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精馏塔计算例题

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精馏计算题

精馏计算题

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=175175 X 0.44 = D X 0.974+W X 0.0235D=76.7kmol/hW=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] = 0.45X q= X F= 0.25R 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/hL=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 = 0.95y2= 0.81x1+ 0.182=0.95计算的最后结果数字： 4.37 , y= 0.81X + 0.182, y=1.77x —0.066 , 0.95题目编号：0303 第3章3节页码难度系数：B （A B C三级，A简单，C最难）题目：在某精馏塔中分离一种液体混合物，泡点进料，已知精馏段操作线方程为y=0.714x+0.284，提馏段操作线方程为y=1.06x —0.0032，试求在该操作条件下的回流比及原料液、馏出液、残液组成。

精馏习题

精馏习题

例7：由正庚烷和正辛烷组成的溶液在常压连续精 馏塔中进行分离。混合液的质量流量为5000kg/h， 其中正庚烷的含量为30%（摩尔百分数，下同）， 要求馏出液中能回收原料中88%的正庚烷，釜液中 含正庚烷不高于5%。试求馏出液的流量及组成，分 别以质量流量和质量分率表示。
例8：常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该
例4：用一常压连续精馏塔分离含苯0.4的苯-甲苯 混合液。要求馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02 （以上均为质量分率），操作回流比为2，进料温 度为25℃，平均相对挥发度为2.5，用简捷计算法 求所需理论板数。并与图解法比较之。
例5：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液体组成分别为0.28， 0.41和0.57，试求三层板中下面两层的单板效率。
在操作条件下苯-甲苯
x 0.26 0.38 0.51
y 0.45 0.60 0.72 例6：有10000kg/h含物质A（摩尔质量为78）0.3 （质量分率，下同）和含物质B（摩尔质量为90）0.7 的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。若要求塔顶产品 中物质A的浓度为0.95，釜液中物质A的浓度为0.01， 试求 （1）进入冷凝器的蒸气量为多少？（2）回流比R 为多少？
例1:某连续精馏塔，泡点加料，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
试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比
例2：要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲 苯溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04 苯（以上均为摩尔分率）的釜液。回流比为3，泡点 进料，进料摩尔流量为100kmol/h。求从冷凝器回流
入塔顶的回流液的摩尔流量及自釜升入塔底的蒸气的 摩尔流量。

精馏计算操作型分析及例题

精馏计算操作型分析及例题

1. 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１００kmol/．料液的平均相对挥发度为３，若进料时蒸气量占h一半，试求：（1）提馏段上升蒸气量；（86.1kmol/h）（2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。

0.88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=才可确定。

可见，先(+V)1R确定最小回流比R，进而确定R是解题的思路。

min理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程的交点恰好落在平衡线上，所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。

某二元混合液的精馏操作过程如图4—9。

已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加入塔釜，工艺要求塔顶产品的组成为0.75，（以上均为轻组分A 的摩尔分数），塔顶产品采出率D/F 为1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。

若操作条件下，该物系的a 为2.5，回流比R 为2.5，求完成上述分离要求所需的理论板数（操作满足恒摩尔流假设）。

包括塔釜在共需3块理论塔板。

分析：因题中未给平衡相图，只可考虑逐板计算法求理论板数。

当料液直接加入塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利用不同的操作线方程与相平衡方程交替使用计算各板的气液相组成，直至W x x 时止。

图4-94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；0.909（2） 提馏段上升的气体量。

精馏典型例题题解

精馏典型例题题解
解： （1）两股原料分别在其泡点下进入相应浓度的塔板上
第1段：y R x xD R1 R1
D, xD
全塔物料衡算 F1 F2 D W
F1 , xF 1
1段
F1 x f 1 F2 x f 2 Dx DWxW
D 82.35kmol / h,W 200 82.35 117.65kmol / h
解得：x2=0.633
yW1 W2 W1 x1 W2 x2
2
y
W1 x1
W2 x2
0.7
0.633 3
0.834
W1 W2
1 2
（1）平衡蒸馏
3
原因是：简单蒸馏始终在最低（泡点）的温度下操作，
解得：y=0.816 ; x=0.642
相对挥发度比较大，即在较低的温度下，重组分不易 挥发，故所汽化的组分中轻组分浓度大。
第3页/共77页
例1:某连续精馏塔，泡点进料，已知操作线方程如下：
精馏段(rectifying section)： 提馏段(stripping section)：
y 0.8x 0.172
y 1.3x 0.018
试求：原料液组成、馏出液组成、釜液组成、回流比。
解： R 0.8 R 4
R1
V2 L2 T B 280 30 70 240kmol / h
D, xD
F, xF
1#
1段 2段
3段 T , xT
1段 2#
2段
B, xB
第8页/共77页
W , xw
1#塔虚线所围范围易挥发组分物料衡算：
L2 x TxT V2 y BxB
F~T段操作线方程：
y L2 x TxT Bx B
采用连续精馏塔分离某双组分混合物，进料组成为 0.4（易挥发组分摩尔分率），进料 汽液比为 1：1（摩尔量比）。塔顶泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶易挥发组分 回收率达到98% ，塔釜难挥发组分回收率达到99% 。已知该物系的相对挥发度为 3 试 求：（1）塔顶、塔底产品的组成和塔顶采出率；（2）Rmin

