化工原理下蒸馏章节例题
化工原理蒸馏例题
y n 和 x n 成平衡 xn 2.5 0.65 yn 0.823 1 ( 1) xn 1 1.5 0.65
②求 x n 1 由第n板的物料衡算可得：
V ( yn1 yn ) L( xn1 xn )
2(0.823 0.75) xn1 0.65
x n1 0.796
③ ∵ L RD L R 1 V R1 2 方法2：
V ( R 1) D
R1
∵ y n 和 x n1 满足精馏段操作线关系。
R 1 yn x n 1 x D 1 xn1 x D 0.823 R1 R1 2 2
L (3) R 2.5 L 2.5 40 100kmol h D
L L qF 100 1.1 100 210kmol
h
提馏段操作线方程:
L W y 1 x xW 1.4 x 0.016 m m m L W L W
'
y3 ' 0.457
y4 ' 0.350
x3 ' 0.254
x4 ' 0.179
y5 ' 0.237 y6 ' 0.134
x5 ' 0.112 x6 ' 0.059 0.0667
NT ( 提馏段) 6 1 5(不含再沸器)
NT ( 提馏段) 6(含再沸器)
但 yn1 和 x n 满足精馏段操作线关系。
yn1 R 1 xn xD R1 R1
1 xD 0.65 0.75 2 2
x D 0.85
1 0.85 x n 1 0.823 2 2
(完整word版)化工原理课后作业(蒸馏)
5．蒸馏一、单选题1．蒸馏是分离( ）混合物的单元操作。
BA 气体;B 液体;C 固体；D 刚体。
2．蒸馏是利用各组分的（)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。
3．在二元混合液中，（）的组分称为易挥发组分。
AA 沸点低;B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
4．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。
5．在二元混合液中，（）的组分称为难挥发组分。
BA 沸点低；B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
6．在二元混合液中,沸点高的组分称为( ）组分。
DA 可挥发;B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。
7．（）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。
8．液相回流是保证（）过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
BA 吸收；B 精馏；C 传热；D 过滤。
9．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.10．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条件。
CA 部分冷凝；B 全部冷凝；C 部分气化；D 全部气化。
11．在再沸器中溶液部分气化而产生（），是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
DA 上升物料；B 上升组分;C 上升产品；D 上升蒸气。
12．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。
13．（）的作用是提供一定量的上升蒸气流. CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器;D 换热器。
14．（）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。
AA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器.15．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。
化工原理蒸馏部分模拟试题及答案
化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空1精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。
2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）。
3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 , 分离所需的总理论板数最少。
4相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏分离分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。
5某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。
6精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。
7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线。
二、选择1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则⎽⎽⎽A⎽⎽⎽A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定4某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为⎽⎽⎽B⎽⎽⎽。
化工原理《蒸馏》习题及答案
化工原理《蒸馏》习题及答案1.单位换算（1） 乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894，其质量分数为多少？ （2） 苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，其摩尔分数为多少？大气中O 2含量为0.21， N 2含量为0.79（均为体积分率），试求在标准大气压下， O 2和N 2 的分压为多少？ O 2和N 2 的质量分数为多少？ 解：（1）质量分数 956.0106.018894.046894.046=⨯+⨯⨯=+=B B A A A A A x M x M x M a（2）摩尔分数（苯分子量：78；甲苯分子量：92）239.09279.07821.07821.0=+=+=BBAAA AA M a M a M a x （3）79.0121.0=-==⋅=O N O O P P y P P767.0233.011233.079.02821.03221.032=-=-==⨯+⨯⨯=+=O N N N O O O O O a a x M x M x M a2．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 P3．试计算压力为101.3kPa 时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。
