某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=，试求：
⑴ 与此液相组成相平衡的汽相组成y；⑵ 相对挥发度α。
解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ；
=(P总－40)／（－40）
∴P总=；
y A=x A·P A°／P总=×／=
（２）α=P A°／P B°=／40=
j07a10011
用连续精馏塔每小时处理100 kmol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kmol%计）。
(1)馏出液和残液各多少kmol/h。
(2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少
解：① F=D+W Fx F = Dx D＋Wx W
∴ W=h D= h
②∵q=1 V'=V
∴L =V－D=132－= kmol/h
R=L/D==
j07a10019
在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽，其中易挥发组分的含量为（摩尔分率），回流比R=，提馏段操作线的斜率为，截距为，求馏出液组成x D。
解: y q=x F= (1)
精馏段方程: y=+ x D (2)
提段方程: y= (3)
式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标x q=x=，
将y q=，, x q=代入(2) 得x D=
j07b20014
在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=+，q线方程式为y=－+ 试求
①回流比R ②馏出液组成x D③进料液的q值
④当进料组成x F =时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处x q值为多少并要求判断进料状态。
解：y=[R/(R+1)]x+x D/(R+1)
①R/(R+1)=, R=+, R==3
② x D/(R+1)= , x D=
③q/(q-1)=－ , q==
④+=－+ x F , x q+=－ q+×, x q= ,
⑤0 某精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=+和y'='，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少（kmol/h）。 解:已知两操作线方程: y=+(精馏段) y′=′(提馏段) ∴R/(R+1)= R= x D / (R+1)= x D=×= 两操作线交点时, y=y′ x=x′ ∴+= x F = 饱和液体进料q=1, x F = x = 提馏段操作线经过点(x W，x W) ∴y′=x w =－ x W= 由全塔物料衡算 F=D+W F x F = D x D + W x W D =(x F—x W)/(x D－x W)F = ∵饱和液体进料 V′=V=L+D=(R+1)D=×=h j07a10169 已知某精馏塔进料组成x F=，塔顶馏出液组成x D=，平衡关系ｙ＝ｘ＋，试求下列二种情况下的最小回流比R min。 ⑴ 饱和蒸汽加料；⑵ 饱和液体加料。 解：R min = (x D－y q)/(y q － x q ) (1) ； y q= x q + (2) ； y q= qx q/ (q－1)－x f / (q－1) (3) ⑴q=0, 由(3) y q=x f=，由(2) x q = ， R min = 由(3) x q =x f =，由(2) y q =×+=， R min= 07a 某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55% (摩尔百分数，下同)（与此相平衡的汽相组成为75% ），要求塔顶产品含易挥发组分95%，饱和液体进料。⑴求最小回流比。 ⑵若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为时，求进料板上一板流下的液体组成。 解：R min=（x D－y q）/（y q－x q）＝－/－ =1 x q=x F y=[R/(R+1)]x F-1＋x D／(R+1) 求x F-1= =[+1)]ｘF-1＋/ +1) ∴ x F-1= 用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知加料量F=10kmol/h，相对挥发度α=3，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为 (摩尔分率，下同)，塔顶产品浓度为, 塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。 解:q=0 V’=V－F = (R+1)D－F y q=x F x q= y q／[α－(α－1)y q]= (3－2× = R min=(x D－y q）／（y q－x q）=－/－ = ；R==2×16= ∵D=η F x F／x D =×10× = 5kmol/h ∴ V′=+1)×5－10=11kmol/h j07a10026 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50% ,塔顶产品组成x D=95％，产量 D=50kmol/h，回流比R=2R min，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α=3。求：(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。 解：1. y=αx/[1+(α－1)x]=3x/(1+2x) 泡点进料q=1, x q = x F = , y q =3×(1+2×=2= R min / (R min+1)= R min=4/5= 2. V=V′=(R+1)D=(2×+1)×50=130kmol/h 3. y=[R/(R+1)]x + x D / (R+1)=+ j07a15134 组成为x F=的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中气液摩尔比为1:2，塔顶x D=(以上均为摩尔分率)，易挥发组分回收率为95%，回流比R=，相对挥发度α=，试求：⑴原料中汽相和液相组成；⑵列出提馏段操作线方程。解：(1) Fx F=Vy q＋Lx q，=(1/3) y q＋(2/3) x q， y q= x q/(1＋ x q)，∴ x q=，y q=， (2) R min =(x D－y q)／(y q－x q)= = × R min =， D=×=， W=1－=， x w=(Fx F－Dx D)/W= ， L=RD=×=； V=(R＋1) D=，L’=L＋qF=＋(2/3)×1=， V’=V－(1-q)F=－1/3=， y’=(L’/V’)x’－Wx w/V’=’－ j07b10132 用一连续操作的精馏塔，在常压下分离苯－甲苯混合液，原料液含苯（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的倍，泡点进料，设加料板上的液相组成与进料组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为，试求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。 