精馏计算题

精馏计算题
求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程及提馏段回流液量L’
答案与评分标准
解：（1）精馏段操作线方程
将已知量R＝3，xD＝0.95代入精馏段操作线方程可得：
即
（3分）
（2）提馏段操作线方程及提馏段回流液量
①已知R＝3，L＝540kmol/h，可得 kmol/h（1分）
②由全塔物料衡算：F=D+W，可得W=F－D=788－180＝608kmol/h（1分）
补充1
在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的气相组成yn＋1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度 为2.5，求：（1）从该板上升的蒸气组成yn；（2）流入该板的液相组成xn－1；（3）回流比R。
答案与评分标准
解：（1）求yn可用气液平衡方程由 、xn求出yn
答案与评分标准
解：（1）用逐板计算法求NT精。已知xF＝0.6，xD＝0.9，R＝1.5， 。
①求精馏段操作线方程：
。代入已知量得： （A）（2分）
2气液平衡方程：
由 可得 （B）（2分）
3因假设塔顶为全凝器，故有 （1分）代入（B）式可求出x1，
（1分）将 代入（A）式可求出y2， （1分）再将 代入（B）式求出x2， ＜ （xF＝0.6）（1分），故可知第二块理论板为加料板，精馏段所需理论板数NT精＝2－1＝1块（层）（1分）
（2分）
（3）求R
由 （1分）可解出：2R＝R＋1，R＝1（1分）
（2）求xn－1
①由精馏段操作线方程 ，得
解出xD＝0.85（2分）
②因 ，代入已知量得
，解出 （2分）
补充2
在连续精馏塔中分离某两组分混合物。已知原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分摩尔分数，下同），饱和蒸气进料；馏出液组成为0.98，回流比R为2.6，若要求易挥发组分回收率为96％，求：（1）馏出液的摩尔流量D；（2）提馏段操作线方程。

精馏经典例题

精馏经典例题

精馏典型计算例题1. 某连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程为：y =0.723x +0.263,提馏段操作线方程为：y =1.25x -0.0187,若原料液于露点温度下进入精馏塔中，求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。

解：由精馏段操作线方程 1111n n D Ry x x R R +=+++0.7231RR =+，得 R = 2.61；10.2631D x R =+，得 x D = 0.95 将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立1.250.0187y x y x =-⎧⎨=⎩解得 x = 0.07，即 x w = 0.07将两操作线方程联立0.7230.2631.250.0187y x y x =+⎧⎨=-⎩解得 x = 0.535，y = 0.65因是露点进料，q = 0，q 线水平，两操作线交点的纵坐标即是进料浓度， ∴ x F = 0.652. 有苯和甲苯混合物，含苯0.4，流量1000 kmol/h ，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α=2.5。

试求。

（1）塔顶产品量D ；塔底残液量W 及组成x W ； （2）回流比R 及精馏段操作线方程；（3）由第二块理论板（从上往下数）上升蒸汽的组成。

解：（1）kmol/h 600kmol/h 400%904.010009.0===⨯W D D10000.44000.910000.44000.96000.0667600W W x x ⨯-⨯⨯=⨯+==（2）111F x qq y x q q ==---q 线方程：0.4F x =平衡线方程：()x xy x x y 5.115.2115.2+=-+==ααα 联立求得：625.04.0==e e y x8333.15.1222.14.0625.0625.09.0min min ===--=--=R R x y y x R dd D精馏段操作线：317.0647.011+=+++=x R x x R R y D（3）9.01==D x y 由平衡线方程可得：7826.05.115.29.0111=+=x x x由精馏段操作线：8234.0317.0647.012=+=x y3. 一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知精馏段某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的汽相组成为0.78（以上均为轻组分A 的摩尔分数，下同）。

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精馏计算题计算题：课后习题8，91、某⼆元混合液的精馏操作过程如附图。

已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加⼊塔釜内，⼯艺要求塔顶产品的组成为0.75，（以上均为轻组分A 的摩尔分数），塔顶产品采出率D/F 为1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。

若操作条件下，该物系的α为3.0，回流⽐R 为2.5，求完成上述分离要求所需的理论板数（操作满⾜恒摩尔流假设）。

（塔釜在内共需3块理论塔板）提⽰：已知x F =0.52, 泡点进料q=1，x D =0.75，α=3.0通过物料衡算解得 W x =0.34列出精馏段操作线⽅程，⽓液平衡⽅程q 线⽅程，精馏段操作线⽅程与q 线⽅程联⽴解得q 点坐标，过（x W ，x W ），（x q ，y q ）建⽴提馏段操作线⽅程2、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。

