5.两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。 6.所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。 7.某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n=，则y n-1=_________________。 8.某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=+，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。 10.在总压为温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为== kPa，则平衡时苯的液相组成为 =_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 11.精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q值最大，进料温度____泡点。 12.在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为，，，.则=_________， =________，=_________，=_______. 13.对于不同的进料热状态，，与的进料关系为（1）冷液进料，_________，___________ （2）饱和液体进料，_________，__________ （3）气液混合物进料，_________，___________ （4）饱和蒸汽进料，_________，__________ （5）过热蒸汽进料,_________，___________ 14.某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：回流比等于_________，馏出液量等于____________，操作线方程为_______________。 15.板塔式的流体力学性能包括________，_________，________，_________， ________，_________。 16.塔板负荷性能图由________，________，________，_________，__________五条线组成，五条线围成的区域为_________，操作点应在_________。 17.加大板间距，则液泛线_________；减少塔板开孔率，则漏液线_________；增加降业管面积，则液相负荷上限线__________。 18.塔板的操作弹性是指___________________________________________________。二选择题 1.精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不改变，则精馏段液气比L/V（），馏出液组成（），釜残液组成（）。

化工原理习题解第六章蒸馏.docx

第六章蒸馏相平衡【 6-1 】苯 (A) 和甲苯 (B) 的饱和蒸气压数据如下。温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压 /℃ o o /℃ o o ( p B ) / kPa ( p B ) / kPa ( p B ) / kPa ( p B ) / kPa 100 84 104 88 108 92 96 根据上表数据绘制总压为时苯一甲苯溶液的 t - y x 图及 y x 图。此溶液服从拉乌尔定律。解计算式为 p p B 0 p A 0 x 0 0 , y x p A p B p 计算结果见下表苯- 甲苯溶液的 t x y 计算数据温度 (t ) / ℃ p p B 0 p A 0 x p B 0 yx p A 0 p 101 33 44 4 0 823 113 59 0 823 0 923 . . . 84 113 59 44 4 . 101 33 . . . . . 101 33 50 6 0 659 127 59 0 659 0 830 88 . . . 127 59 50 6 . 101 33 . . . . . 101 33 57 6 0 508 143 72 0 508 0 721 92 . . . 143 72 57 6 . 101 33 . . . . . 101 33 65 66 160 52 96 . . 0 376 . 0 376 0 596 160 52 65 66 101 33 . . . . . . 100 101 33 74 53 0 256 179 19 0 256 0 453 . . . 179 19 74 53 . 101 33 . . . . . 104 101 33 83 33 0 155 199 32 0 155 0 305 . . . 199 32 83 33 . 101 33 . . . . . 108 101 33 93 93 0 058 221 19 0 058 0 127 . . . 221 19 93 93 . 101 33 . . . . . 苯 - 甲苯溶液的 t y x 图及 y x 图，如习题 6-1 附图 1 与习题 6-1 附图 2 所示。

化工原理蒸馏—答案

蒸馏一. 填空题 1.蒸馏是分离 __均相混合物的一种方法，蒸馏分离的依据是______挥发度差异_____。 2. 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。 3. 气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。3.大于 4. 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。 4. 下降升高升高不利 5. 两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。 5.易挥发组分难挥发组分不能用蒸馏方法分离 6. 所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。 6.互呈平衡液相组成均匀一致 7. 某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n ，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n =0.3，则y n-1 =_________________。 7. 0.794 8. 某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=0.75x +0.24，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。 8. R=3 96.0=D x 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。 9.塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶 10. 在总压为103.3kPa 温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为0A p =155.7kPa 0B p =63.3 kPa ，则平衡时苯的液相组成为x =_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 10. 411.0=x 632.0=y α=2.46 11. 精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q 值最大，进料温度F t ____泡点b t 。11. 五种冷液体小于 12. 在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则n y =_________，n x =________，1+n y =_________，1+n x =_______. 12. 82.0=n y 70.0=n x 75.01=+n y 62.01=+n x 13. 对于不同的进料热状态， q x ，q y 与F x 的进料关系为（1）冷液进料，q x _________F x ， q y ___________F x （2）饱和液体进料，q x _________F x ， q y __________F x （3）气液混合物进料， q x _________F x ， q y ___________F x （4）饱和蒸汽进料，q x _________F x ， q y __________F x （5）过热蒸汽进料, q x _________F x ， q y ___________F x 13. （1）＞＞（2）= ＞（3）＜＞（4）＜ = （5）＜＜