解：y f=P A°x f/P=×= ， R min=(x D-y f)/(y f-x f)= =，R=×=， y f=R×x(f-1)/(R+1)+x D/(R+1)，=×x(f-1)/(1+++1) ， x(f-1)= j07b15013 某精馏塔用于分离苯－甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为和，采用回流比为最小回流比的倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=。(1)求塔顶、底的产品量；(2)若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。 解：（1）F=D+W ，Fx F=Dx D＋Wx W 30=D+W ，30× = D×+W× ∴ D= / h W= / h （2）x q=x F= ， y q =αx q／[1+ (α—1)x q ] =× [1+ —1)×] = R min =(x D－y q)／(y q－x q) =— / —=， R = × R min=×= 精馏段的操作线方程为： y = [R / (R+1)]x +x D／（R+1) = [+1)]x＋ / +1) = + y1=x D=， x1=y1／[α－y1(α－1)]= / [—×—1)] = y2=+ = ， x2= / [—×] = j07b15027 用连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为（摩尔分率，下同），馏出液组成为，残液组成为，相对挥发度为，饱和蒸汽进料。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.馏出液及残液量； 2.最小回流比； 3.操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol 4.塔釜上一块理论板液相组成为多少 5.计算第3 问时作了什么假定 解：1.由物料衡算: F=D+W F x F= Dx D+ Wx W D = (x F—x W)·F/ (x D—x W) = h W = F—D = 100— = h 2.饱和蒸汽进料q=0，y q= x F = ∴ x q = y q / [α—(α—1)·y q ]= / —× ) = R min = (x D—y q) / (y q—x q ) = / = 3. V′= V — (1—q )·F = V—F = (R+1)D—F = (3+1)×—100 = 50kmol/h 4. 由平衡关系知: y W=αx W / [1+ (α—1)·x W] = ×[1+ ×] = 由操作线方程 y w' = (L′/V′)x m′—(W/V′)·x W x m′= (y W·V' + W·x W) / L' 釜上一块理论板组成: x m= (y W·V' + W·x W) /（R·D）=×50+×/(3×= j07b15125 常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组成y 1=（易挥发组分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸汽总量的1/2（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全凝器内全部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对挥发度α=，求：⑴ 塔顶产品及回流液的组成；⑵ 由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。 解：y 1=, V=1kmol/h, L=1/2 kmol/h, D=1/2kmol/h, R=1, α=, ⑴y 0=α×x 0/[1+(α-1)x 0]=(1+ -----------(1) 1×y 1=y 0/2+x 0/2 ------------(2) y 0=2× 代入(1) 2×=(1+, x 0=, x D =y 0=×(1+×= ⑵ x 1=y 1/[α-(α-1)y 1]= y 2=Rx 1×/(R+1)+x D /(R+1) =2+2= j07b20024 在连续常压精馏塔中分离某理想混合液，ｘD =，ｘW =（摩尔分率）。已知此塔进料q 线方程为y = 6x －，采用回流比为最小回流比的倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2。求：⑴精馏段操作线方程。⑵若塔底产品W = 150 kmol / h ，求进料量Ｆ和塔顶产品量Ｄ。 ⑶提馏段操作线方程。 解：由q 线方程 q / (q-1) = 6 ∴q= ， x F / (q-1)= ∴x F = 由y = 2x / (x ＋1) 和 y = 6x — 联立展开6x 2 ——＋6x —2x =0 ∴ 6x 2 +—=0 取正根x q = ∴ y q = 6×— = R min = (x D —y q ) / (y q —x q ) = — / — = R = R min = 精馏段操作线方程: y=[R / (R+1)]·x +x D / (R+1)=x+=＋ 总物料衡算: D = W·[(x F —x W ) / (x D —x F )] = 150×－ / － = h F = D + W = +150 = h 提馏段操作线: L′= DR + q F = × +× = h Ｖ′= D (R+1) + (q -1) F = × + × = h y′= (L′/Ｖ′)x—W·x W /Ｖ′= x－150× = － j07a10033 一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯－甲苯物系，采用回流比R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D =和第一块塔板流下液体浓度x 1=（均为摩尔分率）；已知物系的相对挥发度α=，试计算第一块塔板的板效率E mv 。 解：y 1 = x D = y 1*=αx/ [1+(α－1)x]=×[1+×]= y 2=[R/(R+1)]x 1+ x D / (R+1) =[3/(3+1)]×+(3+1)= 1 E mv =(y1—y2)/(y1*－y2)= －/－= j07b15020 某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。处理含易挥发组成ｘF=(mol组成)的饱和蒸汽。塔顶产量Ｄ和塔底排量Ｗ相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+试求：(1)回流比R，塔顶组成x D，塔釜组成x W。(2)提馏段操作线方程。 (3)若两组份相对挥发度α=3，第一板板效率E mL=(ｘD－ｘ1)／(ｘD－ｘ1*)=, 则ｙ2= (2)、(3)选做一题 解： (1)D=F(x F－x W)/(x D-x W) 即=－x W)/(x D－x W) ∴x D + x W =1 ，R/(R+1)=5/6 ∴R=5 x D/(R+1)=x D/(5+1)= x D= x W= (2)提馏段操作线: y'=(L′/V′)x－Wx W/V′ ∵饱和蒸汽进料∴q=0，L′=L，V′=V－F 又F=2D，W=D，L=RD，V=(R+1)D ∴y'=[L/(V－F)]x'－W×(V-F) ={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×[(R+1)D-2D] =[5/(6-2)]x'(6-2)=' (3) (x D－x1)／(x D－x1*)= x1*= y / [α-(α-1)y]=(3-(3-1)×]= ∴/ 解得x1=y2=5x/6+=5×6+= *j07b20159 用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为。