（馏出液x D =0.9573,釜液x W =0.0235,）苯的回收率 3、在连续精馏塔中分离某理想⼆元混合物。

已知原料液流量为100kmol/h ，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，馏出液组成为0.98，回流⽐为2.6。

若要求易挥发组分回收率为96%，试计算：(1) 釜残液的摩尔流量；(51.02kmol/h)(2) 提馏段操作线⽅程。

（y’m+1=1.688x ’m -0.026）4、⽤常压精馏塔分离某⼆元混合物，其平均相对挥发度为α=2，原料液量F=10kmol/h ，饱和蒸⽓进料，进料浓度x F=0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度x D =0.9，易挥发组份的回收率为90%，回流⽐R=2R min ，塔顶为全凝器，塔底为间接蒸⽓加热，求：（1）馏出液量及釜残液组成？(D=5 kmol/h ,x W =0.1)（2）从第⼀块塔板下降的液体组成x 1为多少？(0,82)（3）最⼩回流⽐？(2.35)（4）精馏段各板上升的蒸⽓量为多少kmol/h ？(V=L+D=(R+1)D=28.5 kmol/h )（5）提馏段各板上升的蒸⽓量为多少kmol/h ？(V ’=V-(q-1)F=18.5 kmol/h ) 100%D D F DxFx η=?5. 在连续精馏塔中分离⼆硫化碳（A ）和四氯化碳（B ）混合液，原料液流量为10000kg/h 、组成为0.3（质量分数，下同）。

精馏典型例题

精馏典型例题

第9章 精馏 典型例题例1：逐板法求理论板的基本思想有一常压连续操作的精馏塔用来分离苯-甲苯混合液，塔顶设有一平衡分凝器，自塔顶逸出的蒸汽经分凝器后，液相摩尔数为汽相摩尔数的二倍，所得液相全部在泡点下回流于塔，所得汽相经全凝器冷凝后作为产品。

已知产品中含苯0.95（摩尔分率），苯对甲苯的相对挥发度可取为2.5 。

试计算从塔顶向下数第二块理论板的上升蒸汽组成。

解: 884.095.05.15.295.05.115.20000=⨯-=→=+=x x x x y DR=L/D=2905.03/95.0884.0323/95.032:11=+⨯=+=+y x y n n 精馏段方程845.03/95.0793.032793.0905.05.15.2905.05.15.22111=+⨯==⨯-=-=y y y x例2：板数较少塔的操作型计算拟用一 3 块理论板的（含塔釜）的精馏塔分离含苯50%（摩尔分率，下同）的苯-氯苯混合物。

处理量F=100 Kmol/h ，要求 D=45 Kmol/h 且 x D >84%。

若精馏条件为：回流比R=1 ，泡点进料，加料位置在第二块理论板，α=4.10 ，问能否完成上述分离任务？ 解：W=55kmol/h精馏段操作线方程：y n+1=0.5x n +0.42提馏段的操作线方程：Fq D R Wx x F q D R qFRD y w )1()1()1()1(--+---++=将相关数据代入得提馏段操作线方程：134.061.1-=x y 逐板计算：y 1=x D =0.84y 2=0.5×0.56+0.42=0.7057.0134.036.061.13=-⨯=y.22.05584.04550=⨯-=-=WDx Fx x Df w ()56.084.01.31.484.01111=⨯-=--=y y x αα36.07.01.31.470.02=⨯-=x22.024.057.01.31.457.03≥=⨯-=x所以不能完成任务。

计算题(蒸馏)

计算题(蒸馏)

计算题(蒸馏)计算题（蒸馏）进料状态与最小回流比1、精馏塔采用全凝器，用以分离苯和甲苯组成的理想溶液，进料状态为汽液共存，两相组成如下：xF=0.5077，yF=0.7201。

(1) 若塔顶产品组成xD=0.99，塔底产品的组成为xW=0.02，问最小回流比为多少？塔底产品的纯度如何保证?(2) 进料室的压强和温度如何确定。

(3) 该进料两组份的相对挥发度为多少?(Rmin=1.271，通过选择合适的回流比来保证；?=2.49)．2、常压连续操作的精馏塔来分离苯和甲苯混和液，已知进料中含苯0.6(摩尔分数)，进料状态是汽液各占一半(摩尔数)，从塔顶全凝器取出馏出液的组成为含苯0.98(摩尔分数)，已知苯―甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。

试求：（1）进料的汽液相组成；(2)最小回流比。

(液相0.49；汽相0.71；Rmin=1.227)3、最小回流比与理论板数用一连续精馏塔分离苯―甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02(以上均为摩尔分数)，R=4。

求下面两种进料状况下最小回流比Rmin。

及所需理论板数：(1)原料液温度为25℃；(2)原料为汽液混合物，汽液比为3 ：4。

已知苯―甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。

(Rmin=1.257，NT=10，第5块加料；Rmin =2.06，NT=11，第6块加料)4、物料恒算：1kmol/s的饱和汽态的氨―水混合物进人一个精馏段和提馏段各有1块理论塔板的精馏塔分离，进料中氨的组成为0.001(摩尔分数)。

