精馏习题与题解整理.doc
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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 C B A p +-=,其中P 单位为mmHg ,T 单位为℃):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。
①若气相馏出物浓度(或平均浓度)相同,即平D 简D =x x ,,,试比较残液(或液相产品)浓度x W ,简、x W ,平,气相馏出物量V 简、V 平;②若气相馏出物量相同,即V 简=V 平,试比较残液(或液相产品)浓度x W ,简、x W ,平,气相馏出物浓度(或平均浓度)平D 简D 、xx ,,及残液(或液相产品)量。
精馏习题与题解一、填空题:1. 精馏塔设备主要有_______、______、_______、________、_______。
***答案*** 筛板塔 泡罩塔 浮阀塔 填料塔 舌形板板式塔2. 在1个大气压.84℃时, 苯的饱和蒸气压P=113.6(kpa),甲苯的饱和蒸气压p=44.38(kpa),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x=__________.气相组成y=______.相对挥发α=____. ***答案*** 0.823 0.923 2.563. 在精馏操作中,回流比增大,精馏段操作线与平衡线之间的距离________,需理论板_________。
***答案*** 越远, 越少4. 精馏的基本原理是________而且同时应用___________,使混合液得到较彻底的分离的过程。
***答案*** 多次 部分冷凝和部分汽化5. 精馏塔不正常的操作有:_________________________________________________。
***答案*** 液泛、严重漏液、严重液沫夹带6. 试述五种不同进料状态下的q 值:(1)冷液进料____;(2) 泡点液体进料_____;(3)汽液混合物进料___; (4)饱和蒸汽进料____;(5)过热蒸汽进料_______。
***答案*** (1) q>1 (2) q=1 (3) 0<q<1 (4) q=0 (5)q<07. 已知精馏段操作线为y=0.75x+0.24,则该塔的操作回流比R=_______,塔顶产品组成x=_____。
***答案*** 3, 0.968. 试比较某精馏塔中第n,n+1层理论板上参数的大小(理论板的序数由塔顶向下数起),即:1+n y n y n t ___1+n t ,n y n x***答案*** <, <, >9. 精馏操作的依据是_________________ 。
实现精馏操作的必要条件包括_______________和_____________。
精馏知识习题库及参考答案一、单选题(共45题,每题1分,共45分)1.不影响理论塔板数的是进料的( )。
A、组成B、进料量C、位置D、热状态正确答案:B2.加大回流比,塔顶轻组分组成将( )。
A、变大B、变小C、忽大忽小D、不变正确答案:A3.某二元混合物,其中A为易挥发组分,当液相组成xA=0.6,相应的泡点为t1,与之平衡的汽相组成为yA=0.7,与该yA=0.7的汽相相应的露点为t2,则t1与t2的关系为( )。
A、t1=t2B、t1< t2C、t1> t2D、不一定正确答案:A4.下面( )不是精馏装置所包括的设备。
A、冷凝器B、精馏塔C、分离器D、再沸器正确答案:C5.两组分液体混合物,其相对挥发度α越大,表示用普通蒸馏方法进行分离( )。
A、较容易B、较困难C、很困难D、不能够正确答案:A6.精馏塔釜压升高将导致塔釜温度( )。
A、下降B、升高C、不变D、无法确定正确答案:B7.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的条件。
A、部分冷凝B、全部冷凝C、部分气化D、全部气化正确答案:C8.在四种典型塔板中,操作弹性最大的是( )型。
A、舌B、浮阀C、泡罩D、筛孔正确答案:B9.对于难分离进料组分低浓度混合物,为了保证xD,采用下列哪种进料较好( )。
A、靠上B、与平常进料一样C、靠下D、以上都可以正确答案:C10.在精馏塔中每一块塔板上( )。
A、同时进行传热传质B、只进行传热作用C、只进行传质作用正确答案:A11.精馏操作中,当F、xF、xD、xW及回流比R一定时,仅将进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽进料,则完成分离任务所需的理论塔板数将( )。
A、减少B、不变C、增加D、以上答案都不正确正确答案:C12.已知精馏段操作线方程为:y=0.75x+0.24,则该塔顶产品浓度x为( )。
A、0.9B、0.96C、0.98D、0.72正确答案:B13.操作中的精馏塔,若保持F、xF、q和提馏段气相流量V'不变,减少塔顶产品量D,则变化结果是( )。
一、判断题1.进行蒸馏分离,混合溶液中易挥发组分在气相中的含量较液相中低。