化工原理蒸馏习题详解

1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 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、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、用一精馏塔分离苯-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

化工原理--精馏习题及答案

一．选择题 1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。C A 溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。 2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。C A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。A A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 4．在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 5．再沸器的作用是提供一定量的（）流。D A 上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。 6．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。B A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。B A 气相； B 液相； C 固相； D 混合相。 8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。C

A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。 B A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = ，要求塔顶x D 不小于，则塔顶最大产量为（）。 (则W=0) B A 60 kmol/h ； B kmol/h ； C 90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、 2F x 时，其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则（）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。 D A ．理论板假定； C. 理想物系； B ．塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定 13．某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，气相组成3.0=A y 时相应的露点为2t ，则（） D A ．21t t =； B ．21t t <； C ．21t t >； D ．无法判断 14．某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（）。 A

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空 1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。 2精馏设计中，当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）。 3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 , 分离所需的总理论板数最少。 4相对挥发度α=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。 5某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=，要求得到塔顶x D不小于，则塔顶最大产量为 kmol/h 。 6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。 7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线。二、选择 1 已知q=，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。 A :1 B 1: C 1:1 D :1 2 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 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相； C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D 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。 3 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=，相应的露点为t2，则A A t1=t2 B t1t2 D 不确定 4某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=，要求得到塔顶x D不小于，则塔顶最大产量为B。 A 60kmol/h B h C 90kmol/h D 不能定 5精馏操作时，若F、D、x F、q、R、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x D变化为B A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定 6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 。 A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定 7某二元混合物，=3，全回流条件下x n=，则y n-1=B。 A B C D 8 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=，相应的泡点为t1，气相组成为y A=，相应

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空 1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。 2精馏设计中，当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）。 3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 , 分离所需的总理论板数最少。 4相对挥发度α=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。5某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。 6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。 7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线。二、选择 1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。 A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1 2 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 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相； C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D 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。 3 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则???A??? A t1=t2 B t1t2 D 不确定 4某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为???B???。 A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 5精馏操作时，若F、D、x F、q、R、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x D变化为??B???? A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定 6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 。 A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定 7某二元混合物，α=3，全回流条件下x n=0.3，则y n-1=???B???。 A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794 8 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为

化工原理课后习题答案第八章蒸馏习题答案

习题相平衡 1．已知甲醇和丙醇在80℃时的饱和蒸汽压分别为181.13kPa 和50.92kPa ，且该溶液为理想溶液。试求：（1）80℃时甲醇与丙醇的相对挥发度；（2）若在80℃下汽液两相平衡时的液相组成为0.6，试求汽相组成；（3）此时的总压。解：（1）甲醇与丙醇在80℃时的相对挥发度 557.392.5013.181===o B o A p p α （2）当x=0.6时 ()842.06 .0)1557.3(16.0557.311=?-+?=-+=x x y αα （3）总压 kPa y x p p o A 07.129842 .06 .013.181=?= = 2．已知二元理想溶液上方易挥发组分A 的气相组成为0.45（摩尔分率），在平衡温度下，A 、B 组分的饱和蒸汽压分别为145kPa 和125kPa 。求平衡时A 、B 组分的液相组成及总压。解：对二元理想溶液的气液平衡关系可采用拉乌尔定律及道尔顿分压定律求解。已知理想溶液 ,45.0y =A 则0.5545.0-1y 1y A B ==-= 根据拉乌尔定律 A o A A x p p = ，B o B B x p p = 道尔顿分压定律 A A p p y = ，B B p p y = 则有 o A A p p x A y = ,o p p x B B B y = 因为 1x x B =+A 所以 1p y p y 0B B A =??? ? ??+o A p 即 11250.55145 0.45=?? ? ??+p 可解得 p =133.3 kPa 则液相组成 414.014545.03.133y A =?== o A A p p x

谭天恩版化工原理第十章蒸馏复习题

谭天恩版化工原理第十章蒸馏复习题一．填空题 1.蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。答案:均，挥发性差异，造成气液两相系统（每空1分，共3分） 2.在t-x-y图中的气液共存区内，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。答案: 相等，大于，杠相液体混合物杆规则（每空1分，共3分） 3.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。答案:大于（每空1分） 4.双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。答案:易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离远离（每空1分，共4分） 5.工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。而是精馏与普通精馏的本质区别。答案:多次部分气化，多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分） 6.精馏塔的作用是。答案:提供气液接触进行传热和传质的场所。（2分） 7.在连续精馏塔内，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。答案:精馏段（1分）提浓上升蒸汽中易挥发组分（2分）提馏段提浓下降液体中难挥发组分（2分）（共6分） 8.离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，____互成平衡。答案: 平衡温度组成（每空1分，共3分） 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。答案: 塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）