已知96℃时， p A o =160.52kPa ，p B o =65.66kPa 。
解：液相苯的分率：376.066.6552.16066.653.101=--=--=OBO A O B A P P P P x气相苯的分率：596.03.101376.052.160=⨯=⋅=P x P y A OAA4．在101.3 kPa 时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：试求：（1）在压力101.3 kPa 下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？（2）在压力101.3 kPa 下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？ （3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？ 解：t-x-y 图0.00.20.40.60.81.095100105110115120125oC习题4附图由t -x -y 图可知（1）泡点为114℃，平衡蒸汽的组成为0.54（摩尔分数）；（2）溶液处于汽液混合状态，液相组成为0.24（摩尔分数），气相组成为0.42（摩尔分数）； （3）溶液加热到119℃时全部汽化为饱和蒸汽。
化工原理蒸馏例题
第5块板为加料板
以下计算提馏段操作线方程代替精馏段操作线方程
(6)计算提馏段理论板数
由 ym' 1 1.522xm' 0.0359
x1' x5 0.379
x2' 0.324
x3' 0.254
x4' 0.179 x5' 0.112
1.222
2.5 0.4 1 (2.5 1) 0.4
0.625
第四节 双组分连续精馏塔的计算 五、回流比的影响及选择
（3） R 1.5Rmin 1.51.222 1.833
精馏段操作线：
R
1
yn1 R 1 xn R 1 xD
1.833 1.833
③ ∵ L RD
L R 1 V R1 2
方法2：
V (R 1)D
R1
∵ yn 和 xn1 满足精馏段操作线关系。
R
1
yn R 1 xn1 R 1 xD
1 2
xn1
xD 2
0.823
但 yn1 和 xn 满足精馏段操作线关系。
R
1
yn1 R 1 xn R 1D FxF
0.971
Dx D 0.971175 0.44 全塔物衡：D W F 175
Dx D WxW FxF
D 80.0km ol h W 95.0km ol h xD 0.935
即：DxD 0.0235W 175 0.44
第四节 双组分连续精馏塔的计算 四、理论板数的确定
解: 1.逐板计算法：
化工原理蒸馏试题
化工原理蒸馏试题蒸馏一.填空题1.蒸馏是分离____________的一种方法，蒸馏分离的依据是_______________________________。
2.气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_______，但气相组成________液相组成。
3.气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。
4.在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。
5.两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。
6.所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。
7.某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n=0.3，则y n-1 =_________________。
8.某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=0.75+0.24，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。
9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。
10.在总压为103.3kPa温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为=155.7kPa =63.3 kPa，则平衡时苯的液相组成为=_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。
11.精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q值最大，进料温度____泡点。
12.在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则=_________，=________，=_________，=_______.13.对于不同的进料热状态，，与的进料关系为（1）冷液进料，_________，___________（2）饱和液体进料，_________，__________（3）气液混合物进料，_________，___________（4）饱和蒸汽进料，_________，__________（5）过热蒸汽进料, _________，___________14.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_________，馏出液量等于____________，操作线方程为_______________。
化工原理蒸馏考试题目
单项选择题 (每题2分,共50题) 成绩查询第九章蒸馏1. 蒸馏是利用各组分______不同的特性实现分离的目的。