进料为150kmol／h，组成为（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为，塔釜采出液中甲苯的回收率为，求：（1）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）精馏段及提馏段操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。 （4）全回流操作时，塔顶第一块板的气相莫弗里板效率为，全凝器凝液组成为，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。 解：(1) D·X D = ·F·x F，W·(1－x W) = F·(1－x F ) × ， D+W = F = 150 D·x D + W·x W = F·x F =150× = 60 W= kmol/h D= kmol/h x D=% x W = % (2) 精馏段操作线方程 y (n+1) = x n·R / (R+1)+x D/ (R+1) = n + 提馏段操作线方程为y(n+1)' = L'·x n' / V'－W·x w / V' q=0，V' = (R+1)D－F，L' = DR， y(n+1)'= x n'·R·D / [(R+1)D－F]－W·x w / [(R+1)D－F]= n'－ (3) ∵ q=0， y e = x F = ，y = α·x / [1+[α－1)x]∴ x e = R min = (x D－y e) / (y e－x e) = －/－= R / R min= 4/ = （4）E mv1= (y1－y2 ) / (y1*－y2 ) = y1*=α×x1/ [1+[α－1)x1] 全回流时y2 = x1 ，y1 = x D = ∴ y1*=·y2 / (1+ ∴ E mv1= －y2) / [/ (1+－y2 ] = y2=% (mol%) y2' =78× / [78×+92×(1－] = % (质量%) 改编： 用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为。 进料为150kmol ／h ，组成为（摩尔分率）的饱和蒸汽，已知塔顶馏出液的流量为 kmol/h ，塔顶馏出液中苯的回收率为，回流比为最小回流比的倍，，求： （1）塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（2）塔釜采出液中甲苯的回收率（3）回流比（4）精馏段及提馏段操作线方程； 解：(1) D·X D = ·F·x F ， D+W = F = 150 D·x D + W·x W = F·x F =150× = 60 W= kmol/h x D =% x W = % (2) W·(1－x W ) / F·(1－x F ) = ， (3) ∵ q=0， y e = x F = ， y = α·x / [1+[α－1)x] ∴ x e = R min = (x D －y e ) / (y e －x e ) = －/－= R / R min = ∴R=4 (4) 精馏段操作线方程 y (n+1) = x n ·R / (R+1)+x D / (R+1) = n + 提馏段操作线方程为y (n+1)' = L'·x n ' / V'－W·x w / V' q=0，V' = (R+1)D －F ，L' = DR ， y (n+1)'= x n '·R·D / [(R+1)D－F]－W·x w / [(R+1)D －F]= n '－ j07b15131 分离苯－甲苯混合液，原料液中含苯（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出液中要求含苯，塔顶用一分凝器和一全凝器（如图），测得塔顶回流液中含苯，离开塔顶第一层板的液体含苯，求： ⑴ 操作条件下平均相对挥发度α； ⑵ 操作回流比Ｒ；⑶ 最小回流比R min 。 解： ⑴ x D 与x 0是平衡关系 =α× / [1+(α－1)×] α= ⑵ y 1与x 1平衡关系 y 1=× (1+× = y 1=R×x 0/(R+1)+x D /(R+1) = / (R+1)+(R+1) ∴ R= ⑶ ∵q=1 ∴x F = x e = ∴ y e =×(1+×= R min = (x D －y e ) / (y e －x F ) = / = j07b15130 原料以饱和液体状态由塔顶加入，F=1kmol/s ，x F = (摩尔分率，下同) ，塔釜间接蒸汽加热，塔顶无回流，要求x D =，x w =，相对挥发度α=，试求： ⑴ 操作线方程；⑵ 设计时若理论板数可增至无穷，F 、x F 和D 不变，x D 的最大值是多少 解：⑴F=D+W , 1=D+W , F x F =Dx D +Wx w =D×+W× , D=V’= , W= , L’=F=1 , y′= (L′/Ｖ′)x—W·x W /Ｖ′=(1/x－× ∴ y′=－ ⑵ 设顶部平衡 x D =y=αx F /(1＋(α－1)x F )=×(1+×= Dx D => F x F 不可能。 分凝器 全凝器 y1 L x 0 x D 1 x 1 设底部平衡x w=0 ∴x D= F x F/D= j07b15137 进料组成x F=(摩尔组成，下同)，以饱和蒸汽状态自精馏塔底部加入，塔底不再设再沸器，要求x D=，x W=，相对挥发度α=，试求：⑴ 操作线方程; ⑵ 设计时若理论板数可增至无穷，且D/F不变，则塔底产品浓度的最低值为多少 解：⑴F=D+W , 设F=1 , 1=D+W , F x F =Dx D+Wx w=D×+W× , ∴ D= , W= , V=F=1 , L=W= y = [L /V]·x + D x D / V = ＋ ⑵ 设底部平衡x w=x F/(α－(α－1)x F)= x D= (F x F－Wx w )/D= 不可能 设顶部平衡 x D=1 , x w= (F x F－D x D )/W= j07c15148 某精馏塔分离Ａ组分和水的混合物（其中Ａ为易挥发组分），x D= ，x W= ， x F = (均为摩尔分率)，原料在泡点下进入塔的中部。塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比R=，塔底用饱和水蒸汽直接加热，每层塔板气相默夫里板效率Ｅmv=，在本题计算范围内，相平衡关系为ｙ=ｘ＋。 试求：⑴ 从塔顶的第一块实际板下降的液体浓度；⑵ 塔顶的采出率D/F。 解：（１）∵q=１，∴饱和水蒸汽用量V＇=V=（R＋1）D＝，全凝器：ｙ1=ｘD = Emv=（ｙ1－ｙ2）／（ｙ1*－ｙ2）=（－ｙ2）／（ｘ1＋－ｙ2）= 即：ｙ2=－ｘ1……（１） 由精馏段操作线方程：（R+1）ｙ2=Rｘ1＋ｘD ｙ2=ｘ1＋……（２） 联解（１）、（２）式，得：ｘ1＝ y2 = （２）F＋V＇=D＋W， V＇=，∴ F＋=D＋W 即: F＋=W ……（３） FｘF=Dx D＋Wx W……（４）式（３）代入式（４），消去W： D/F=（x F－x W）/（x D＋）=（－）／（＋×）= 精馏习题 概念题 一、填空题 1.精馏操作的依据是___________________________________。利用_____________、_____________的方法,将各组分得以分离的过程。实现精馏操作的必要条件____________和___________________。 2. 汽液两相呈平衡状态时，气液两相温度_____，液相组成__________汽相组成。 3.用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为______________。根据α的大小，可用来_ __________________，若α=1，则表示_______________。 