精馏习题课(习题含答案)
第六章蒸馏
本章要求
1和掌握的内容
(1)气液平衡、拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、气液平衡图、挥发度和相对挥发度的定义和应用、相平衡方程和双组分理想体系的应用。
(2)精馏分离过程的原理与分析:
(3)精馏塔物料平衡、操作线方程和q线方程的物理意义、框图及应用；2.常见内容
(1)平衡蒸馏和简单蒸馏的特点；(2)精馏装置热平衡计算；
(3)理论板数约简算法(芬斯克方程和吉利德相关图)；
(4)非常规二元连续蒸馏塔的计算(直接蒸汽加热、多股进料、侧线萃取、底部进料、塔顶冷凝器分离器、蒸馏塔等)。)
3，理解
(1)非理想气液平衡；(2)间歇精馏的特点及应用；
(3)恒沸蒸馏和萃取蒸馏的特点及应用
1
第6章蒸馏
1。正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸汽压分别为140千帕和64.5千帕当混合溶液由0.4正庚烷和0.6正辛烷(均为摩尔分数)组成时，计算出110℃下各组分的平衡分压、总压和平衡蒸汽。(此解决方案是理想的解决方案)解决方案:
帕？PAPB？PBOO？xA？140？0.4？56千帕？xB？64.5？0.6？38.7千帕？爸？铅？56？38.7？94.7千帕？爸爸？5694.7？0.591
yB？1？是吗？1？0.591？0.409
2。苯-氯仿混合物在连续精馏塔中分离，要求馏出物中苯的轻组分含量为0.96(摩尔分数，下同)。进料速度为75摩尔/小时，进料中苯含量为0.45，残液中苯含量为0.1，回流比为3.0，进行泡点进料试着找出:(1)从冷凝器到塔顶的回流液体量和从塔底上升的蒸汽摩尔流量；
(2)写出精馏段和汽提段操作线方程解决方案:物料平衡:
F？d。WFxF？DxD？Wx
W:
75？d。W75？0.45？d。0.96？w？0.1？F(xF？xW)xD？xW？75？
(0.45？0.1)0.96？0.1
同时解决方案:d？30.52 kmol/h
w = f-d = 75-30.52 = 44.48 kmol/h
(1)从冷凝器到塔顶的回流体积:l？r？d。3？30.52？91.56kmol/h
塔底产生的蒸汽摩尔流量:v？？v？(R？1)D？(3？1)？30.52？122.1kmol/h
(2)精馏段操作线方程:
yn？1？RR？1xn？xDR？1？33岁？1xn？0.963？1？0.75万亿？
0.24
(3)蒸馏段操作线方程:
蒸馏段降液组成:L？？我？f？91.56？75？166.56
2
ym？1？圣诞节？WV’xw？166.56122.1毫米？44.48？0.1122.1？
1.36毫米？0.0364
3。对于连续蒸馏塔，泡点进料，已知的操作线方程如下:蒸馏段:y=0.8x+0.172汽提段:y=1.3x-0.018
试计算:进料液、馏出液、釜液的组成和回流比解决方案:精馏段操作线斜率为
RR？1？0.8？r？精馏段4
操作线的截距是
xDR？1？0.172？塔顶馏出物xD的组成？0.86
汽提段操作线对角线上的坐标是(xw，xw)，那么
yW？x？xW？xW？1.3xW？0.018？xW？0.06由于泡点进料，Q线是垂直的。精馏段与汽提段操作线交点的横坐标为xf:
y？0.8xF？0.172 y？1.3xF？0.018？xF？0.38
4。常压蒸馏塔分离理想混合液体进料含有0.815的轻组分(摩尔分数，下同)、饱和液体进料、塔顶的全冷凝器和塔底的间接蒸汽加热要求塔顶产品含轻组分0.95，塔底产品含轻组分0.05，该体系的相对挥发
度为2.0，回流比为4.0试用:(1)逐板计算方法；(2)分别用图解法计算理论塔板数和进料板位置。解决方案:物料平衡:
F？d。WFxF？DxD？Wx
W:
F？d。WF？0.815？d。0.95？w？0.05
3
同时解决方案:d？F(xF？xW)xD？xW？f？(0.815？0.05)0.95？
0.05？0.85 fk mol/h
w = f-d = 0.15 fk mol/h
馏出液降液组成:l？？我？f？研发？f？4？0.85华氏度？f？4.4F
塔底产生的蒸汽摩尔流量:v？？v？(R？1)D？(4？1)？0.85华氏度？4.25F蒸馏段操作线方程式:yn？1？汽提段操作线方程式:ym？1？相平衡方程:
y？2.0x1？xRR？1L？WV’xDR？1xw？？44？1xn？xm？0.954？1？0.8xn？0.19
？1.04毫米？0.0018
xm？4.4F4.25F0.15F？0.054.25F？x？y2？Y
(1)逐板计算方法，因为:y1=xD=0.95是从相平衡方程获得的:
x1？y12？y1？0.952？0.95？0.905
由蒸馏段操作线方程:y2？0.8x1？0.19？0.8？0.905？0.19？0.914 交替使用相平衡方程和精馏段操作线方程来x