塔顶回流为饱和液体，回流量为1.3kmol/s，塔底再沸器产生的汽相量为0.6kmol/s。

若操作范围内氨―水溶液的汽液平衡关系可表示为y=1.26x，求塔顶、塔底的产品组成。

(xD=1.402?10， xW=8.267?10)1-3-45、操作线方程一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知精馏段某层塔板的气、液相组成分别为0.83和 0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78(以上均为轻组分A的摩尔分数，下同)。

精馏习题及答案解析

精馏习题及答案解析

精馏习题课例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯0.8(摩尔分率)，回流比均为2。

(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为0t 、1t ，问0t 、1t 是否相等?为什么?并求0t 、1t 的值。

(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为1y 含苯0.8(摩尔分率)。

①比较温度1t 、2t 、3t 的大小；②比较回流液浓度1L x 、2L x 、3L x 的大小；③比较塔顶产品浓度1D x 、2D x 、3D x 的大小。

将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。

(3)三种情况下精馏段操作线是否相同?在同一x y图上表示出来，并将三种情况下D x 、L x 、V x 的值在x y图上表示出来。

已知阿托因常数如下(阿托因方程为)/(lg 0T CB Ap，其中P 单位为mmHg ，T 单位为℃)：AB C 苯 6.89740 1206.35 220.237 甲苯6.9581343.91219.58例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。

进料为含苯0.4(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h 。

要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.014。

若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的 1.25倍，塔底采用再沸器。

全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为 2.46，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。

试求：①塔顶、塔底产品的流率D 、W 及塔顶产品的组成x D ；②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少；③精馏段及提馏段的操作线方程；④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F 、组成x F 均相同。

精馏题库计算题精选（课堂版）

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精馏题库计算题精选（课堂版）某双组分理想物系当温度t=80℃时，P A°=106.7kPa，P B°=40kPa，液相摩尔组成x A=0.4，试求：⑴与此液相组成相平衡的汽相组成；⑵相对挥发度α。

解：（1）x A=(P总－P B°)／(P A°－P B°) ；0.4=(P总－40)／（106.7－40）∴P总=66.7kPa；y A=x A·P A°／P总=0.4×106.7／66.7=0.64（２）α=P A°／P B°=106.7／40=2.67j07a10011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=56.2kmol/h D= 43.8kmol/h②∵q=1 V'=V∴L =V－D=132－43.8=88.2 kmol/hR=L/D=88.2/43.6=2.02j07a10019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0.54（摩尔分率），回流比R=3.6，提馏段操作线的斜率为1.25，截距为-0.0187，求馏出液组成x D。

解: y q=x F=0.54 (1)精馏段方程: y=0.7826x+0.217 x D提段方程: y=1.25x-0.0187 (3)式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标x q=x=0.447，将y q=0.54，, x q=0.447代入(2) 得x D=0.8764j07b20014在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q线方程式为y=－0.5x+1.5x F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 =0.44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。

精馏塔计算

精馏塔计算

则， 假设t(℃) 则， 82
x1 y1 PA0 PB0 x1 y1 PA0 PB0 0.23
则塔顶温度为t(℃)
则相对挥发度 2、塔进料处 假设t(℃) α x2
85.06190349 则，
90 则，
假设t(℃) 则，
91
PA0 PB0 x1 y1 PA0 PB0 x1 y1 PA0 PB0 0.01
93.97875314 0.057178571 0.12553484 228.2528547 96.72332829 0.034985846 0.078811933 110.1258575 234.9144457 99.88848369 2.351767061 2.450971388 2.492046986
2、提馏段液体的摩尔流量 提馏段气体的摩尔流量
L" V"
kmol/h kmol/h
501.8242979 304.8846583
Ln 10.12223
塔底物料平均千摩尔质量 MD kg/kmol 18.14 塔底气相密度 ρ g kg/m³ 0.576892967 塔底液相密度 ρ l kg/m³ 899.316916 查的 B58 温度下水的表面张力 σ N/m 0.0165 提馏段上升与下降气体积流量 Vg m³/h 9586.887035 2.663024176 提馏段上升与下降液体积流量 Vl m³/h 10.12223011 假设板间距 HT mm 400 板上清液层高度 hl 50-100mm 60 则分离空间 HT-hl 0.34 气液动能参数 VL/Vg√ (ρ l/ρ g) 0.041687644 查得气体的负荷因子 C20 0.075 则气体的负荷因子校正 C m/s 0.072169227 则最大允许速率 umax m/s 2.848534424 取空塔速率为最大允许速率的 （0.6-0.8） 0.7 则空塔速率为 u m/s 1.993974097 则提馏段塔径 D m 1.640844606 则D可取 m 1.8 由表可知，当塔径取1.8m时，板间距可取400mm，因此假设的板间距可用。 则塔有效段高为： Z m 12.4

