(2)提馏段操作线方程
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。
提馏段操作线方程
提馏段操作线方程
一、定义：
提馏段操作线方程，是一种考虑到提馏段的传输功能，由多个功能组成的操作线方程，考虑不同的输入及输出条件，来表示提馏段处理过程中的特征变化。
二、功能：
1、提馏段操作线方程可以用来评估提馏段的质量，从而控制配置参数，使之满足入口或出口条件的特殊要求。
2、提馏段操作线方程可以用于模拟提馏段处理过程中的效果，以分析提馏段的传输拐点以及功率放大比等数值。
3、提馏段操作线方程可以用于测量和控制提馏段的状态参数，确保提馏段的质量稳定。
三、示例：
提馏段操作线方程可以表示为：
Vin——Vout=Ac(变比)+Bc(截距)+F(换算因子)
其中，Ac为变比，表示提馏段的放大倍数；Bc为截距，表示提馏段的偏置电压；F为换算因子，表示提馏段的电容比或电感比。
- 1 -。
化工原理考试题及答案2
化工原理考试题及答案一.填空题1.(5分) 题号:6062 第6章知识点:231 难度:中等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x ＝0.3，则y ＝＿＿＿（由塔顶往下数）*****答案*****y ＝αx /（1＋（α－1）x ）＝3×0.3/(1+2×0.3)＝0.563x ＝y ＝0.563y ＝3×0.563/（1＋2×0.563）＝0.7942.(3分) 题号:6061 第6章知识点:230 难度:较难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＿＿＿＿＿。
理论板图解时，在F、x ，x ，q、x ，R，操作压力P等参数中与＿＿＿＿＿＿无关。
*****答案*****五1∶1 F3.(4分) 题号:7054 第7章知识点:120 难度:中等含SO 为10％（体积）的气体混合物与浓度C为0.020kmol.m 的SO 水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p ＝1.62C（大气压），则SO 将从＿＿＿相向＿＿＿相转移，以气相组成表示的传质总推动力为＿＿＿＿大气压.*****答案*****ｐ＝0.1atm ｐ ＝1.62×0.02＝0.0324atm从气相向液相转移Δｐ＝0.0676atm4.(3分) 题号:7042 第7章知识点:200 难度:中等扩散速率的费克定律公式是＿＿＿＿＿＿，式中每项＿＿＿__＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
*****答案*****J =-Ddc /dz,J 组分A的扩散通量kmol/(m s )D扩散系数m /s, dc /dz组分的浓度梯度kmol/m5.(2分) 题号:7057 第7章知识点:300 难度:中等吸收过程物料衡算时的基本假定是：(1)＿＿＿＿＿＿＿＿____________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
华南理工大学化学工程考研十年真题-精馏大题
(2012) （20分）用一精馏塔分离某双组分混合液，在塔中部以饱和蒸汽进料，已知进料中易挥发物组成x f =0.5，塔顶产品中易挥发组成x D =0.9，塔釜中易挥发组成x w=0.05（以上均为摩尔分率），该物系平均相对挥发度为3,回流比R=2R min ,试计算：（1）提馏段操作线方程；（2）进入第一块理论板（从顶往下数）的汽相浓度；（3）若因故塔釜停止加热，欲维持x D 不变应如何操作？此时塔釜排液x w=？(2011) （15分）用相当于3块理论板的精馏塔分离含氨0.4%（摩尔）的氨-水混合物，预热成饱和蒸气后从第2和第3块理论板之间进料。
使用全凝器将来自塔顶的蒸气混合物冷凝成饱和液体。
每1摩尔的进料有1.35摩尔的冷凝液回流进第1块塔板，其余冷凝液作塔顶产品。
从最低的一块塔板下降的液体进入再沸器后，每1摩尔进料有0.7摩尔被汽化并升入第3块理论板，剩余液体作为塔底产品。
设全塔的平衡关系可表示为y = 12.6x分别计算从进料板下降液体中氨的组成和塔底、塔顶产品中氨的组成。
（2010）4.（20分）在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。
已知该物系的平均相对挥发度为2.5，进料为饱和蒸汽，其组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），进料量为100kmol/h 。
塔顶馏出液量为40kmol/h ，精馏段操作线方程为y n+1=0.8x n +0.16试计算：（1）提馏段操作线方程;（2）若测得塔顶第一块板下降的液相组成为x 1=0.7，求该板的气相默弗里板效率E mv,1；（3）当塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无穷多，塔釜产品浓度将为多少？（2009）七.（18分）用精馏塔分离相对挥发度为2的双组分混合物，塔顶产品的轻组分摩尔含量为90% 。
精馏段中蒸汽进入某一块板的流率为150kmol/h ，摩尔浓度为60%，流入该板的液体流率为100kmol/h. 该板用气相浓度表示的Murphree 效率为0.5，计算(1) 精馏段的操作线方程,(2) 离开该板的气相和液相摩尔浓度各为多少?(假定为恒摩尔流操作)（2008）二、（20分）一个常压连续精馏塔分离苯和甲苯混合物。
青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之蒸馏