()2.回流液的作用,是使蒸汽部分冷凝的冷却剂,并使精馏稳定进行。
()3.通过提馏段物料衡算得出的方程是提馏段操作线方程。
()4.精馏塔釜的作用,是向最下面一块塔板供应蒸汽。
()5.精馏(或蒸馏)的基本原理为:易挥发组分在气相中的含量大于它在液相中的含量。
()6.普通精馏操作可分离所有的液体混合物。
()7.全回流时,精馏所用理论板层数最多。
()8.精馏是一种既符合传质规律,又符合传热规律的单元操作。
()9.蒸馏是分离均相液的一种单元操作。
()10.精馏操作线方程是指相邻两块塔板之间蒸气组成与液体组成之间的关系。
()11.简单蒸馏属于间歇性操作。
( )12.精馏塔的进料板属于精馏段。
( )13.饱和蒸汽进料的进料线是一条与x轴垂直的直线。
( )14.浮阀塔板的特点是造价较高,操作弹性小,传质性差。
()15.液泛不能通过压强降来判断。
()16.筛板精馏塔的操作弹性大于泡罩精馏塔的操作弹性。
()17.精馏过程中,平衡线随回流比的改变而改变。
()18.蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分溶解度的不同来分离各组分的。
()19.精馏塔发生液泛现象可能是由于气相速度过大,也可能是液相速度过大。
()20.蒸馏塔总是塔顶作为产品,塔底作为残液排放。
()21.浮阀塔板结构简单,造价也不高,操作弹性大,是一种优良的塔板。
()22.精馏操作的回流比减小至最小回流时,所需理论板数为最小。
()23.精馏是传热和传质同时发生的单元操作过程。
()24.正常操作的精馏塔从上到下,液体中轻相组分的浓度逐渐增大。
()25.精馏操作中,回流比越大越好。
()26.灵敏板温度上升,塔顶产品浓度将提高。
()27.筛板塔板结构简单,造价低,但分离效率较泡罩低,因此已逐步淘汰。
()28.精馏塔板的作用主要是为了支承液体。
()29.连续精馏停车时,先停再沸器,后停进料。
()30.回流是精馏稳定连续进行的必要条件。
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。
CA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。
CA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。
AA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。
CA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。
DA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。
BA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()。
CA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 = 0.6 ,要求塔顶 x D不小于 0.9 ,则塔顶最大产量为()。
( 则 W=0)BA 60 kmol/h;B 66.7 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xD、xw。
如进料分别为xF1、xF 2时,其相应的最小回流比分别为Rmin 1、Rmin 2。
当xF1xF 2时,则()。
AA.Rmin 1Rmin 2;B.Rmin 1Rmin 2;C.Rmin 1Rmin 2;D.Rmin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。
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 C B A p +-=,其中P 单位为mmHg ,T 单位为℃):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。
①若气相馏出物浓度(或平均浓度)相同,即平D 简D =x x ,,,试比较残液(或液相产品)浓度x W ,简、x W ,平,气相馏出物量V 简、V 平;②若气相馏出物量相同,即V 简=V 平,试比较残液(或液相产品)浓度x W ,简、x W ,平,气相馏出物浓度(或平均浓度)平D 简D 、xx ,,及残液(或液相产品)量。