化工原理蒸馏计算题-10

化工原理蒸馏计算题-10

精馏计算10题-2012(一) 用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h，易挥发组分x F=0.5，泡点进料，得塔顶产品x D=0.9，塔底釜液x W=0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度α=2.25，塔顶为全凝器，求：(1)塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；(2)第一块塔板下降的液体组成x1为多少；(3)写出提馏段操作线数值方程；(4)最小回流比。

（二）一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。

已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。

试求：（1）塔顶、塔底产品组成；（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量；（3）蒸馏釜中每小时产生蒸气量若全塔平均α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率E ml=0.6，求离开塔顶第二块塔（三）在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，饱和蒸汽进料。

已知进料量为150kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率），回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。

试求：（1）塔顶馏出液及塔釜采出液组成；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程；（4）回流比与最小回流比的比值；（5）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6，全凝器液相组成为0.98，求由塔顶第二块板上升的气相组成。

（四）在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。

进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。

已知 =2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。

试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成x w；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数为多少？（五）用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以上均为摩尔分率）。

精馏例题06

精馏例题06

xW
xF
xD
例3：用一连续精馏塔分离苯－甲苯混合液，原料液中 含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（均为摩尔分率）， 原料液为汽、液混合进料，其中蒸汽占1／3（摩尔数 比）苯－甲苯的平均相对挥发度为2.5，试求： （1）原料液气相和液相的组成。（2）最小回流比。 解：q=2／3＝0.67 x 2.5 x y ye 1 ( 1) x 1 1.5 x
解：
R 1、 0.75 R 3 R1
xD 0.20 x D 0.8 R1
D x F xW 0.4 xW 0.05 F x D xW
设原料液流量F=100kmol/h
q0
L L qF V V ( 1 q )F
提馏段操作线方程
L L RD 120kmol / h V V F 60kmol / h
例2 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混 合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进 料平均组成xF=0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔 顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的 96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计 算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出 提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块 板上，上升蒸汽的组成为多少？ 解：(1)
（1）塔顶和塔底产品的组成；
（2）塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量； （3）塔底每小时上升的蒸汽量； （4）提馏段操作线方程和q线方程； （5）若物系的相对挥发度为2.5，由第一块板下流的 液相含苯94.3％，求第一块塔板以气相组成表示的板 效率Emv。
解：（1）
R 0 .8 2 5 R1 R 4 .7 1 4 xD 0 .1 7 R1 x D 0 .9 7

精馏计算题[专题]

精馏计算题[专题]

某料液以2.5kmol/h 的流率加入回收塔的顶部（见附图），其组成为0.4（mol%，下同），进料温度为10℃，塔顶蒸汽冷凝后全部作为产品。

已知：料液泡点为98℃，平均比热为1.6kJ/（kmol ℃），汽化潜热为350kJ/kmol ，塔顶产品馏出率D/F 为0.717，x W =0.02，料液相对挥发度为3。

塔内物流遵循恒摩尔流假定。

试求：（1）塔内液气比为多少？（2）经第一块理论板的气相增浓了多少？(1)h kmol F FD/5.2=,717.0=hkmol D F W hkmol D /71.0=79.15.2==/79.1=5.2×717.0=∴()()40.1=3501098×6.1+1=+==rt t C r i i i i q F bp L V F V又R=0塔内液流量 hkmol qF qF RD L /5.3=5.2×40.1==+=′塔内汽流量()()()()hkmol Fq D Fq D R V /79.2=5.2×14.1+79.1=1+=1+1+=′25.1=79.25.3=′′V L （2）55.0=79.102.0×71.04.0×5.2==D Wx Fx x W FD故55.0==1D x y()289.0=55.0×2355.0=1=∴111y ααy x操作线方程为：00509.025.1=79.202.0×71.025.1=′′′=1+nnWn n x x V Wx x V L y356.0=00509.0289.0×25.1=00509.025.1=∴12x y194.0=356.055.0==Δ21y y y4． 已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，操作线方程分别如下：精馏线提馏线D试求该塔操作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分率。

（本题15分）解：由精馏线得：7143.0=1+R R，R = 2.500由提馏线得：2714.0=1+R x D，x D = 0.9499≈0.950提馏线斜率()()25.1=11++=′′Fq D R qFL V L ，得 F = 1.5D提馏线截距01.0=′W x V W，()01.0=1+W x F D R D F ，得 x W = 0.04由 Fx F = Dx D ＋Wx W 得：W D W D f x F D x F D F x D F Dx x 1+=)(+=01.0×5.111+5.195.0=5.11+5.1=W D x D D x D D = 0.6474． 已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，原料液流量为100kmoL/h ，组成为0.5（摩尔分率，下同） ，馏出组成0.95，残液组成0.1，物系平均相对挥发度2.0，塔顶全凝器，泡点回流。