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==''VLV 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（α=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作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：263.0723.01+=+n n x y提馏段：0187.025.11-=+n n x y设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。
精馏段和提馏段操作线方程
则提馏操作线可改写为：
ym1
R' R'
1
xm
R
1 '
1
xW
精馏段和提馏段操作线方程
例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入 一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发 组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为 670kmol/h，试求：
据：
F D W 180 W FxF DxD WxW
已知： xF＝0.24 xD＝0.95
xW＝0.03
精馏段和提馏段操作线方程
则：
F＝180＋W 0.24F＝180×0.95＋0.03W
解得： F＝788.6kmol/h（进料量） W＝608.6kmol/h（釜液量）
（2）据 R＝L/D
精馏段和提馏段操作线方程
将以上两式联立后，有：
yn1
L V
xn
D V
xD
L
L D
xn
D LD
xD
令R=L/D，R 称为回流比，于是上式可写作：
yn1
R R
1
xn
R
1
1
xD
以上两式均称为精馏段操作线方程。
精馏段和提馏段操作线方程
两点讨论 （1）该方程表示在一定操作条件下，从任意板下降的液体组 成xn 和与其相邻的下一层板上升的蒸汽组成yn+1 之间的关系。
（2）提馏段操作线方程为一直线方程，在定常连续操作过程 中，该直线过对角线上b(xw，xw)点，以L’/V’为斜率，或在y轴 上的截距为－WxW/V’。
化工原理第五章习题及答案
第五章蒸馏一、名词解释：1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
降低，升高5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。
化工原理 第9章 液体精馏 典型例题题解(1)
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。
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（2）提馏段操作线方程
W m m x W
L W x W L L y ---=+''''
'1 ——提馏段操作线方程
其意义：表示在一定的条件下，提馏段
内自任意第m 块塔板下降液相组成x `m
与其相邻的下一块（即m+1）塔板上升
蒸汽组成y `m+1之间的关系。
在稳定操作状态下，W 、x w 为定值，L `、V `为常数，故提馏段操作线也为一条
直线。
该直线过b （ x w , x w ）,斜率为L ` / V ` , L `受加料量及进料热状况的影
响。
三、进料热状况的影响
1、五种进料状况分析：
(a) 冷液： V ’>V L ’
>L
⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+W m m Wx y V x L W V L 1''''
(b) 饱和液体（泡点进料）: V ’=V L ’
=L+F
(c) 气液混合物：V > V ’ L ’>L
（d ）饱和蒸汽（露点进料）: L ’=L V=V ’+F
(e)过热蒸汽: V > V ’ L ’<L
设：q —进料热状态参数 q 的定义式为： F
L L q )('-= 即每1kmol 进料使得L ’较L 增大的摩尔数。
通过对加料板作物料及热量衡算，就能得到q 值得计算式：==原料液的汽化潜热的热量进料变为饱和蒸汽所需将1kmol 1kmol q 均泡均均r t t c r F )(-+ 均r ——原料液的平均摩尔汽化热，kJ/kmol ；
均c ——原料液的平均摩尔比热容，kJ/(kmol ·℃)；
泡t ——原料液的泡点，℃；F t ——进料温度，℃。
则： L ’=L+qF V=V ’+(1-q)F
则提馏段操作线方程为： 【例题7-4】 课堂练习：习题7-7
练习：用某精馏塔分离丙酮-正丁醇混合液。
料液含30％丙酮，馏出液含95％（以上均为质量百分数）的丙酮，加料量为1000k g ／h ，馏出液量为300kg ／h ，进料为沸点状态。
回流比为2。
求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。
［答：y n+1＝0.67x n ＋0.32 y m+1＝1.62x m －0.016］
2、进料方程（q 线方程）
联立方程式 W x W
qF L W x W qF L qF L y -+--++=
D x D
L D x D L L y +++=
可求得与精馏段交点 d 的坐标值
由以上两式消去x D ,得到： ——q 线方程或进料方程 在 x-y 相图上是通过点e( x F ,x F )的一条直线，其斜率为
3. 提馏段操作线的绘制
（方法一） 令：w x x = 则 w x y =；
故提馏段操作线过点 ),(w w x x b 斜率为W
qF L qF L -++ （方法二）做出q 线，找到精馏段操作线与提馏段操作线交点d ，联接d 、 ),(w w x x b 两点即为提馏段操作线。
4.进料热状况对q 线及操作线的影响
小结：进料热状况对q 线及操作线的影响
作业：习题7-8
W x W qF L W x W qF L qF L y -+--++=q R x q x R x D F q +-++=)1()1(q R qx Rx y D F q ++=11---=
q x x q q y F
q q 1-q q。