化工原理精馏复习题一、填空题1. 在1个大气压.96℃时, 苯的饱和蒸气压p A =160.5(kPa),甲苯的饱和蒸气压p B=65.66(kp A ),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x ______.气相组成y =______.相对挥发α=____.(***答案*** 0.376 0.596 2.44)2.在汽-液相平衡的t-x-y图中,沸点与液相组成的关系曲线,称为________,沸点与汽相组成的曲线,称为____________.( ***答案***液相线(或泡点线) 汽相线(或露点线))3. 在汽-液相平衡的t-x-y图中, 液相线与汽相线将图平面平分为三个区:汽相线以上的区域称为________,液相线以下的区域称为_________,汽.液相线之间的区域为___________.(***答案*** 汽相区液相区汽液共存区)4.在y-x图中,以A组份标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度______.平衡曲线若在对角线的右下方,则表示A组分比B组分挥发度_____. (***答案*** 高低)5.精馏过程,就是利用混合液的各组分具有不同的__________,利用_____________、 _____________的方法,将各组分得以分离的过程. (***答案*** 沸点(或挥发度) 多次部分汽化多次部分冷凝)6. 某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为 _______,原料组成x =________.釜液组成y=1.3x-0.018,则回流比 R=_______,馏出液组成x=x =_________.( ***答案*** 4 0.86 0.38 0.06)7. 某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成x =0.35,系统的平均相对挥发度α=2.44, 当x =0.93时,达到此分离要求的最小回流比R =____. (***答案*** 1.66)8. 当塔板中______________时,该塔板称理论塔板。
精馏考试题库一、填空题1.精馏尾气冷凝器定期进行切换化冰,以防__尾气冷凝器堵塞__。
2.精馏就是利用物质的__沸点__不同.在一定范围的温度下经过多次蒸发和__冷凝__而分离出不同组分物质的过程.3.氯乙烯气柜过低时,压缩机会联锁___停车___以保护气柜.4.0℃冷冻系统所用的载冷剂是__乙二醇溶液__,制冷剂是__氟里昂R134a__5.罐区球罐液位高连锁动作是切断__进料阀___6.生产车间含氯乙烯浓度不大于_15mg/m3__7.精馏工序脱水的设备有___机前冷却器__,分离罐和___干燥器__、聚结器。
8.低沸物主要是指___乙炔_,高沸物主要是指___二氯乙烷__.9.精馏外送单体的的质量标准:含乙炔≤____5__ppm,含二氯乙烷≤____30___ppm10.尾气的主要成份为惰性气体,__乙炔__,__氯乙烯___等。
11.氯乙烯在空气中的燃烧产物为___氯化氢__,__二氧化碳___。
12.罐区氯乙烯球罐的最大充装容积≤_______85%____13.一般粗氯乙烯精馏采用先除__低沸_物,再除_高沸_物的工艺。
14.氯乙烯的分子式__C2H3CL__,氯乙烯单体简称__VC__.15.影响精馏的主要因素__压力__,___温度_,回流比。
16.我厂生产氯乙烯的主要原料___乙炔___ ___氯化氢___ .17.精馏低沸塔的塔底温度控制范围是____42-46℃____18.氯乙烯与空气混合的爆炸极限____4-22%_____19.回流比是指精馏段内___回流__和塔顶___进料___之比。
20.我厂氯乙烯精馏工序在干燥器内添加______棒碱(固碱)___,对氯乙烯进行干燥。
二、选择题1.氯乙烯精馏操作,一般采用( C. )进料.A.气相B.固相C.液相2.氯乙烯在空气中的爆炸极限( B.)。
A.2.3—8.1%B.4—22% (V)C.2.3—81%D.3.6—72%3精单体中EDC的含量增加如何处理( A )A适当增大高沸塔塔底高沸物的排放量 B 适当减小回流比C适当提高塔釜温度 D检查高塔内部结构件有无异常变化。
化工原理精馏复习题一、填空题1. 在1个大气压.96℃时, 苯的饱和蒸气压p A =160.5(kPa),甲苯的饱和蒸气压p B=65.66(kp A ),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x ______.气相组成y =______.相对挥发α=____.(***答案*** 0.376 0.596 2.44)2.在汽-液相平衡的t-x-y图中,沸点与液相组成的关系曲线,称为________,沸点与汽相组成的曲线,称为____________.( ***答案***液相线(或泡点线) 汽相线(或露点线))3. 在汽-液相平衡的t-x-y图中, 液相线与汽相线将图平面平分为三个区:汽相线以上的区域称为________,液相线以下的区域称为_________,汽.液相线之间的区域为___________.(***答案*** 汽相区液相区汽液共存区)4.在y-x图中,以A组份标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度______.平衡曲线若在对角线的右下方,则表示A组分比B组分挥发度_____. (***答案*** 高低)5.精馏过程,就是利用混合液的各组分具有不同的__________,利用_____________、 _____________的方法,将各组分得以分离的过程. (***答案*** 沸点(或挥发度) 多次部分汽化多次部分冷凝)6. 