化工原理精馏计算题

化工原理精馏计算题

4-93 已知某精馏塔塔顶蒸汽的温度为80C ，经全凝器冷凝后馏出液中苯的组成 为0.90，甲苯的组成为0.10（以上均为轻组分A 的摩尔分数），试求该塔的操作压强。

溶液中纯组分的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算，即 Ct B A p o +-=lg 式中苯和甲苯的常数为组 分 A B C 苯 6.898 1206.35 220.24 甲苯 6.953 1343.94 219.58分析： 求塔内操作压强即是求塔内蒸汽总压p ,因此体系为理想体系，可通过道尔顿分压定律A A py p = 及拉乌尔定律求得。

解：利用安托尼公式分别计算80℃时苯与甲苯两种纯组分饱和蒸气压，即88.224.2200.8035.1206898.6lg 0=+-=A pKPa mmHg p A 14.10158.7580==47.258.2190.8094.1343953.6lg 0=+-=B pKPa mmHg p B 35.3912.2950==由于全凝器中，进入塔顶的蒸气与已冷凝的馏出液组成相同，则 9.0==D A x y 由道尔顿分压定律)()(00000B A B A A A A A p p p p p p p x p p p y --=== )35.3914.101()35.39(14.10190.0--=p 解得 KPa p 54.968=4-94 苯与甲苯的混合溶液在总压KPa 3.101下经单级釜进行闪蒸，气化率为%35，若溶液中苯的组成为477.0，蒸馏后，闪蒸罐顶产物和罐底产物的组成各为多少？操作压力增大１倍时，两产物的组成有何变化？分析：闪蒸即平衡蒸馏，蒸馏后罐顶产物与罐底产物实质是处于平衡状态的气液两相，其组成应既满足物料平衡关系又满足相平衡关系。

解：（１）由物料衡算式11---=q x q qy F（a ） 及 )1(00A B A A B A x p x p p p p -+=+= (b)和 A A A A x p p py 0== (c)用试差法解以上３式，即可求得罐底组成y ，罐底组成x 及平衡温度t 。

化工原理 精馏讲课例题公式总结

化工原理 精馏讲课例题公式总结

例1在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液流量为1000kmol/h ，组成为含苯0.4（摩尔分率，下同）馏出液组成为含苯0.9，苯在塔顶的回收率为90%，泡点进料(q=1)，回流比为1.83，物系的平均相对挥发度为2.5。

试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。

解：D n n x VD x V L y +=+1 D L V +=D L R =D R V )1(+=RD L =V Wx x V L y W m m '-''=+1热状况函数定义qF L L +='提馏段物料衡算W V L +=''关键计算W L V -''=111+++=+R x x R R y D n n9.0==F D Fx Dx η h kmol x Fx D D F /4009.04.010009.09.0=⨯⨯==W=F-D=1000-400=600kmol/hw D F Wx Dx Fx += W x ⨯+⨯=⨯6009.04004.01000 00667.0=W x 111+++=+R x x R R y D n n精馏段操作线方程 318.0647.0183.19.0183.183.11+=+++=+n n n x x yV Wx x V L y W m m '-''=+1h kmol D R V V /113240083.2)1(=⨯=+=='h kmol F RD F L qF L L /1732100040083.1=+⨯=+=+=+=' 提馏段操作线方程0354.053.111320667.0600113217321-=⨯-='-''=+m m W m m x x V Wx x V L y例2氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离。

要求馏出液中氯仿的组成为0.95（摩尔分率），馏出液流量50Kg/h 。

塔设计例题汇总

塔设计例题汇总

1、设计题目：年产8000 吨乙醇板式精馏塔工艺设计2、已知条件：A. 进料F=6kmol/h q=0 Xf=0.45B.压力：p顶=4KPa单板压降w 0.7KPaC.采用电加热，塔顶冷凝水采用12 C深井水D.要求：Xd=0.88 Xw=0.01E.选定R/Rmin=1.63、设计要求（1）物料流程图，塔版图，塔体工艺图（2）各接口尺寸（3）加热剂及冷却剂用量。

二、设计方案选定2.1精馏方式：本设计采用连续精馏方式。

原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。

其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。

由于所涉浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。

2.2操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于乙醇和水这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。

2.3塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降教低，在乙醇和水这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。

