化工原理(天大版)---(下册)第一章 蒸馏

第一章蒸馏1-1正戊烷（C5H12）和正已烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试计算总压P=13.3kPa 下该溶液的汽液平衡数据和平均相对挥发度。

假设该物系为理想溶液。

习题1-1 附表1-2 某精馏塔再沸器的操作压力为105.0kPa，釜液中含苯0.15（摩尔分率），其余为甲苯。

苯与甲苯的安托尼常数列于本题附表，安托尼方程中温度的单位为℃，压力单位为kPa。

本物系可视作理想溶液。

求此溶液的泡点及其平衡汽相组成。

习题1-2 附表1-3 常压下对含苯0.6（摩尔分率）的苯—甲苯混合液进行蒸馏分离，原料处理量为100kmol。

物系的平均相对挥发度为2.6，汽化率为0.45，试计算：(1) 平衡蒸馏的汽液相组成；(2) 简单蒸馏的馏出液量及其平均组成。

1-4 两组分连续精馏的计算（Ⅰ）1-4 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。

已知原料液流量为100 kg/h，组成为0.5 （易挥发组分的摩尔分率，下同），若要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为95%。

试求馏出液的流量和组成。

1-5 在连续精馏塔中分离含甲醇0.45（摩尔分率，下同）的甲醇－水溶液，其流量为100kmol/h，要求馏出液中甲醇的含量为0.96，釜液中甲醇的含量为0.03，回流比为2.6。

试求：（1）馏出液的流量；（2）饱和液体进料时，精馏段和提馏段的操作线方程。

1-6 在连续精馏操作中，已知加料量为100kmol/h，其中汽、液各半，精馏段和提馏段的操作线方程分别为y=0.75x+0.24及y=1.25x-0.0125试求操作回流比，原料液的组成、馏出液的流量及组成。

1-5 两组分连续精馏的计算（Ⅱ）1-7 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。

已知精馏段操作线方程为，提馏段操作线方程为。

若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。

1-8 在连续精馏塔中，分离苯－甲苯混合液。

若原料为饱和液体，其中含苯0.5（摩尔分率，下同）。

第1章蒸馏1.1 概述蒸馏：分离液体混合物的典型单元操作。

分离的依据：通过加热造成气、液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性。

易挥发组分：沸点低的组分。

难挥发组分：沸点高的组分。

1.蒸馏分离的特点① 直接获得所需要的组分（产品），操作流程简单；② 应用广泛，即可分离液体混合物，也可分离气体混合物；③ 能量消耗大，高压、真空、高温或低温等的技术问题限制。

2.蒸馏过程分类① 按操作流程：间歇蒸馏和连续蒸馏。

② 按蒸馏方式：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。

③ 按操作压强：常压、减压和加压蒸馏。

④ 按混合物中的组分数：两组分精馏和多组分精馏。

常压下两组分连续精馏的原理和计算方法。

1.2 两组分溶液的汽液平衡1.2.1 两组分理想物系的汽液相平衡1.相律相律是研究相平衡的基本规律。

表示平衡物系中的自由度数、相数、独立组分数之间的关系，即F=C-P+2式中 F —自由度数；C —独立组分数；P —相数。

2—外界条件只有温度、压强可以影响物系的平衡状态。

两组分的汽液平衡一定压强下的t —x （或y ），x —y 的函数关系或相图表示。

汽液平衡数据可由实验测定，也可由热力学公式计算。

2.两组分理想物系的汽液平衡函数关系（汽液相组成与平衡温度间的关系）⎭⎬⎫⎩⎨⎧道尔顿分压定律气相为理想气体，遵循拉乌尔定律液相为理想溶液，遵循理想物系 1）用饱和蒸汽压和相平衡常数表示汽液相平衡()安托尼常数，查手册。