某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为 _______,原料组成x =________.釜液组成y=1.3x-0.018,则回流比 R=_______,馏出液组成x=x =_________.( ***答案*** 4 0.86 0.38 0.06)7. 某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成x =0.35,系统的平均相对挥发度α=2.44, 当x =0.93时,达到此分离要求的最小回流比R =____. (***答案*** 1.66)8. 当塔板中______________时,该塔板称理论塔板。
第六章蒸馏本章学习要求1、掌握的内容(1)双组分理想物系的气液平衡,拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、气液相平衡图、挥发度与相对挥发度定义及应用、相平衡方程及应用;(2)精馏分离的过程原理及分析;(3)精馏塔物料衡算、操作线方程及q线方程的物理意义、图示及应用;2、熟悉的内容(1)平衡蒸馏和简单蒸馏的特点;(2)精馏装置的热量衡算;(3)理论板数捷算法(Fenske方程和Gilliand关联图);(4)非常规二元连续精馏塔计算(直接蒸汽加热、多股进料、侧线采出、塔釜进料、塔顶采用分凝器,提馏塔等)。
3、了解的内容(1)非理想物系气液平衡;(2)间歇精馏特点及应用;(3)恒沸精馏、萃取精馏特点及应用。
第六章 蒸馏1.正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa 和64.5kPa 。
试计算混合液由正庚烷0.4和正辛烷0.6(均为摩尔分数)组成时,在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸气组成。
(此溶液为理想溶液) 解:409.0591.011591.07.9456kPa 7.947.3856kPa 7.386.05.64kPa 564.0140=-=-=====+=+==⨯=⋅==⨯=⋅=A B A A B A B O B B A O A A y y P P y P P P x P P x P P2.在一连续精馏塔中分离苯-氯仿混合液,要求馏出液中轻组分含量为0.96(摩尔分数,下同)的苯。
进料量为75kmol/h ,进料中苯含量为0.45,残液中苯含量为0.1,回流比为3.0,泡点进料。
试求:(1)从冷凝器回流至塔顶的回流液量和自塔釜上升的蒸气摩尔流量;(2)写出精馏段、提馏段操作线方程。
解:物料衡算:WD F Wx Dx Fx W D F +=+=则:1.096.045.07575⨯+⨯=⨯+=W D WD联立求解得:kmol/h 52.301.096.0)1.045.0(75)(=--⨯=--=W D W F x x x x F DW=F-D=75-30.52=44.48 kmol/h(1)从冷凝器回流至塔顶的回流液量:kmol/h 56.9152.303=⨯=⋅=D R L自塔釜上生蒸汽的摩尔流量:kmol/h 1.12252.30)13()1(=⨯+=+=='D R V V (2)精馏段操作线方程:24.075.01396.0133111+=+++=+++=+n n D n n x x R x x R R y (3)提馏段操作线方程:提馏段下降液体组成:56.1667556.91=+=+='F L L0364.036.11.1221.048.441.12256.166'''1-=⨯-=-=+m m w m m x x x V W x V L y3.某连续精馏塔,泡点进料,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。
甲醇精馏题库1、何为精馏?精馏基本原理?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。
精馏的基本原理:是利用混合物各组分挥发度不同,从塔底加热物料,产生上升蒸汽与塔顶冷凝下来的回流液在塔盘或填料上充分地进行逆流接触,发生传热和传质过程,易挥发组分汽化进入气相,难挥发组分冷凝进入液相,如此反复多次,使混合物各组分得到分离。
通过整个精馏过程,最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分,塔釜得到的基本上是难挥发的组分。
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、什么是露点?答:把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生的第一个微小的液滴,此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度,简称露点。
处于露点温度下的气体称为饱和气体。
从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下。