2.4加料方式和加料热状态：加料方式选择加料泵打入。

由于原料温度稳定，为减少操作成本采用30 度原料冷液进料。

2.5由于蒸汽质量不易保证，采用间接，蒸汽加热。

2.6再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至65 度回流入塔。

冷凝冷却器安装在较低的框架上，通过回流比控制期分流后，用回流泵打回塔内，馏出产品进入储罐。

塔釜产品接近纯水，一部分用来补充加热蒸汽，其余储槽备稀释其他工段污水排放。

三、总体设计计算3.1 汽液平衡数据（760mm Hg）乙醇%（mol）温度液相X 气相丫°c0.00 0.00 1001.90 17.00 95.5 7.21 38.91 89.0 9.66 43.75 86.7 12.38 47.04 85.3 16.61 50.89 84.1 23.37 54.45 82.7 26.08 55.80 82.3 32.73 58.26 81.5 39.65 61.22 80.750.79 65.64 79.851.98 65.99 79.7 57.32 68.41 79.3 67.63 73.85 78.74 74.72 78.15 78.41 89.43 89.43 78.153.2 物料衡算3.2.1已知：A.进料：F=6 kmol/h q=0 Xf=0.45B.压力：p顶=4KPa单板压降＜0.7KPaC.采用电加热，塔顶冷凝水采用12 C深井水D.要求：Xd=0.88 Xw=0.01E.选定：R/Rmi n=1.6D=(Xf-Xw)/(Xd-Xw) 采=(0.45-0.01)/(0.88-0.01) 6=3.0*kmol/hW=F-D=6-3.03=2.97 kmol/h查y-x 图得Xd/(Rmin+1)=0.218Rmin=3.037 二R=1.6Rmin=4.859•••饱和蒸汽进料• q=0L=RD=4.859X3.03=14.723 kmol/hV=(R+1)D=(4.859+1) 3.03=17.753 kmol/hL'=L+qF=14.723+0 6=14.723 kmol/hV'=V-(1-q)F=17.753-(1-0) 6=11.753 kmol/h1.3 操作线及塔板计算1.精馏段操作线：Y=R X/(R+1)+Xd/(R+1)•Y=0.829X+0.1503.2.2.提馏段操作线：Y=(L'/V') X-(W/V') Xw•Y=1.253X-0.000253.3.理论塔板的计算利用计算机制图取得理论板数Nt=29.33 块, 其中精馏段塔板Nt1=26.85 块,第27 块为加料板,提馏段Nt2 =2.48 块。

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精馏塔计算例题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：【例4-1】 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。

进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成x F =0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。

要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。

取回流比为最小回流比的1.242倍。

试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？解题思路：()Wx 1 问要求的，此法不通）（第 3 1WL Wx x W L L y Wx Dx Fx F m m WD F -'--''=+=+ WFD W D F x Fx DxW D F Wx Dx Fx 联立解得只要通过 96.0 , =+=+=()11 21+++=+R x x R Ry D n n ()n n n x a ax y 11-+= ()F F F x x y 11-+=ααqq q D m x y y x R --=11---=q x x q qy F ()F F f Fy q qFx Fx -+=1 （3）提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求，也可以用两点式方程求得，即点（x w ，x w ）和进料线与精馏线交点（4）5.0 1*2122=--=→→y y y y E y MV 逐板计算法解题过程：()0223.0361.0193.0361.035.01361.093.035.096.0, 96.0 1=-⨯-=--=--=-=⎩⎨⎧+=+==⨯=∴=FD x F Dx DF Dx Fx W Dx Fx x Wx Dx Fx WD F F D Fx Dx DF DF D F W W D F FD得：由()()()()()186.08.0 1493.014411 0.422.3242.1242.1 22.3272.0428.0428.093.0 428.0272.0 07.03.27.012 7.0 15.035.015.05.011 5.0 428.01272.035.0 1 1 12 2, 272.011272.0428.0 11 22+=+++=+++=∴=⨯===--=--=∴⎪⎩⎪⎨⎧==∴=-+⇒⎪⎩⎪⎨⎧+-=-=+-=---=---=∴=∴⨯-+⨯=-+=∴-'=-+=∴=∴⨯-+⨯=-+=n n n D n n m q q q D m q q f FF F n n n x y x R x x R R y R R x y y x R y x x x x y x x y x y x q x x q q y q q q y q F Fqx Fx FLL q qq xxy a a a x a ax y 即：精馏段方程为：线的交点联立求解平衡线与进料即，进料线方程为：气相所占分率为分率，则可视为进料中液相所占在汽、液混合进料中，：平衡线方程为Θ()()()0109.049.11361.05.0361.040223.01361.01361.05.0361.045.0361.04111 311-=-++⨯⨯-+-++⨯+⨯=-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-++⋅+⋅=-++-+-+++=-+--++=-'--''=++m m m W m W m W m W m m x y x FD q F D R x F D x F D q F D R qF DR FD qF RD x F D x F D qF RD qFRD WqF L Wx x W qF L qF L W L Wx x W L L y ()即提馏段方程由两点式直线方程有：解得：）的交点（又通过精馏线与进料线过点（又一解法：提馏段方程 0107.049.1 285.049.1414.0 285.00223.0285.0414.00223.0414.0 414.0285.0 7.0186.08.0 ,),, 12112111111111-=-=---=----=--⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧+-=+=x y x y x y x x x x y y y y y x x y x y y x x x W W()0569.0 5.00436.00702.00436.0 0702.00364.010364.0212 0364.049.10107.00436.049.10107.0 0107.049.1 0436.00223.010223.0212 ?4221*21222*22*2122112112=∴=--=--==+⨯=+==+=+=∴-==+⨯=+==y y y y y y E x x y x y y x x y y x x x y x y y MV W W w 根据默弗里板效率公式成平衡关系与。