10. 精馏过程回流比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，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。答案:R= D L ∞ 全回流 R min （每空1分，共4分） 11. 精馏塔有进料热状况，其中以进料q 值最大，进料温度____泡点温度。答案: 五种冷液体小于（每空1分，共3分） 12. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于____，馏出液流量等于，操作线方程为。答案: ∞ 零 y n+1=x n （每空1分，共3分） 13. 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1,x 1及y 2,x 2；则它们的大小顺序为最大，第二，第三，而最小。答案: y 1 y 2 x 1 x 2 (每空1分，共4分） 14. 对于不同的进料热状况，x q 、y q 与x F 的关系为（1）冷液进料：x q x F ，y q x F ；（2）饱和液体进料：x q x F ，y q x F ；（3）气液混合物进料：x q x F ，y q x F f ；（4）饱和蒸汽进料：x q x F ，y q x F ；（5）过热蒸汽进料：x q x F ，y q x F ；答案:大于大于（1分）等于大于（1分）小于大于（1分）小于等于（1分）小于小于（1分）（共5分） 15. 精馏操作时，增大回流比R ，其他操作条件不变，则精馏段液气比 V L （），馏出液组成x D ( ),釜残液组成x W ( ). A 增加 B 不变 C 不确定 D 减小答案: A A D 二. 选择题（每空1分，共3分） 1.精馏塔的设计中，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N T （），提馏段下降液体流量L /（）。 A 减小 B 不变 C 增加 D 不确定答案: A C （每空1分，共2分） 2. 对于饱和蒸汽进料，则有L '（）L ，V '（）V 。 A 等于 B 小于 C 大于 D 不确定

化工原理蒸馏

第六章蒸馏蒸馏定义：蒸馏分类：易挥发组分难挥发组分有回流蒸馏（精馏）无回流蒸馏：简单蒸馏（间歇操作）平衡蒸馏（连续操作）特殊蒸馏：萃取蒸馏、恒沸蒸馏按操作压力可分为加压、常压和减压蒸馏两组分精馏和多组分精馏第一节双组分溶液的气液相平衡一、溶液的蒸汽压与拉乌尔定律纯组分的蒸汽压与温度的关系：拉乌尔定律：在一定温度下，理想溶液上方气相中任意组分的分压等于纯组分在该温度下的饱和蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积。 p =p A0x A A （6-2） p =p B0x B=p B0(1－ B x ) （6-3） A 式中p A、p B——溶液上方A，B组分的平衡分压，Pa； p0——在溶液温度下纯组成的饱和蒸汽压，随温度而变，其值可用安托尼(Antoine)公式计算或由相关手册查得，Pa； x 、x B——溶液中A，B组分的摩尔分数。 A

二、理想溶液气液平衡（一）t-y-x图 1．沸点－组成图（t－ x－ y图）（1）结构以常压下苯-甲苯混合液t－ x－ y图为例，纵坐标为温度t，横坐标为液相组成x A和汽相组成y A（x，y均指易挥发组分的摩尔分数）。下曲线表示平衡时液相组成与温度的关系，称为液相线，上曲线表示平衡时汽相组成与温度的关系，称为汽相线。两条曲线将整个t－ x－ y图分成三个区域，液相线以下称为液相区。汽相线以上代表过热蒸汽区。被两曲线包围的部分为汽液共存区。 t－ x－ y图数据通常由实验测得。对于理想溶液，可用露点、泡点方程计算。（2）应用在恒定总压下，组成为x，温度为t 1 （图中的点A）的混合液升温至t 2 (点J)时，溶液开始沸腾，产生第一个汽泡，相应的温度t2称为泡点，产生的第一个气泡组成为y 1(点C)。同样，组成为y、温度为t 4 （点B）的过热蒸汽冷却至温度t 3 （点H）时，混合气体开始冷凝产生第一滴液滴，相应的温度t3称为露点，凝结出第一个液滴的组成为x 1 (点Q)。F、E两点为纯苯和纯甲苯的沸点。图苯－甲苯物系的t－ x－ y图图苯－甲苯物系的y－ x图应用t－ x－ y图，可以求取任一沸点的气液相平衡组成。当某混合物系的总组成与温度位于点K时，则此物系被分成互成平衡的汽液两相，其液相和汽相组成分别用L、G两点表示。两相的量由杠杆规则确定。操作中，根据塔顶、塔底温度，确定产品的组成，判定是否合乎质量要求；反

