精馏习题
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 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
填空题1. 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。
答案：多次部分气化；多次部分冷凝2. 最小回流比是指 。
答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值3. 当分离要求和回流比一定时， 进料的q 值最小，此时分离所需的理论板数 。
答案：过热蒸气；最多4 简单蒸馏的主要特征是________和______。
答案：不稳定操作或过程不连续；无回流5 若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所得残液浓度_____；③馏出物总量______。
答案：①简单蒸馏>平衡蒸馏；②简单蒸馏=平衡蒸馏；③简单蒸馏<平衡蒸馏。
6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。
答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度7 精馏操作的依据是 ______ 。
精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。
答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流８ 若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为1t ，液相泡点温度为2t ；塔底某理论板上气相露点温度为3t ，液相露点温度为4t 。
请将4个温度间关系用>、=、<符号顺序排列如下_____。
答案：4321t t t t =<=9 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。
答案：恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性11 用图解法求理论塔板时，在α、F x 、D x 、W x 、q 、R 、F 和操作压力p 诸参数中， 与解无关。
答案：进料流率F12 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 。
答案：减小；增加；增加14 某精馏塔塔顶上升的蒸气组成为1y ，温度为T ，经全凝器全部冷凝至泡点后，部分回流入塔，组成为0x ，温度为t ，试用>、=、<判断下列关系：T t ，1y x 。
精馏习题
练 习 一1、精馏过程是利用 ________ 和 ________ 的原理进行完成的。
多次部分气化；多次部分冷凝 2、简单蒸馏的主要特征是________和______。
不稳定操作或过程不连续；无回流 3、若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______； ②所得残液浓度______; ③馏出物总量______。
①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度； ②两种情况的残液浓度相同；③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
4、精馏操作的依据是 ______ 。
精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。
混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流5、若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2； 塔底某理论板上气相露点温度为t3，液相露点温度为t4。
请将4个温度间关系用 > 、= 、< 符号顺序排列如下_____。
4321t t t t =<= 6、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度________，塔顶温度________ ，塔釜温度________。
减小；增加；增加7、气化率相同时，平衡蒸馏的闪蒸罐内压强越低分离效果越好。
（ ）答案：√练 习 二1、用图解法求理论塔板时，在 α、F x 、D x 、w x 、q 、R 、F 及操作压力p 等参数中， ________ 与解无关。
进料流率2、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ________ ，塔顶温度 ________，塔釜温度 ________ 。
减小；增加；增加3、 某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回流操作时， 已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔板的 气相组成为 ________ 。
答案：0.44、连续精馏操作时，操作压力越大，对分离越 ________ ，若进料气液比为1：4（摩尔）时，则进料热状况参数q 为 ________ 。
化工原理精馏习题
精馏习题一、填空1. 简单蒸馏的主要特征是________和______。
答案：不稳定操作或过程不连续；无回流2.当分离要求和回流比一定时，进料的值最小，此时分离所需的理论板数。
答案：过热蒸气；最多3. 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。
答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度4.某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回流操作时，已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔板的气相组成为。
答案：0.45. 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应，蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应，所需塔径应，操作费和设备费的总投资将是的变化过程。
答案：增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升6. 精馏操作时，若进料的组成、流量和气化率不变，增大回流比，则精馏段操作线方程的斜率，提馏段操作线方程的斜率_______,塔顶组成_______,塔底组成 _______.答案：增加；减小；增加；降低7.间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于________；间歇精馏操作中，若保持回流比不变，则馏出液组成_______ ；若保持馏出液组成不变，回流比需不断________ 。
答案：前者是不稳态过程，后者为稳态过程；不断下降；增大8. 某精馏操作时，加料由饱和液体改为过冷液体，且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变，则此时塔顶组成，塔底组成，回流比，精馏段操作线斜率L/V 。
答案：增加；减少；不变；不变二、判断1. 精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率的平均值。
（√）2. 对于普通物系，原料组成浓度越低塔顶产品达到同样浓度所需要的最小回流比越大。
（√）3. 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。
（X ）4.当分离要求一定时，精馏塔内物料的循环量越大，所需的理论塔板数越多。
（X ）5. 在其他条件不变的情况下，降低连续精馏塔的操作压强，塔顶馏出物中易挥发组分的浓度变低。
精馏习题及答案
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(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(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 甲苯例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。
进料为含苯(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。
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，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
精馏习题课一、填空题1. 在理想溶液t-x-y图中的气液共存区内，成平衡的气液两相的温度，但气相组成液相组成，当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
2. 双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对( )的挥发度之比，若α=1表示，物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈( )对角线。
3. 工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。
4. 在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用。
5. 离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，互成平衡。
6. 精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。
7. 精馏塔有进料热状况，其中以进料q值最大，进料温度泡点温度。
8. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，馏出液流量等于，操作线方程为。
9. 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1，x1及y2，x2；则它们的大小顺序为（）。
10.精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低，系统的相对挥发度α（），溶液的泡点（），塔顶蒸汽冷凝温度（）。
11.精馏塔设计时，已知F，X F，X D，X W，进料热状态q＝0.5时，所需理论板数N T。
试判断下列参数变化（1）保持回流比不变，将进料状态由q=0.5改为q=1，则塔釜加热量Q R（），塔顶冷凝量Q c（），所需理论板数N T（）。
（2）保持塔釜加热量不变，将进料状态由q=0.5改为q=1，则塔顶冷凝量Qc（），所需理论板数N T（）12.某精馏塔设计中，若将塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而X F、D、F、X D、q、R不变，则W（）X W（），L’/V’( )，N T( )。
13.一连续精馏塔操作中，维持其他条件不变而增大回流比R，则精馏段液气比L/V ( )，提馏段液气比L’/V’( )，X D（），X W（）。
化工原理精馏习题
化⼯原理精馏习题精馏测试题⼀、填空题（1）精馏操作的依据是（）。
实现精馏操作的必要条件是（）和（）。
（2）⽓液两相呈平衡状态时，⽓液两相温度（），液相组成（）⽓相组成。
（3）⽤相对挥发度α表达的⽓液平衡⽅程可写为（）。
根据α的⼤⼩，可⽤来（），若α=1，则表⽰（）。
（4）某两组分物系，相对挥发度3=α，在全回流条件下进⾏精馏操作，若已知==+1,4.0n n y y 则（）。
全回流适⽤于（）或（）。
（5）某精馏塔的精馏操作线⽅程为275.072.0+=x y ，则该塔的操作回流⽐为（），馏出液组成为（）。
⼆、选择题（1）在⽤相对挥发度判别分离的难易程度时，下列哪种情况不能⽤普通蒸馏的⽅法分离（）。
A.αAB ＞1 B. αAB ＜1 C.αAB =1 D. αAB ＞10（2）在精馏的过程中，当进料为正处于泡点的饱和液体时，则（）。
A.q ＞1 B.q ＜1 C.q=1 D.0＜q ＜1（3）精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n 、n+1层塔板，其⽓相组成的关系为（）。
A.y n+1＞y n ＞y n-1 B. y n+1=y n =y n-1 C.y n+1＜y n ＜y n-1 D.不确定（4）精馏塔中⾃上⽽下（）.A.分为精馏段、加料板和提馏段三部分B.温度依次降低C.易挥发组分浓度依次降低D.蒸⽓量依次减少（5）某精馏塔的馏出液量是50kmo1/h ，回流⽐是2，则精馏段的回流液量是（）。
A.100kom1/h B.50kmo1/h C.25kmo1/h D.125kmo1/h （6）连续精馏中，精馏段操作线随（）⽽变。
A.回流⽐B.进料热状况C.残液组成D.进料组成（7）回流⽐的（）值为全回流。
A.上限B.下限C.算术平均D.⼏何平均（8）⼆元溶液连续精馏计算中，物料的进料热状况变化将引起（）的变化。
A.相平衡线 B.进料线和提馏段操作线 C.精馏段操作线 D.相平衡线和操作线（9）两组分物系的相对挥发度越⼩，表⽰分离该物系越（）。
精馏练习题
填空:1、 精馏操作的 目的是 _________________________________________ ,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是。
对于存在恒沸物或相对挥发度等於 1的液体混合物需用 精馏方法分离，其基本原理都 是 。
2、 描述任一精馏过程的数学方程有 __________________ . __________________ . __________________________________________ ,在 ______________________ 和 ________________________ 假定的条件下，以上方程构成的方程组可见化为 ________________________ 和 ______________________ 方程构成的方程组。
3、 在精馏塔的设计中，最小回流比是指 ______________________________________________________ 时的回流比.若增大回流比，则 精馏段L/V _______ ,提馏段L/V __________ ,完成同样分离要求所需的塔板数减少 ，但它是以 __________________________ 的增加为 代价的回流比的调节是通过 _____________________________________ 实现的。
4、 进料热状态参数 q 的物理意义是 __________________________________________ ，对于饱和液体其值等于 ______________ ，饱和蒸汽q 等于 ________________ 。
5、 用直角梯级法（图解法）求解理论板数的前提条件是 ____________________________________________ ，该前提的主要条件是6、 板效率是对 _____________ 假定的修正，对于分凝器或再沸器，单板效率等于 ______________ 。
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例9：常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液， 该物系平均相对挥发度为2.0。原料液流量为 100kmol/h，进料热状态参数q为0.8，馏出液流量为 60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分摩尔分 率），试求； 1．操作线方程； 2．由塔内最下一层理论板下流的液相组成xN。
例10：某两组分理想溶液进行简单蒸馏，已知 xF=0.5（摩尔分率），若汽化率为60%，试求釜残 液组成和馏出液平均组成。已知常压下该混合液的 平均相对挥发度为2.16。
例11：用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为 100kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为0.4，进料 为饱和蒸汽，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用 间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为 3.0，精馏段操作线方程为 yn1 0.75xn 0.2375
塔顶产品中易挥发组分的回收率为0.95，试求： （1） 操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率 （2） 塔底产品的流量和产品中易挥发组分的摩尔分率 （3） 精馏段的液相负荷、提馏段的气相负荷（4） 最 小回流比（5） 提馏段操作线方程和q线方程 （6） 塔顶第2块理论板上升蒸汽的组成
Hale Waihona Puke 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。
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：在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该 物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易 挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸气加料。塔顶采 D 出率 F 为40%，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20 试求：1．提馏段操作线方程： 2．若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的 气相默夫里效率Emv1。
例3：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 （以上均为摩尔分率），若原料液温度为25℃，求 进料热状态参数q为多少？若原料为汽液混合物，汽 液比3∶4，q值为多少？操作 条件下原料液的泡点温 度为94 ℃ ，原料液的平均比热容为1.85kJ/kg ℃原料 的汽化热为354kJ/kg 。 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。