4. 某两组分物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n,n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知y n=0.4, y n+1=_________。全回流操作通常适用于_______________或_______________。 5.精馏和蒸馏的区别在于_精馏必须引入回流___________________________________；平衡蒸馏和简单蒸馏主要区别在于____________________________________。 6. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是________________________________和________________________________。 7. 在总压为101.33kPa、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为P A°=116.9kPa、 P B°=46kPa,则相对挥发度α=______，平衡时液相组成x A=_______,汽相组成y A=______。 8. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为____________，馏出液组成为_______________。 9. 最小回流比的定义是_______________________，适宜回流比通常取为____________R min。 10. 精馏塔进料可能有______ 种不同的热状况，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状态参数q值为__________________。 11. 在精馏塔设计中，若F、x F、q D保持不变，若回流比R增大，则x D_______，x W _______，V______，L/V_____。 12. 在精馏塔设计中，若F、x F、x D、x W及R一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板数N T____。精馏段上升蒸汽量V_____、下降液体量L_____；提馏段上升蒸汽量V′_____，下降液体量L′_____。 13. 某理想混合液, 其中一组平衡数据为x=0.823,y=0.923,此时平均相对挥发度为α=___________. 例7—4 欲将65000kg ／h 含苯45％、甲苯55％(质量百分率，下同)的混合液在一连续精馏塔内加以分离，已知馏出液和釜液中的质量要求分别为含苯95％和2％，求馏出液和釜液的摩尔流率以及苯的回收率。 解 苯和甲苯的摩尔质量分别为78kmol/kg 和92kg/mol 进料组成 4911.092 /55.078/45.078/45.0=+= F x 产品组成 9573.092 /05.078/95.078/95.0=+=D x 0235.092/98.078/02.078/02.0=+=W x 进料平均摩尔质量 kg kmol M x M x M B F A F F /12.8592)4911.01(784911.0)1(_____=?-+?=-+= 则 h kmol F /6.76312 .8565000== 根据式(7—29)得 h kmol F x x x x D W D W F /4.3826.7630235 .09573.00235.04911.0=?----＝＝ 所以 W ＝F －D ＝763.6－382.4＝381.2kmol/h 苯的回收率 %6.97%1004911 .06.7639573.04.382%1001=????=＝F D Fx Dx η 例7-5 分离例7－4中的苯－甲苯溶液。已知泡点回流，回流比取3。试求： (1) 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程； (2) 泡点进料和50℃冷液进料时提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程。 解： (1) 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程 精馏段的气液流量由回流比及馏出液流量决定，即 h kmol D R V /6.15294.3820.4)1(=?=+= h kmol RD L /2.11474.3820.3=?== 精馏段操作线方程由式（7－34）计算，即 2393.075.09573.01 3113311+=?+++=x x R x x R R y D ＋＝＋＋ (2) 提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程 在其他操作参数一定的情况下，提馏段的气液相流量即操作线方程受进料热状况的影响。 ① 泡点进料，q=1，则由式（7－43）得 h kmol F q V V h kmol qF L L /6.1529)1(/8.19106.7632.1147=--='=+'＝＋＝ 代入提馏段操作线方程（7－38）得 00586.0249.16 .15290235.02.3816.15298.1910-=?--'--''=x x x W L W x W L L y W ＝ ② 50℃冷液进料. 根据x F ＝0.4911，查常压下苯—甲苯的t-x-y 图，得泡点t b =94.2℃，露点t d =99.2℃。在平均温度为(92.4+50)／2=71.2℃下，查得苯和甲苯的质量比热容为1.83kJ ／(kg·℃)，于是料液在该温度下的比热容为 )./(8.15512.8583.1℃kmol kJ c PL =?= 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_____。 精馏工艺操作基本知识 1、何为相和相平衡： 答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相。 在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相，物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于平衡状态。平衡时，物质还是在不停地运动，但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化，当条件改变时，将建立起新的相平衡，因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的。比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时，要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝，形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压？ 答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。众所周知，放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力 最中将稳定在一个固定的数值上，这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是，当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是，液相的水分子仍然不断地气化，气相中的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，气体和液体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏，精馏的原理是什么？ 