服从提馏段操作线关系与成平衡关系。

与如图所示，求点评：此题对精馏这一章的，几乎所有主要知识点都复习到了。

1．全塔物料衡算方程和塔顶产品收率⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛F DFxDx 的概念；2．平衡线方程；3．进料状况参数q 的意义及L ′与L 的定量关系；y 2 y 1x 2x w4．进料线方程；5．最小回流比及其计算式； 6．精馏段方程和提馏段方程； 7．逐板计算法；8．默弗里板效率的概念及计算。

【例4-2】 如图所示的精馏塔具有一块实际板，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，原料组成x f =0.2（摩尔分率，下同），塔顶易挥发组分回收率为80%，且塔顶组成x D =0.28，系统的平均相对挥发度α=2.5。

假定塔内汽、液摩尔流率恒定，塔釜可视为一块理论板，试求该板的板效率。

解题思路：假定此实际板为第1块板，如图所示：8.0 , 5.2 , 2.0 , 28.0 1=======FD F o D Fx Dx x x x y φα已知：W,x w F,x f D,x Dx 0x 1y 2W,x wy 1 F D2*121y y y y E MV --=D x y =1 DF x x F D⋅=φ ()WWx x y 112-+=αα W D F Wx Dx Fx W D F +=+=()11*111x x y -+=αα 1121Fx Dy Dy Fx x o +=+衡算，可求对第一块板做物料解题过程：()()()()()665.0205.03177.0205.028.0 3177.0157.05.11157.05.211 157.020.028.0205.0571.0 205.00935.05.110935.05.211 0935.0571.0128.0571.02.0 1 571.028.0/2.08.0 2*12111*121211122=--=--==⨯+⨯=-+==+-=+-=+-=∴+=+=⨯+⨯=-+==-⨯-=--=--=⇒⎩⎨⎧+=+==⨯=⋅=⇒=y y y y E x x y x x y FDx F y y D x Fx Dy Dy Fx x x y FD x F Dx D F Dx Fx x Wx Dx Fx W D F x x F D Fx Dx MVFD o o WWD F D F w W D F D F F D ααααφφ才有：假定是恒摩尔流假设，()()一致的。

得出的结果是的任一参数范围，但对于稳定过程说明：选不同物料衡算计算得到（加热釜）作物料平衡也可以通过对第二块板进而求得作物料平衡算得到也可以通过对第一块板？再求求也是本题的难点，如何公式等。

但关键之处，的计算全塔物料衡算、板效率线方程、回收率概念、点评：此题复习了平衡, 0.1570935.0571.01205.0571.0 : 157.0 , : , 12121111121*11x x FDF y F D x Wx Dy Fx x x Fx Dy Dy Fx x y x W W o =⨯-+⨯=-+=⇒+==+=+【例4-3】用一连续精馏塔分离苯-甲苯物系，已知进料组成x F =0.44，要求塔顶组成达x D =0.9（摩尔分率，上同）。

已知物系的平均相对挥发度α=2.47，最小回流比R m =3，试求此时的进料状况参数q 值。

解题思路：q 不通 1 , FV V q F L L q '-=--'=不通 H H H q FV ∆-= qq q D m x y y x R --=11---=q x x q qy F ()q q y x , ()qq q x x y 11-+=αα 通过联立求解平衡线方程与最小回流比方程，求出x q 和y q ，再代入进料线方程，即可。

解题过程：()()()407.0191.0368.044.0368.0 144.0191.01368.0 11 , 368.0225.0191.075.0 191.022045.04263.1263.1 02045.0263.1 47.1147.2225.00.75 147.2147.211 225.075.0 39.0 22-=--=∴--⨯-=---=∴=+⨯=∴=⨯-±==+-+=+-+=-+=+=⇒=--=--=q q q q q x x q q y y x y x x x x x x x x x x y x y x y y x y y x R F q q q q q q q q qq q q q q q q q q qq q qq q D m 点，当然在进料线上。

是进料线与平衡线的交联立得：αα点评：进一步弄清楚进料线方程、平衡线方程与最小回流比公式之间的相互关系。

【习题4-1】某液体混合物含易挥发组分0.65（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽加入连续精馏塔中，加料量为501-⋅h kmol ，残液组成为0.04，塔顶产品的回收率为99％，回流比为3，试求：⑴塔顶、塔底的产品流率；⑵精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流率；⑶写出精馏段和提馏段的操作线方程。

)6.125 , 5.117 , 6.125 , 5.167 , 12.8 , 88.41( 1-⋅='='====h kmol L V L V W D 以上单位均为【习题4-2】一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。

已知进料中含苯0.5（摩尔分率，下同），且为饱和蒸汽进料。

塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成为0.03，塔顶为全凝器，泡点回流。

原料处理量为101-⋅h kmol ，系统的平均相对挥发度为2.5，回流比是最小回流比的1.166倍。