—、、）方程表示，即（的关系通常可用安托尼和温度纯组分的饱和蒸汽压表示，即若用相平衡常数露点方程—相可视为理想气体，即当外压不高时，平衡气泡点方程—蒸汽压之和，即方的总压等于各组分的当溶液沸腾时，溶液上难挥发组分—易挥发组分—C B A Ct B A p Antoine t p pp K x K y K p p p p p p x p p p p y p p p p x p p p B A x p x p p x p p A A AA A BA B A A A A A BA B A BA A BB B B AA A +===--===--=+=-===-lg 1000000000000002）用相对挥发度表示的汽液相平衡关系纯液体的挥发度：液体在一定温度下的饱和蒸汽压。

精品文档化工原理试题库（下册）第一章蒸馏一、选择题1.当二组分液体混合物的相对挥发度为___C____时，不能用普通精馏方法分离。

A.3.0B.2.0C.1.0D.4.02.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。

A.60.5kmol/hB.66.7Kmol/hC.90.4Kmol/hD.不能确定3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。

A.拉乌尔定律B.道尔顿定律C.亨利定律D.杠杆规则4.q线方程一定通过X—y直角坐标上的点___B_____。

A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1))5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（B）的变化。

Ａ.平衡线Ｂ.操作线与q线Ｃ.平衡线与操作线Ｄ.平衡线与q线6.精馏操作是用于分离（B）。

Ａ.均相气体混合物Ｂ.均相液体混合物Ｃ.互不相溶的混合物Ｄ.气—液混合物7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈__B___。

A容易；B困难；C完全；D不完全8.设计精馏塔时，若Ｆ、x、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比F取值相同，则所需理论塔板数将___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷___A___。

A变大，B变小，C不变，D不一定9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x___B___ ，x___A___ 。

WD A 变大，B变小，C不变，D不一定10.精馏塔操作时，若Ｆ、x、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x___A___，DF x___B___。

化工原理之蒸馏培训课件1. 蒸馏的基本原理蒸馏是一种通过控制液体的汽化和冷凝来分离混合物的常用技术。

在蒸馏过程中，通过对混合物加热，使其蒸发，然后将蒸汽通过冷凝器冷凝，生成纯净的组分。

1.1 蒸馏的基本过程蒸馏可以分为以下几个基本过程： - 加热：将混合物加热到使其中的易挥发组分蒸发的温度。

-蒸发：易挥发组分随着蒸汽脱离混合物。

- 冷凝：将蒸汽通过冷凝器冷凝成液体。

- 收集：将冷凝后的液体收集。

1.2 蒸馏的作用蒸馏技术可以用于以下几个方面： - 分离纯净组分：通过蒸馏，可以将混合物中的组分分离出来，得到纯净的单一组分。

- 浓缩液体：通过蒸馏，可以将溶液蒸发浓缩，得到更浓的溶液或者固体。

- 去除杂质：通过蒸馏，可以将混合物中的杂质分离出去，得到纯净的物质。

2. 蒸馏的分类根据不同的实际应用和具体工艺条件，蒸馏可以分为以下几种分类：2.1 常压蒸馏常压蒸馏是一种在大气压下进行的蒸馏过程，常用于液体分离和某些化学反应的应用中。

常压蒸馏的特点是操作简单，但分离效果较差。

2.2 精馏精馏是一种利用物料在不同温度下汽化和冷凝的特性进行分离的技术。

精馏相对于常压蒸馏来说，可以得到更高纯度的产品。

精馏过程中，通常会采用多个分馏塔，每个分馏塔的操作压力和温度都不同。

2.3 水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是一种利用水蒸气的汽化和冷凝过程进行分离的技术。