A：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。
A：可挥发B：不挥发C：难挥发D：易挥发3. 某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而F，D，xf，q，加料位置，回流比R都不变。
则塔底残液xw______。
A：变小B：变大C：不变D：不确定4. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则：____。
A：t1＝t2B：t1＜t2C：t1＞t2D：不能判断5. 某二元混合物，其中A为易挥发组分。
液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1；汽相组成yA=0.4相应的露点为t2。
则：____A：t1＝t2B：t1＜t2C：t1＞t2 D：不能判断6. 原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为xD1，用平衡蒸馏得汽相总组成为xD2。
若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则：____A：xD1＞xD2B：xD1＝xD2C：xD1＜xD2 D：不能判断7. 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是______________。
A：液相中易挥发组分进入汽相；B：汽相中难挥发组分进入液相；C：液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D：液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。
8. 精馏理论中，“理论板”概念提出的充分而必要的前提是_____。
A：塔板无泄漏B：板效率为100%C：离开塔板的气液达到平衡D：板上传持推动力最大9. 下列哪几条是指导精馏塔操作线方程的前提？甲：恒摩尔流；乙：平衡精馏；丙：板式塔；丁：过程稳定（定常）。
A：甲、乙B：甲、丁C：丙、丁D：乙、丙10. 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为_____。
化工原理 第七章 蒸馏-例题
V = L+ D =134.5+44.83 =179.3km h ol/
D xF − x W = F xD − x W
W D =1− F F
•当塔顶、塔底产品组成xD、xW及产品质量已规定，产品的 采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择； •当规定塔顶产品的产率和质量xD，则塔底产品的质量xW及 产率也随之确定而不能自由选择； •在规定分离要求时，应使
D D ≤ FxF x
αx 2.47x y= = 1+(α −1 x 1+1.47x )
因为汽化率f=0.4，q=0.6 物料衡算式为：
xF q 0.6 0.5 y= x− = x− q −1 q −1 0.6−1 0.6−1
= −1.5x+1.25
x = 0.411 y = 0.634 ,
2）简单蒸馏中了时的釜液浓度与平衡蒸馏时相同
FxF D
•塔顶产品的组成应满足 xD ≤
例 ： 用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质 量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于 97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原 料量为8570kg。操作回流比为3，试计算： （1）塔顶及塔底的产品量； （2）精馏段上升蒸汽量及回流液量； （3）当原料于47℃进塔和蒸汽进塔时，提馏段上升蒸汽 量及回流液量 。 （苯的汽化潜热rA=93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rB=87.5
解： （1）产品量
41/ 78 xF = = 0.4504 41/ 78+59/ 92
97.5/ 78 xD = = 0.9787 97.5/ 78+ 2.5/ 92
1.8/ 78 xw = = 0.0212 1.8/ 78+98.2/ 92
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
40 / 78 xF 40 / 78 60 / 92 0.44
釜残液组成
2 / 78 xW 2 / 78 98 / 92 0.0235
原料液的平均分子量 MF=0.44×78+0.56×92=85.8
原料液流量 F=15000/85.8=175.0kmol/h
依题意知 （a）
105 110．6
PA°，kPa 101．33 116．9 135．5 155．7 179．2 204．2 240．0 PB°，kPa 40．0 46．0 54．0 63．3 74．3 86．0 101．33
解 ：（ 1）利用拉乌尔定律计算气液平衡数据，在某一温度下由本题附表 1 可
查得该温度下纯组分苯与甲苯的饱和蒸气压
0
根据以上数据，即可标绘得到如图 5-1 所示的 t-x-y 图。 （2）利用相对挥发度计算气液平衡数据 因苯—甲苯混合液为理想溶液， 故其相对挥发度可用式 5-12 计算，即
a
p
A
pB
以 95℃为例，则
a 155.7 2.46 63.3
其它温度下的 a 值列于本题附表 3 中。
通常，在利用相对挥发度法求 x-y 关系时，
DxD=FxF=0.971
所以 （b）
DxD=0.971 × 175 × 0.44
全塔物料衡算 D+W=F=175
DxD+WxW=FxF 或
DxD+0.0235W=175 × 0.44
（c） 联立式 a，b，c，解得 D=80.0 kmol/h W=95.0 kmol/h
xD=0.935
【例 5-4】 分离例 5-3 中的溶液时，若进料为饱和液体，选用的回流比 R=2.0，
【例 5-5】 用一常压操作的连续精馏塔，分离含苯为 0.44（摩尔分率，以下同）
的苯—甲苯混合液，要求塔顶产品中含苯不低于 0.975，塔底产品中含苯不高于
0.0235。操作回流比为 3.5。试用图解法求以下两种进料情况时的理论板层数及
加料板位置。
（1）原料液为 20℃的冷液体。
（2）原料为液化率等于 1/3 的气液混合物。
x 1．0 0．656 0．487
y 1．0 0．81 0．673
x 0．311 0．157 0．000