答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化，冷凝来说，由于液体混合物中所含的组分的沸点不同，当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去，将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量，气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量，我 3.某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为： 精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y 若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。 分析：若求产品产率，必须确定塔顶产品,塔底产品和进料的组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立，即可确定塔顶，塔底组成。而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得 4. 用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流比取最小回流比的１.４倍，所得塔顶产品组成为０．９５，釜液组成为０．０５．料液的处理量为１００h kmol /．料液的平均相对挥发度为３，若进料时蒸气量占一半，试求： （1）提馏段上升蒸气量； （2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。 分析：欲解提馏段的蒸气量v '，须先知与之有关的精馏段的蒸气量V 。而V 又须通过D R V )1(+=才可确定。可见，先确定最小回流比min R ，进而确定R 是解题的思路。 5.在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体，其组成为0.5，要求塔顶馏出液组成不小于0.95,釜残液组成不大于0.05(以上均为轻组分A 的摩尔分数)。塔顶蒸汽先进入一分凝器，所得冷凝液全部作为塔顶回流,而未凝的蒸气进入全凝器，全部冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为 2.5,操作回流比min 5.1R R =。当馏出液流量为100h kmol /时，试求： （1） 塔顶第1块理论板上升的蒸汽组成； （2） 提馏段上升的气体量。 分析：因为出分凝器的冷凝液L 与未液化的蒸气0V 成相平衡关系，故分凝器相当一层理论塔板。应注意，自分凝器回流塔内的液相组成0x 与自全凝器出来的产品组成D x 不同。 6.在一常压连续精馏塔中分离二元理想混合物。塔顶上升的蒸气通过分凝器后，3/5的蒸气冷凝成液体作为回流液，其浓度为0.86。其余未凝的蒸气经全凝器后全部冷凝为塔顶产品，其浓度为0.9（以上均为轻组分A 的摩尔分数）。若已知回流比为最小回流比的1.2倍，当泡点进料时，试求： （1） 第1块板下降的液体组成； （2） 料液的组成。 分析：抓住分凝器中气液相组成为平衡关系，而回流液组成与第1块板上升蒸气为物料平衡（即精馏段操作线）关系，此题可顺利求解。 3.某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为： 精馏段 16.080.0+=x y 提馏段 02.040.1-=x y 若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。 蒸馏练习题 1．蒸馏是分离（）混合物的单元操作。 B A 气体； B 液体； C 固体； 2．蒸馏是利用各组分的（）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。 3．在二元混合液中，（）的组分称为易挥发组分。 A A 沸点低； B 沸点高； C 沸点恒定； D 沸点变化。 4．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。 5．在二元混合液中，（）的组分称为难挥发组分。 B A 沸点低； B 沸点高； C 沸点恒定； D 沸点变化。 6．在二元混合液中，沸点高的组分称为（）组分。 D A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 7．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 8．液相回流是保证（）过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 B A 吸收； B 精馏； C 传热； D 过滤。 9．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。 10．在再沸器中溶液（）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 部分冷凝；B 全部冷凝；C 部分气化；D 全部气化。 11．在再沸器中溶液部分气化而产生（），是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 D A 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸气。 12．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。 13．（）的作用是提供一定量的上升蒸气流。 C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 14．（）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。 A A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 15．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。 16．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。 17．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。 18．在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（）。 A A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 精僻装置操作工初级理论知识 一、单项选择 1. 二氧化硅的硅的化合价为（B ） A、+6 B、+4 C、+2 D、+1 2. 元素的化学性质决定与原子的（D ） A、核外电子层数 B、核内中子数 C、核内质子数 D、最外层电子数 3. 把少量的（A ）放入水里震荡后能形成溶液。 A、食盐 B、面粉 C、汽油 D、沥宵 4. 当条件不改变时，溶液放置时间稍长，溶质（B ） A、会沉降出来 B、不会分离出来 C、会分解 D、会浮上来 5. 当8g食盐完全溶解于92g水中时，该溶液的质量白分比浓度是（A ） A 、8% B、87%C、92%D、84% 6.