水蒸气蒸馏广泛应用于精制石油产品、生物制药、食品加工等领域。

水蒸气蒸馏可以提高分离效果，得到更高纯度的产品。

3. 蒸馏的设备和操作在蒸馏过程中，涉及到一些常用的设备和操作方法。

3.1 蒸馏塔蒸馏塔是进行精馏蒸馏的主要设备，常用于分离液体混合物。

蒸馏塔通常由填料层和塔板组成，通过塔板和填料的结构，可以增加液体和气体之间的接触面积，提高分离效果。

3.2 冷凝器冷凝器是将蒸汽冷凝成液体的设备，常用于蒸馏过程中收集纯净组分。

冷凝器通常采用冷却水循环或冷却剂来降低蒸汽的温度并冷却。

化工原理学–蒸馏引言蒸馏是化工过程中常用的一种分离技术，通过对混合物进行加热使其产生蒸汽，再将蒸汽冷凝得到纯净物质的方法。

在化工领域，蒸馏广泛应用于石油和化学工业中，用于分离液体混合物中的组分。

蒸馏原理蒸馏是基于物质的不同沸点而进行的分离技术。

在一种混合物中，不同成分具有不同的沸点，通过加热可以将低沸点成分转变为蒸汽，然后再通过冷凝将蒸汽转变为液体，从而实现纯度较高的分离。

在蒸馏过程中，需要一个蒸馏塔来进行操作。

蒸馏塔通常由一个加热器、塔板和冷凝器组成。

混合物首先被加热，在塔板上产生蒸汽。

蒸汽在塔板上与冷凝液进行接触，使其冷凝并收集。

这样，高沸点成分留在塔板上，而低沸点成分则以蒸汽的形式进入上层。

通过逐层重复这个过程，可以实现对混合物中各成分的分离。

蒸馏的分类蒸馏可以根据不同的条件和原理进行分类。

常见的蒸馏方法包括常压蒸馏、减压蒸馏、真空蒸馏等。

1.常压蒸馏：常压蒸馏是在常压条件下进行的蒸馏过程。

常压蒸馏适用于沸点较低的液体混合物，其中低沸点成分可以轻松转化为蒸汽。

2.减压蒸馏：减压蒸馏是在降低环境压力的条件下进行的蒸馏过程。

通过降低环境压力，可以使高沸点成分在较低温度下转化为蒸汽，从而减少热量的需求。

3.真空蒸馏：真空蒸馏是在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。

真空蒸馏适用于高沸点液体或易分解的物质，可以避免在较高温度下进行加热，从而减少热敏感成分的损失。

蒸馏的应用蒸馏作为一种常用的分离技术，广泛应用于石油炼制、化学工业、食品工业等领域。

1.石油炼制：蒸馏在石油炼制过程中起到了至关重要的作用。

通过蒸馏，可以将原油中的各种成分分离出来，例如汽油、柴油、润滑油和残渣等。

这种蒸馏过程被称为石油精馏。

2.化学工业：在化学工业中，蒸馏被广泛用于分离和纯化化学品。

例如，通过蒸馏可以从反应产物中分离出目标产品，并去除杂质。

3.食品工业：蒸馏也在食品工业中得到应用。

例如，酿酒过程中的蒸馏可以用于分离酒精和水，从而提高酒精的浓度。

第一章 蒸馏的习题解答1．.已知含苯0.5(摩尔分数)的苯—甲苯混合液,若外压为99KPa,试求该搭液的泡点温度。

苯和甲苯的饱和蒸气压数据见例14附表。

解：本题需用试差法确定溶液的饱和温度。

先假设一温度，查苯和甲苯的饱和蒸汽压 0A p 和0B p则000B A B P P x P P -=-，若所求的x 与题给的x 值相等, 则证明假设正确。

设假设温度恰为泡点温度, 否则需修正。

本题外压为99a KP ，据常压下苯~甲苯混合液的t-x-y 图 设该溶液的泡点温度091.5t C =，则查教材附录可知00.141.6,56.8A a B a P KP p KP ==9956.80.4980.5141.656.8x -==≈-故溶液的泡点温度为92C2. .正戊烷 (C 5H 12)和正己烷（C 6H 14）的饱和蒸气压数据列于本题附表,试求p=13.3KPa 下该溶液的平衡数据。

假设该溶液为理想溶液。

习题2附表解：由以下二式求,x y 的数据。

记0000,B AA B P P P x y x P P P-==- 求解本题时应确定温度范围以查取0A P 和0B P .由本题附表可知平衡温度在260.6 K 和289 K 之间，选取以上两温度间的若干温度，求,x y 。