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案

化工原理蒸憎部分模拟试题及答案一、填空 1精馆过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馆设计中，回流比越大,所需理论板越少，操作能耗増加，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。 2精馆设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馆釜中所需加热煞汽消耗?!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），所需塔径増大（増大、减小）。 3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，冷液体进料的a值最大，提馆段操作线与平衡线之间的距离最远 ,分离所需的总理论板数_t ± ____ O 4相对挥发度a =1,表示不能用普通精憎分离分离，但能用萃取精憎或恒沸精锚分离。 5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 66.7kmol/h 。 6精馆操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馆操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。 7负荷性能图有五条线,分别是液相上限线、液相上限线、_i 沫夹带线、漏液线和液泛线二、选择 1已知q=l. 1,则加料中液体量与总加料量之比为_。 A 1. 1： 1 B 1:1. 1 C 1:1 D 0. 1:1 2精馆中引入回流，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 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相； C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D 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。 3某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成XL0.6,相应的泡点为与之相平衡的汽相组成y.?=0.7,相应的靈点为t2,则_A_ A ti=t2 B tXta C ti〉t2 D 不确定 4某二元混合物，进料量为100kmol/h, x,.-0. 6,要求得到塔顶血不小于0. 9,则塔顶最大产量为—B—° A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定 5精馆操作时，若F、D、xi., q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成血变化为_B_ A 变小B变大 C 不变 D 不确定 6在一二元连续精馅塔的操作中，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 o A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定 7某二元混合物，a=3,全回流条件下X.F0. 3,则yn-.=_B_o A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794

化工原理答案-蒸馏习题参考答案-156

蒸馏习题参考答案【7-1】苯和甲苯在92℃时的饱和蒸汽压分别为143.73kPa 和57.6kPa ，苯-甲苯的混合液中苯的摩尔分数为0.4。试求：在92℃混合液中各组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸汽组成。此溶液可视为理想溶液。[苯57.492kPa 、甲苯34.56kPa 、系统压力92.025kPa 、0.625y =苯、0.375y =甲苯] 解：根据拉乌尔定律，理想溶液上方的平衡分压为 143.730.457.49257.60.634.5692.05257.492/92.0520.62510.6250.375A A A B B B A B A A B p p x kPa p p x kPa P p p kPa p y P y ==?===?==+== ===-= 【7-2】在连续精馏塔中分离苯（A ）和甲苯（B ）两组分理想溶液。现场测得：塔顶全凝器，第一层理论板的温度计读数为83℃，压力表读数D 5.4kPa p =；塔釜温度计读数为112℃，压力表读数W 12.0kPa p =。试计算塔顶、塔釜的两产品组成和相对挥发度。两纯组分的饱和蒸汽压用安托尼方程计算。当地大气压为101.3kPa 。（安托尼方程表达式为：0lg A-B p t C =+；苯：A=6.03055、B=1121.033、C=220.79；甲苯：A=6.07954、B=1344.8、C=219.482） [0.976x =D 、 2.573α=D ：W 0.0565x =、W 2.338α=] 解：（1）塔顶馏出液的组成及相对挥发度D a 对于理论板，气液相组成互为平衡，两相温度相等，塔顶第一层理论的气相组成即馏出液组成。将83D t =℃代入安托尼方程求得 001211.033lg 6.03055- =2.04483220.79=110.7kPa p p =+∴苯苯

化工原理蒸馏试题定稿版

化工原理蒸馏试题精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

10.在总压为103.3kPa温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为=155.7kPa=63.3 kPa，则平衡时苯的液相组成为=_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 11.精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q值最大，进料温度 ____泡点。 12.在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则=_________，=________，=_________，=_______. 13.对于不同的进料热状态，，与的进料关系为（1）冷液进料，_________，___________ （2）饱和液体进料，_________，__________ （3）气液混合物进料，_________，___________ （4）饱和蒸汽进料，_________，__________ （5）过热蒸汽进料,_________，___________ 14.某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：回流比等于 _________，馏出液量等于____________，操作线方程为_______________。 15.板塔式的流体力学性能包括________，_________，________，_________， ________，_________。 16.塔板负荷性能图由________，________，________，_________，__________五条线组成，五条线围成的区域为_________，操作点应在_________。

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