4、什么是泡点?答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度,简称泡点。
处于泡点温度下的液体称为饱和液体,即精馏塔的釜温温度。
应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组成也是有相平衡关系决定的。
精馏-选择题(题目)层次:A(1) x09a02001二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。
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。
(2) x09a02052连续精馏塔设计时,当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时,为完成分离任务所需理 论板数为N。
若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任务 所需理论板数为Nˊ,其相对大小是______。
(A)Nˊ>N; (B)Nˊ=N;(C)Nˊ<N; (D)判断依据不足。
(3) x09a02060对某双组分理想物系,当温度t=80℃时,kPa p A 7.1060=,kPa p B 400=,液相摩尔组成4.0=A x ,则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
(1)0.5 ; (2)0.64 ; (3)0.72 ; (4)0.6(4) x09a02066恒摩尔流假定主要前提是两组分的分子汽化潜热相近,它只适用于理想物系。
此话________。
(1)对 ; (2)错; (3)无法判断(5) x09a02067精馏段操作线方程为:y=0.75x+0.3,这绝不可能。
此话______________。
(1)对; (2)错; (3)无法判断(6) x09a02068精馏塔设计时,若F 、x F 、x D 、x w 、V 均为定值,将进料热状态从q=1变为q>1,则设计所需理论板数⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
(1)多 (2)少 (3)不变 (4)判断依据不足(7) x09a02069某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x=0.6相应的泡点为t,与之相平衡的汽相组成y=0.7,相应的露点为T ,则:( )。
(A)t=T(B)t<T(C)t>T(D)不能判断(8) x09a02101在非理想系统的实际精馏塔中,各板上的温度t 、压力p 及相对挥发度a 应该_______ 。
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 C B A p +-=,其中P 单位为mmHg ,T 单位为℃):A B 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。
精馏习题与题解 一、填空题:1. 精馏塔设备主要有_______、______、_______、________、_______。
***答案*** 筛板塔 泡罩塔 浮阀塔 填料塔 舌形板板式塔2. 在1个大气压.84℃时, 苯的饱和蒸气压P=113.6(kpa),甲苯的饱和蒸气压p=44.38(kpa),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x=__________.气相组成y=______.相对挥发α=____. ***答案*** 0.823 0.923 2.563. 在精馏操作中,回流比增大,精馏段操作线与平衡线之间的距离________,需理论板_________。
***答案*** 越远, 越少4. 精馏的基本原理是________而且同时应用___________,使混合液得到较彻底的分离的过程。
***答案*** 多次 部分冷凝和部分汽化5. 精馏塔不正常的操作有:_________________________________________________。
***答案*** 液泛、严重漏液、严重液沫夹带6. 试述五种不同进料状态下的q 值:(1)冷液进料____;(2) 泡点液体进料_____;(3)汽液混合物进料___; (4)饱和蒸汽进料____;(5)过热蒸汽进料_______。
***答案*** (1) q>1 (2) q=1 (3) 0<q<1 (4) q=0 (5)q<0 7. 已知精馏段操作线为y=0.75x+0.24,则该塔的操作回流比R=_______,塔顶产品组成x=_____。
***答案*** 3, 0.968. 试比较某精馏塔中第n,n+1层理论板上参数的大小(理论板的序数由塔顶向下数起),即:1+n y ___ny ,n t ___1+n t ,ny ___nx (>,=,<)***答案*** <, <, >9. 精馏操作的依据是_________________ 。
实现精馏操作的必要条件包括_______________和_____________。