结晶水合物是（A ） A 、具有一定组成的化合物B 、 具有一浓度的溶液 C 、悬:浊液D 、 乳浊液 7从硝酸钾和氯化钠的混合溶液| 中分离 而 肖酸钾的方 法 是（ D ） A 、过滤B 、 蒸僻 C 、加热蒸十结晶D 、 加热后浓缩后再冷却结晶 8. 在常压下，假设50C的水饱和蒸汽压为A , 80C的水饱和蒸汽压为B,那么A和B的关系为（C ） A、A=B B、 A > B C、A < B D、A > B 9. 下面关于饱和溶液的说法正确的是（D ） A、在饱和溶液里，溶解和结晶的过程就停止 B、饱和溶液一定是浓溶液 C、同一溶质的饱和溶液的浓度一定大于不饱和溶液的浓度 D、饱和溶液就是该温度下达到平溶解衡状态的溶液 10将高温饱和硝酸钠溶液降温，析出晶体后，经过滤所得滤液是（B ） A、水 B、饱和溶液 C、不饱和溶液 D、硝酸钾晶体11某温度时，把B克饱和氯化钾溶液蒸十，得氯化钾晶体A克，则氯化钾的溶解度为（D）克 A、 A B、100X A/B C、A/ （B-A） D、100X A/ （B-A） 12. 在25C时，10g水最多可溶物质A 1g ,60C时,60克饱和溶液含物质B 10g, 则A和B的溶解度相比为（D ） A、A=B B、A > B C、A < B D、无法比较 13.卜列物质有近的是（A ） A、氟化氢 B、二氧化碳 C、氯化氢 D、氮气 14.下面关于氢氧化钠的俗称不正确的是（B) 精馏操作基本知识 1、何为相和相平衡： 答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相。 在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相，物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于平衡状态。平衡时，物质还是在不停地运动，但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化，当条件改变时，将建立起新的相平衡，因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的。比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时，要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝，形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压？ 答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。众所周知，放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力 最中将稳定在一个固定的数值上，这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是，当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是，液相的水分子仍然不断地气化，气相中的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，气体和液体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏，精馏的原理是什么？ 答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化，冷凝来说，由于液体混合物中所含的组分的沸点不同，当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去，将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量，气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量，我 、填空题: 1、甲醇的分子式为CH30H ,相对分子量为32. 4 ,甲醇的国家卫生标准为50mg/m3，甲醇的密度随温度的增加而减小。 2、氢回收工序额定驰放气处理能力为16500Nm3/h ;处理气体中的某些杂质成分如液态水、甲醇_ 、—灰分_、芳烃类物质_ 等对纤维管分离器的分离效率影响很大。 3、列管式换热器按结构不同分为_固定管板式、浮头式_、U形管式—和填料函式；固定管板式换热器管壁和壳壁的温差大于50摄氏度时，为克服温差应力对换热器造成影响应设置_膨胀节_。 4、为防火防漏，罐区设有_围堰_、_消防水_、_灭火装置_、一氮气隔离_、_可燃气体检测报警等—等设施。 5、写出下面设备位号代表的设备名称： S15403 ________ R15401 甲醇合成塔__________________ J15401B_ 喷射器 B E15401入塔气换热器 E15801H 氢回收列管换热器T15501 T15501预塔回流槽 P15501A/B加压塔讲料泵P15508A/B_碱液泵 C15504回收塔T15702杂醇油贮罐 6、写出下面设备名称的位号： 精甲醇成品罐 T41101ABC 火车装车泵 P41101ABCD 常压塔回流槽 T15503 常压塔冷凝器 E15508 配碱槽 T15505 预精馏塔 C15501 加压塔回流槽T15502 粗甲醇预热器E15501 常压塔回流泵 P15505AB 粗甲醇贮罐 T15701AB 7、甲醇为有毒化合物，口服5~10ml可引起严重中毒10ml以上可导致失明。 8、正常生产中，新鲜气氢碳比的合理值为_2.05~2.15_。 9、合成塔内列管的管径为_44mm，长度为一_7000 mm 10、加压精馏塔的塔顶压力为_800kpa ______________ ，温度为_128 C _ ；塔釜压力为 _812kpa_ 一_温度为_134°C __。 11、四台精馏塔的压降依次为8 kpa二、12kpa、10kpa _、8 kpa二。 12、合成汽包液位的低报警值为_25%一__:低低联锁值为20%_，其联锁动作为净化来新鲜气调节阀XV-15301关闭。 13、FO代表该调节阀为气关阀，FC代表该调节阀为气开阀。 塔基础知识 1：化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的? 答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2：塔设备是如何分类的? 答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性(功能)，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3：什么是塔板效率?其影响因素有哪些? 答：理论塔板数及实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于1。在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成及平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。 4：塔的安装对精馏操作有何影响? 答：：(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向及该层塔板上液体的流动方向一致。（3）溢流口及下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。另外，泪孔是否畅通，受液槽，集油箱，升气管等 填空题 1. 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 答案：多次部分气化；多次部分冷凝 2. 最小回流比是指 。 