y 0．491 0．280 0．000
解（1）全回流时操作线方程为 yn+1=xn
在 y-x 图上为对角线。 自 a 点（xD、xD）开始在平衡线与对角线间作直角梯级，直至 xW=0.02，得 最少理论板数为 9 块。不包括再沸器时 Nmin=9－1=8。 （2）进料为泡点下的饱和液体，故 q 线为过 e 点的垂直线 ef。由 xF=0.45 作 垂直线交对角线上得 e 点，过 e 点作 q 线。 由 y-x 图读得 xq=xF=0.45，yq=0.64
④连 cd，即为提馏段操作线。
⑤自点 a 开始在操作线和平衡线之间绘梯级，图解得理论板层数为 11（包括
再沸器），自塔顶往下数第五层为加料板，如本题附图 1 所示。
（2）气液混合物进料 ①与上述的①项相同；②与上述的②项相同；①和 ②两项的结果如本题附图 2 所示。
③由 q 值定义知，q=1/3，故 q 线斜率= q 1 / 3 0.5
85
90
95
100
105 110．6
a
2．54 2．51 2．46 2．41 2．37
x
1．000 0．780 0．581 0．412 0．258 0．130
0
y
1．000 0．897 0．773 0．633 0．461 0．269
0
【例 5-2】 对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。
ym 1
160 1 175 160 175 95
xm
160
95 175
95
0.0235
或
ym 1 1.4 xm 0.0093
该操作线的斜率为 1.4，在 y 轴上的截距为－0.0093。由计算结果可看出，本
题提馏段操作线的截距值是很小的，一般情况下也是如此。
0．551 0．575 0．614 0．657 0．698 0．755
0．1 0．14 0．18 0．2
0．43 0．482 0．513 0．525
0．8 0．894 0．95 1．0
0．82 0．894 0．942 1．0
【例 5-8】 用简捷算法解例 5-6。并与图解法相比较。塔顶、塔底条件下纯组
解：乙醇水系统的平衡曲线有下凹部分，求最小回流比自 a 点（xD、xD）作 平衡线的切线 ag 并延长与 y 轴相交于 c 点。截
距
xD 0.385 Rmin 1
Rmin
xD 0.385 0.385
0.8 0.385 0.385
1.08
若依正常平衡曲线求 Rmin，联结 ad，d 点所
【例 5-3】 每小时将 15000kg 含苯 40%（质量%，下同）和甲苯 60%的 溶 液 ，
在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于 2%，塔顶馏出液中苯的回
收率为 97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示 。
解：苯的分子量为 78；甲苯的分子量为 92。
进料组成
【例 5-6】 分离正庚烷与正辛烷的混合液（正庚烷为易挥发组分）。要求馏出液 组成为 0.95（摩尔分数，下同），釜液组成不高于 0.02。原料液组成为 0.45。泡 点进料。汽液平衡数据列于附表中。求
（1）全回流时最少理论板数； （2）最小回流比及操作回流比（取为 1.5Rmin）。
例 5-6 汽液平衡数据
1x
2.46x 1 1.46x
并按附表 2 中的各 x 值，由上式即可算出气相平衡组成 y，计算结果也列于附表
3 中。
比较本题附表 2 和附表 3，可以看出两种方法求得的 x-y 数据基本一致。对 两组分溶液，利用平均相对挥发度表示气液平衡关系比较简单。
例 5-1 附表 3
t，℃ 80．1
0.412
和
y
p
A
x
155.7
0.412 0.633
P 101.33
其它温度下的计算结果列于本题附表 2 中。
例 5-1 附表 2
t，℃ 80．1
85
90
95
100
105 110．6
x
1．000 0．780 0．581 0．412 0．258 0．130
0
y
1．000 0．900 0．777 0．633 0．456 0．262
解：设原料液量为 100kmol，则
D=100×0.6=60kmol
W=F-D=100-60=40kmol
因该混合液平均相对挥发度为α=2.16，则可用式 1-25 求釜残液组成 x2，即
ln F W
1
1
ln
x1 x2
ln
1 1
x2 x1
或
ln 100 40
0.916
1 2.16
1
ln
0.5 x2
2.16 ln
1 x2 1 0.5
试差解得
x2≈0.328
馏出液平均组成可由式 1-27 求得，即
60y 100 0.5 40 0.328
所以
y 0.614
计算结果表明，若汽化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果 ， 即馏出液组成更高。但是平衡蒸馏的优点是连续操作。
q 1 1/31
过点 e 作斜率为－0.5 的直线，即得 q 线。g 线与精馏段操作线交于点 d。
④连 cd，即为提馏段操作线。 ⑤按上法图解得理论板层数为 13（包括再沸器），自塔顶往下的第 7 层为加 料板，如附图 2 所示。
由计算结果可知，对一定的分离任务和要求，若进料热状况不同，所需的理 论板层数和加料板的位置均不相同。冷液进料较气液混合进料所需的理论板层数 为少。这是因为精馏段和提馏段内循环量增大的缘故，使分离程度增高或理论板 数减少。
R 1 3.5 1
精馏段操作线。 ③先按下法计算 q 值。原料液的汽化热为
rm 0.44 389 78 0.56 360 92 31900 kJ/kmol
由 图 1-1 查 出 进 料 组 成 xF=0.44 时 溶 液 的 泡 点 为 93 ℃ ， 平 均 温 度 = 93 20 56.5 ℃。由附录查得在 56.5℃下苯和甲苯的比热容为 1.84kJ/（kg·℃），
数据（yq、xq）代入式 5-46 求取。
例 5-7 的汽液平衡数据
液相中乙醇的摩 汽相中乙醇的摩 液相中乙醇的摩 汽相中乙醇的摩
尔分数
尔分数
尔分数
尔分数
0．0 0．01 0．02 0．04 0．06 0．08
0．0 0．11 0．175 0．273 0．34 0．392
0．25 0．30 0．4 0．5 0．6 0．7
试求提馏段操作线方程式，并说明操作线的斜率和截距的数值。
解：由例 5-3 知
xw=0.0235 W=95kmol/h F=175kmol/h D=80kmol/h
而
L=RD=2.0×80=160kmol/h
因泡点进料，故
q IV IF 1 IV I L
将以上数值代入式 5-41，即可求得提馏段操作线方程式