计算过程从略，结果如下表所示：3.利用习题2的数据,计算:(1)平均相对挥发度；(2)在平均相对挥发度下的x-y 数据,并与习题2的结果相比较。

解： α的计算结果处于本题附表的第二列1(4.70+4.94+5.14+5.30+4.04+3.79+3.68)=4.517mα=⨯平衡方程为 4.51(1)1 3.5m m x xy x xαα==+-+计算结果表明：由于α随t 略有变化，故用平均相对挥发度求得的,x y 与习题2 的结果稍有差异。

4．在常压下将某原料液组成为0.6(易挥发组分的摩尔分数)的两组分洛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。

化工原理-修订版-天津大学-上下册课后答案上册第一章 流体流动习题解答1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。

已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。

解：真空度＝大气压－绝压3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-⨯绝压真空度表压＝－真空度＝-13.3310Pa ⨯2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 m ，油面上方为常压。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉?解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=∆=⨯⨯-=(表压)作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ∆=作用在孔盖上的净压力为2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ=∆=⨯⨯=⨯410 每个螺钉能承受的最大力为：p62332.23100.014 4.96104F N π=⨯⨯⨯=⨯钉螺钉的个数为433.7610/4.96107.58⨯⨯=个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。

测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。

试求A 、B 两处的表压强。

解：U 管压差计连接管中是气体。

若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。

由此可以认为A C p p ≈，B D p p ≈。

1．蒸馏是分离（）混合物最常用的方法。

2．蒸馏是利用溶液中各组分（）的差异, 使各组分得到分离。

3．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为（）温度。

4．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为（）温度。

5．对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度（）。

6．对于二元理想溶液, 若重组分含量（）, 则露点温度越低。

7．对于二元理想溶液, 相对挥发度大, 说明该物系（)分离。

8．对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近,说明该物系（)分离。

9．在相同的外压及温度下, 沸点越低的物质其饱和蒸气压（）。

10．在相同的外压及温度下, 沸点越低的物质（）挥发。

1、精馏过程稳定操作的条件为：（1），（2）。

2、满足恒摩尔流的条件为：（1），（2），（3）。

2、蒸馏包含气液两相间的过程和过程，此过程以为操作极限。

3、某精馏塔，冷液进料。

由于前段工序的原因，使进料量F增加，但xF、q、R、V’不变，则L 、V 、L’、D 、W 、。

（填“增加、减少、不变”）4、对于一精馏过程，在进料组成和进料状态不变，回流比增大，完成一定分离任务所需要的理论塔板数________。

1、下列进料方式中，q值为进料中的液相分率：A．冷料；B．饱和液体；C．气液混合物；D．饱和蒸气；E．过热蒸气2、如果精馏操作的其他条件和要求不变，仅改变进料的热状况，下列情况所需的理论板数最少。

(A) 冷料；(B) 饱和液体；(C) 气液混合物；(D) 饱和气体；(E) 过热蒸气。

3、精馏操作中，下列哪些现象可能是由上升气速过大造成的？。

A、漏液；B、气泡夹带；C、雾沫夹带；D、液泛4、设计筛板塔时，若改变某一结构参数，会引起负荷性能图的变化，则下面叙述中正确的是。

A、板间距降低使雾沫夹带线上移；B、板间距降低，使液泛线上移；C、塔径增大使液泛线下移；D、降液管面积增加使雾沫夹带线下移1、全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？答：全回流是指在精馏操作过程中上升蒸汽冷凝后全部回流进入精馏塔内的操作方式，有利于精馏塔内各塔板汽液迅速达到相平衡，一般适用在开车及出现较大异常的情形；最小回流比是指当回流量非常小，恰好使得在塔内某处的操作线与平衡线相交，此时已无法通过精馏的方式实现分离；一般适宜回流比为最小回流比R＝（1.0～2.0）Rmin。