答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值 3. 当分离要求和回流比一定时， 进料的q 值最小，此时分离所需的理论板数 。 答案：过热蒸气；最多 4 简单蒸馏的主要特征是________和______。 答案：不稳定操作或过程不连续；无回流 5 若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所得残液浓度_____；③馏出物总量______。 答案：①简单蒸馏>平衡蒸馏；②简单蒸馏=平衡蒸馏；③简单蒸馏<平衡蒸馏。 6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。 答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度 7 精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。 答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流 ８ 若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为1t ，液相泡点温度为2t ；塔底某理论板上气相露点温度为3t ，液相露点温度为4t 。请将4个温度间关系用>、=、<符号顺序排列如下_____。 答案：4321t t t t =<= 9 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。 答案：恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性 11 用图解法求理论塔板时，在α、F x 、D x 、W x 、q 、R 、F 和操作压力p 诸参数中， 与解无关。 答案：进料流率F 12 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 。 答案：减小；增加；增加 难度系数：A （A B C三级，A简单，C最难） 题目编号：0301 第3章3节页码 题目：在连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。原料液的流量为175kmol/h，含苯0.44 （mol）,要求塔顶产品含苯0.974（mol），塔底产品含苯0.0235 （mol），求塔顶、塔底产品量为多少kmol/h ？ 解题过程与步骤: 解：D+W=175 175 X 0.44 = D X 0.974+W X 0.0235 D=76.7kmol/h W=98.3kmol/h 计算的最后结果数字：76.7, 98.3 题目编号：0302 第3章3节页码难度系数： C （A B C三级，A简单，C最难） 题目：一常压精馏塔分离苯—甲苯混合物，已知X W = 8.5%, X F= 25%, X D = 98%（均为摩尔分数），相对挥 发度为2.46，泡点加料，回流比为 1.65的最小回流比，塔顶采用全凝器。求（ 1 ）回流比；（2）精提馏段操作线方程；（3）塔顶第二块理论板上升气相组成。 解题过程与步骤： 解: (1) q= 1 y q=a X F/[1+( a — 1) X F] = 2.46 0.25/ [1+( 2.46 — 1) 0.25] = 0.45 X q= X F= 0.25 R min = (X D—y q)/( y q—X q) =( 0.98 —0.45) /(0.45 —0.25) = 2.65 R=1.65R min = 1.65 2.65= 4.37 (2)精馏段操作线方程：y= R/(R+1)X + X D/(R+1) = 0.81X + 0.182 设原料液100kmol/h F=D+W F X F =D X D +WX W 解得：D = 18.44 kmol/h W = 81.56 kmol/h L=RD=4.73 18.44=87.22 kmol/h ) 提馏段操作线方程：y=(L+qF)x/(L+qF —W) —WX w/(L+qF —W) =1.77X—0.066 (3)塔顶采用全凝器y1= X D=0.98 y1=a X1/[1+( a —1) X1] = 0.98 得X1 = 0.95 y2= 0.81x1+ 0.182=0.95 精馏装置操作工初级理论知识 一、单项选择 1.二氧化硅的硅的化合价为（B ） A、+6 B、+4 C、+2 D 、+1 2.元素的化学性质决定与原子的（D ） A、核外电子层数 B、核内中子数 C、核内质子数 D、最外层电子数 3.把少量的（A ）放入水里震荡后能形成溶液。 A、食盐 B、面粉 C、汽油 D、沥青 4.当条件不改变时，溶液放置时间稍长，溶质（B ） A、会沉降出来 B、不会分离出来 C、会分解 D、会浮上来 5.当8g 食盐完全溶解于92g 水中时，该溶液的质量百分比浓度是（A ） A8% B、87% C、92% D 、84% 6. 结晶水合物是（A ） A 、具有一定组成的化合物B 、 具有一浓度的溶液 C 、悬浊液D 、 乳浊液 7 从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中分离硝酸钾的方法是（ D ） A 、过滤B 、 蒸馏 C加热蒸干结晶D加热后浓缩后再冷却结晶8.在常压下，假设50C的水饱和蒸汽压为A , 80C的水饱和蒸汽压为B，那么A 和B的关系为（C ） A、A=B B、A > B C、 A V B D、A》B 9.下面关于饱和溶液的说法正确的是（D ） A、在饱和溶液里，溶解和结晶的过程就停止 B、饱和溶液一定是浓溶液 C、同一溶质的饱和溶液的浓度一定大于不饱和溶液的浓度 D、饱和溶液就是该温度下达到平溶解衡状态的溶液 10将高温饱和硝酸钠溶液降温，析出晶体后，经过滤所得滤液是（B ） A、水 B、饱和溶液 C、不饱和溶液 D、硝酸钾晶体11某温度时，把B 克饱和氯化钾溶液蒸干，得氯化钾晶体A 克，则氯化钾的溶解度为（D ）克 A、 A B、100X A/B C、A/ （B-A） D、100X A/ （B-A） 12.在25E时，10g水最多可溶物质A 1g ,60C时，60克饱和溶液含物质B 10g, 则A和B的溶解度相比为（D ） A、A=B B、A > B C、AV B D、无法比较 13. 下列物质有毒的是（A ） A、氟化氢 B、二氧化碳 C、氯化氢 D、氮气 14. 下面关于氢氧化钠的俗称不正确的是（ B ） A、苛性钠 B、纯碱 C、烧碱 D、火碱 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（ =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 t1 精馏塔基础知识 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 塔基础知识 1：化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的? 答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2：塔设备是如何分类的? 答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性(功能)，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3：什么是塔板效率其影响因素有哪些 答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于 1。在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。 4：塔的安装对精馏操作有何影响? 