***答案*** 混合液中各组分的挥发度差异。
塔顶液相回流 塔底上升气流10. 某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作,已知n x =0.3,则1+n y =___(由塔顶往下数)***答案*** ))1(1(n n n x x y -+=αα=3×0.3/(1+2×0.3) =0.563 1-n x =n y =0.5631-n y =3×0.563/(1+2×0.563)=0.79411. 精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为d t , 液相泡点温度为b t 。
塔底某理论板上汽相露点温度为d t ,液相泡点温度为bt 。
试按温度大小顺序用>、=、<符号排列如下:____。
***答案*** dt =b t <d t =bt12. 设计某二元理想溶液精馏塔时,如保持W D F x x x F ,,, 不变,则随进料热状况参数的增加,其最小回流比________。
***答案*** 下降(减小)13. 在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为1-n x =0.7, n x =0.5 (均为易挥发组份摩尔分率)。
已知操作条件下相对挥发度3=α,则n y =____,*n x =______,以液相组成表示的第n板的单板效率E =_____。
***答案*** 0.7 0.4375 76.2%14. 某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,且塔顶产品量为100kmol/h ,则馏出液组成=D x _________,塔顶上升蒸气量=V _________***答案*** 0.86 500kmol/h 15.简单蒸馏的主要特点是:_______________________________________。
***答案*** 间歇操作不稳定,无回流,不能得到较纯的组分16. 分离要求一定。
当回流比为一定时,在五种进料状况中,____进料的q值最大, 其温度______,此时,提馏段操作线与平衡线之间的距离____, 分离所需的总理论板数________。
***答案*** 冷液 tF <t泡 最远 最少。
17. 连续精馏过程的进料热状态有____种。
已知q =1.1,则加料中液体量与总加料量之比是_____。
***答案*** 五 1∶118. 某精馏塔的设计任务为:原料为F ,xF ,要求塔顶为xD ,塔底为xW 。
设计时若选定的回流比R 不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数N ___, 提馏段上升蒸汽量V'____,提馏段下降液体量L'__, 精馏段上升蒸汽量V ____,精馏段下降液体量L ____。
(增加,不变,减少)***答案*** 减少, 增加, 增加, 不变, 不变。
二、选择题1. 两股不同组成的料液进同一精馏塔分离,两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比,前者能耗( )后者。
(A)大于; (B)小于; (C)等于; (D)有时大于有时小于***答*** B2. 塔顶全凝器改为分凝器后,其它操作条件不变,则所需理论塔板数( )。
(A)增多;(B)减少; (C)不变; (D)不确定***答*** B3. 在馏出率相同条件下,简单蒸馏所得馏出液浓度( )平衡蒸馏。
(A)高于; (B)低于; (C)等于; (D)或高于或低于 ***答*** A4. 萃取精馏加入萃取剂的目的是( )。
(A)减小原组分间的相对挥发度 ; (B)增大原组分间的相对挥发度 (C)减小原组分间的溶解度差异 ; (D)增大原组分间的溶解度差异 ***答*** B5. 连续精馏塔操作时, 增大塔釜加热蒸汽用量,若回流量和进料的F 、XF 、q 都不变,则L/V( )。
(A)增大; (B)减少; (C)不变; (D)不确定 ***答*** B6. 蒸馏操作的依据是组分间的( )差异。
(A)溶解度; (B)沸点; (C)挥发度; (D)蒸汽压 ***答*** C7 。
塔顶和进料操作条件不变,易挥发组分回收率不变,设计精馏塔时,用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比,残液组成Xw( )。
(A)增大; (B)减少; (C)不变; (D)不确定 ***答*** B8. 吉利兰关联用于捷算法求理论塔板数,这一关联是( )。
(A)理论关联; (B)经验关联; (C)数学推导公式; (D)相平衡关联 ***答*** B9. 塔顶和进料操作条件不变,易挥发组分回收率不变,设计精馏塔时,用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比,提馏段液汽比L'/V'( )。
(A)增大; (B)减少; (C)不变; (D)不确定 ***答*** C10. 进料状态改变,将引起连续精馏塔的( )改变。