答：：(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。（3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。另外，泪孔是否畅通，受液槽，集油箱，升气管等部件的安装，检修情况都是要注意的。对于不同的塔板有不同的安装要求，只有按要求安装才能保证塔的生产效率。 5：塔设备中的除沫器有什么作用? 答：除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴，以保证有传质效率，降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作，一般多在塔顶设置除沫器。可有效去除3—5um 的雾滴，塔盘间若设置除沫器，不仅可保证塔盘的传质效率，还可以减小板间距。所以丝网除沫器主要用于气液分离。 6：塔器在进行设备的材料选择时,应考虑哪些问题? 塔基础知识 1：化工生产过程中, 是如何对塔设备进行定义的? 答: 化工生产过程中可提供气（或汽）液或液液两相之间进行直接接触机会，达到 相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2：塔设备是如何分类的? 答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性（功能），可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔 （合成塔）、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3：什么是塔板效率?其影响因素有哪些? 答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于 1 。在实际 运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。 4：塔的安装对精馏操作有何影响? 答：：（1）塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000, 否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降；（2）塔板水平.水平度不超过正负2mm塔板水平度如果达不到要求, 则会造成液层高度不均匀, 使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过, 使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求. 使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。（3）溢 流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。另外，泪孔是否畅通，受液槽，集油箱，升气管等部件的安装，检修情况都是要注意的。对于不同的塔板有不同的安装要求，只有按要求安装才能保证塔的生产效率。 5：塔设备中的除沫器有什么作用? 答：除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴，以保证有传质效率，降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作，一般多在塔顶设置除沫器。可有效去除 3 —5um的雾滴，塔盘间若设置除沫器，不仅可保证塔盘的传质效率，还可以减小板间距。所以丝网除沫器主要用于气液分离。 6：塔器在进行设备的材料选择时, 应考虑哪些问题? 答：（1）在使用温度下有良好的力学性能,即较高的强度, 良好的塑性和冲击韧性以及较低的缺口敏感性。（2）要求具有良好的抗氢, 氮等气体的腐蚀性能。（3）要求具有较好的制造和加工性能，并具有良好的可焊性。（4）热稳定性好 精馏 填空: 1、精馏操作的目的是________________________________,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是_________________________。对于存在恒沸物或相对挥发度等於1的液体混合物需用________精馏方法分离,其基本原理都是___________________________________________。 2、描述任一精馏过程的数学方程有________________._________________._______________________________________,在___________________和________________________假定的条件下,以上方程构成的方程组可见化为____________________和_____________________方程构成的方程组。 3、在精馏塔的设计中,最小回流比是指________________________________________________时的回流比.若增大回流比,则精馏段L/V_______,提馏段L/V_________,完成同样分离要求所需的塔板数减少,但它是以______________________的增加为代价的回流比的调节是通过__________________________________实现的。 4、进料热状态参数q 的物理意义是______________________________________,对于饱和液体其值等于_____________,饱和蒸汽q 等于______________。 5、用直角梯级法(图解法)求解理论板数的前提条件是________________________________,该前提的主要条件是____________________________________________________。 6、板效率是对______________假定的修正,对于分凝器或再沸器,单板效率等于____________。 7、对于一投产的精馏塔,保持D/F,进料状态q 不变,若增大回流比R,则塔顶流出液组成x D _______,塔釜流出液组成x W ____________.x D 的最大值是在_______________________条件下求出的,与塔的分离能力无关,受_________________的约束。 8、“精馏操作的依据是混合液各组分间的沸点差异”一语错在何处？正确地表示应为： （ ）。 答:依据是混合物各组分的挥发性差异,以上说法只使用于理想物系.。 9、理想溶液的特点是同分子之间的作用力与异分子之间的作用力（ ），形成的溶液（ ）容积效应和热效应。 答：相同 无 10、已知甲醇（Ａ）—水（Ｂ）混合液在７５。０℃时的纯分蒸汽压数据和ｙ－ｘ数据为： ｐ０ Ａ＝１４９．６ｋｐａ，ｐ０ Ｂ＝３８．５Ｋｐａ；ｘ＝０．４， ｙ＝０．７２９，则相对挥发度α＝（ ）。(浙大97) 答：4.03 11、塔顶上升蒸汽量中含有A ，B ，C 三个组分，其中A 组分含量为30%（摩尔）。将蒸汽全部冷凝，冷凝液分上下两层，上层供回流，下层作产品，如图所示。两层组成如下： 上层：A ：45% B ：10% C ： 45%。下层：A ：3% B ：90% C ： 7% 则：（1）回流比R=（ ） (2）塔顶上升蒸汽中B 含 量=（ ）。 答：（1）1.8 （2）38.5% 12、某二元混合液中含易挥发组分，x A ＝０．５（摩尔分率），经平衡蒸馏（闪蒸）后得到汽量：液量＝１：１，相对挥发03.4271 .04.06.0729.0//=??== B B A A x y x y α精馏习题及答案
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