(A)平衡线; (B)操作线和q 线; (C)平衡线和操作线; (D)平衡线和q 线 ***答*** B11 对一定的馏出液浓度D x ,若进料浓度F x 越小,最小回流比min R ( )。
(A)越大; (B)越小; (C)不变; (D)不确定 ***答*** D12 在相同的条件R 、D x 、F x 、W x 下,q 值越大,所需理论塔板数( )。
(A)越少; (B)越多; (C)不变; (D)不确定***答*** A三、计算题:1. 某连续精馏塔的操作线方程为: y=0.723x+0.263 精馏段; y=1.25x-0.0188 提馏段; 若为过冷液体进料,且进料热状况参数为1.2,进料量为F =75 kmol.h 1-,试求:回流比:馏出液、料液、釜液的组成;塔顶产品流率。
***答案***①61.2;723.01==+R R R; 95.0;263.01==+D D x R x 。
②联立 365.0723.0+=x y ;0188.025.1-=x y 解得650.0;535.0==q q y x512.0;11=---=F F q q x q x x q qy ③ 0752.0;0188.025.1=-=W W W x x x ;④h kmol x x x x FD WD WF /45.37=--=2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率,下同),流量为100kmol.h 1-,于常压下进行连续精馏,要求塔顶9.0=D x , 塔底0677.0=W x ,原料于泡点下进入,R 为1.4Rmin ,已知操作条件下相对挥发度α=2.47是常数。
求: (1) 精馏段操作线方程; (2) 提馏段操作线方程。
***答案***⑴ q=1, 4.0==F e x x ;622.0)1(1=-+=eee x x y αα,25.1min =--=ee eD x y y x R ,R=1.4×1.25=1.75,327.0636.0111+=+++=x x R x R R y D ⑵ h kmol x x x x F D w D wF /40=--=h kmol D R V F q V V /110)1()1(/=+==--= h kmol F RD qF L L /170/=+=+=03636.0545.1'''-=-=x V Wx x V L y W3. 某二元系统精馏塔在泡点下进料,全塔共有三块理论板及一个再沸器,塔顶采用全凝器,进料位置在第二块理论板上,塔顶产品组成9.0=D x (摩尔分率),二元系统相对挥发度α=3,进料组成为5.0=F x (摩尔分率),回流比R =1时,求:(1)离开第一块板的液相组成X1为多少? (2) 进入第一块板的气相组成2y 2为多少?(3) 两操作线交点d 的气液组成?***答案***⑴ 90.01==D x y ;() 11 111x x y -+=αα75.01=⇒x⑵ 825.011112=+++=D x R x R R y ⑶ 50.0==F q x x70.0111=+++=D q q x R x R R y 5. 用连续精馏塔分离某二元混合液,原料液流量为200 kmol/h ,饱和蒸汽进料,进料浓度为0.5,塔顶馏出液浓度为0.96,釜液浓度为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3,塔顶采用全凝器,泡点回流。
塔釜间接蒸汽加热,且塔釜汽化量为最小气化量的1.5倍。
试求: (1)塔釜的气化量;(2)离开第二层理论板的液体浓度(由塔顶往下数)。
解:(1)塔釜的气化量先作全塔物料衡算求出D :h kmol W h kmol D Wx Dx Fx W D F W D F /107,/0.93,==⇒+=+=因饱和蒸汽进料,q=0,故225.05.0213)1(1,5.0,0=⇒=+=-+====e eee e e F e x x x x x y x y q αα67.1225.05.05.096.0min =--=--=e e e D x y y x R精馏段最小上升蒸汽量为h kmol R V /3.248)1(min min =+=提馏段最小上升蒸汽量(即为塔釜最小气化量)为:h kmol F q V V /3.48)1(min /min =-+=塔釜气化量为72.4kmol/h 48.31.55.1'/min =⨯==V V(2)离开第二层理论板的液相浓度2x93.1)1()1(V /=⇒-+=-+=R F D R F q V精馏段操作线方程式为:328.0659.0193.196.0193.193.111+=+++=+++=x x R x x R R y D 平衡线关系式为: xxx x y 213)1(1+=-+=αα逐板计算:因塔顶为全凝器,泡点回流,96.01==D x y 根据平衡关系式由y 1求x 1,即:889.021396.0111=⇒+=x x x根据提馏段操作线方程式由x 1求y 2:914.0328.0889.0659.0328.0659.012=+⨯=+=x y780.0213914.0222=⇒+=x x x。