液体精馏习题课
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。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(液体精馏)【圣才出品】
第9章 液体精馏（一）习题 相平衡9-1 总压为101.3kPa 下，用苯、甲苯的安托因方程，求：（1）温度为108℃及81℃时，苯对甲苯的相对挥发度；（2）用上述计算的相对挥发度的平均值αm ，计算苯-甲苯的汽液平衡数据，并与书末附录中所列的实验值作比较（列表）。
解：已知：苯（A ）-甲苯（B ）溶液，，，。
求：（1）；（2）表。
（1）t 1＝108℃时kPa P P A A 8.222348.28.2201081211031.6lg ==+-=︒︒，kPa P P B B 0.94972.15.2191081345080.6lg ==+-=︒︒，370.20.948.2221===︒︒B A P P αt 2＝81℃时018.28.220811211031.6lg =+-=︒A P ，kPa P A 33.104=︒604.15.219811345080.6lg =+-=︒B P ，kPa P B 19.40=︒596.219.4033.1042===︒︒B A P P α（2）相对挥发度的平均值为由求得苯-甲苯的汽液平衡数据及实验值如表9-2-1所示。
表9-2-1最大误差为。
9-2 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系，纯组分的蒸气压为：乙苯 t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg苯乙烯 tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg式中p °的单位是kPa ，t 的单位为℃。
试求：（1）塔顶总压为8kPa 时，组成为0.595（乙苯的摩尔分数）的蒸汽温度；（2）与上述汽相成平衡的液相组成。
解：已知：乙苯（A ）-苯乙烯（B ）溶液理想物系，P ＝8kPa ，y A ＝0.595，t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg ，tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg 。
求：（1）t ；（2）x A 。
7第七章液体精馏习题
R 0.75 R 1
R3
（2）
xD 0.21 R 1
xD 0.21 4 0.84
（3）
1 1.5 q 1
q
1 3
13
P261 14．在常压连续精馏塔中分离甲醇-水液。原料组成为0.4（甲醇的摩尔分率，下 同），泡点进料料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.03。回流比为1.6。塔顶 采用全凝器，塔釜采用间接蒸汽加热。试求理论板数和适宜的进料位置。甲醇-水 的气液平衡数据见附表7-2。 解： 精馏段操作线方程：
Rmin
xq xF
1 xD (1 xD ) 1 0.95 2 (1 0.95) 1.93 1 xF 1 xF 2 1 0.45 1 0.45
R 1.5Rmin 2.895
（2）饱和蒸汽进料时，
yq yF
1 xD 1 xD 1 2 0.95 1 0.95 Rmin 2 1 0.45 1 0.45 3.13 1 y 1 y F F
R 1.5Rmin 4.695
17
（1）
L RD 2.61 41.7 108.8 kmol / h
L' F L 80 108.8 188.8 kmol / h
（2）
V ' V L D 108.8 41.7 150.5 kmol / h
7
P260 8．在连续精馏塔中，已知精馏段操作线议程和q线方程分别为： y=0.75x+0.21 y=-0.5x+0.66 试求：（1）进料热状态参数q； （2）原为液组成xF； （3）精馏段操作线和提馏段操作线的交点xq和yq。 答：（1）
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。
9液体精馏习题精讲共28页文档
• （2）离开第二层板的液体浓度（由塔顶往下数） (0.7755)
（1） F D W
Fx F Dx D W x W
D x F xW F 0 .5 0 .1 200 93 kmol / h
x D xW
0.96 0.1
W 107 kmol / h
y1 xD 0.96
x1
y1
(1)y1
0.96 0.8889
3(31)0.96
y2
RR1x1
xD 2.18 0.8889 0.96 0.912
R1 2.181
2.181
x2
y2
(1)y2
0.912 0.7755
3(31)0.912
• 9-3 用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，原料
液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以上为 摩尔分率），原料液为汽、液混合进料，其中蒸 汽占1/3，苯-甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流 比为最小回流比的2倍。试求：
R min
1 1
xD xq
(1
xD
)
1 x q
1 0.96 3 1 0 .25
Hale Waihona Puke 3(1 0 .96 ) 1 0 .25
1.84
Vmi n(Rmi n1)D(q1)F(1.84 1)93 2006.4 1k 2m/h ol V1.5Vmi n1.56.4 12 9.6 1k 8m/h ol (2)VV(q1)F(R1)D(q1)F1.5Vmin (R1)93 200 1.56.4 12 R2.18
• （1）原料液中汽相及液相组成； (0.5476,0.3262)
• （2）最小回流比(1.82)；
精馏习题课附标准答案
第十章精馏［一］填空题1精馏过程是利用部分汽化和部分冷凝的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗高，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先变小再变大_的变化过程。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
2、分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，过冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离越_________ ,分离所需的总理论板数越少。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
3、相对挥发度a =1 ,表示不能用普通精馏方式分离，但能用（萃取和恒沸）分离。
4、某二元混合物，进料量为100kmol/h , xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为FXf》DXd。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
5、精馏操作的依据是各组分挥发度不同，实现精馏操作的必要条件包括液相回流和气相回流。
6、写出相对挥发度的几种表达式:•书上。
7、等板高度是指书上。
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 0.1:1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
2、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 oA 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 ________________ 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
A t1=t2B t1<t2C t1>t2D 不确定謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。
4、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为__B ___________ 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
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。
化工原理习题第九章 液体精馏
第九章液体精馏1 ．精馏操作时，若Ｆ，ｘ ，ｑ，Ｒ均不变，而将塔顶产品量Ｄ增加，其结果是：（）。
（Ａ）ｘ 下降，ｘ 下降；（Ｂ）ｘ 下降，ｘ 上升；（Ｃ）ｘ 下降，ｘ 不变；（Ｄ）ｘ 不变，ｘ 下降。
2 ．某真空操作情馏塔，因故真空度减小，而Ｆ，Ｄ，ｘ ，ｑ，加料位置，回流比Ｒ都不变。
则塔底残液ｘ 变化为：（）（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定3 ．精馏操作时，若Ｆ，Ｄ，ｘ ，ｑ，加料板位置，Ｒ都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成ｘ 变化为：（）（Ａ）变小（Ｂ）变大（Ｃ）不变（Ｄ）不确定4 ．精馏的操作线是直线，主要基于如下原因：（）（Ａ）理论板假定（Ｂ）理想物系（Ｃ）塔顶泡点回流（Ｄ）恒摩尔流假定。
5 ．操作中连续精馏塔，如采用回流比小于最小回流比，则（）（Ａ）ｘ，ｘ均增加（Ｂ）ｘ，ｘ均不变（Ｃ）不能操作（Ｄ）ｘ减小，ｘ增加6 ．两组份的相对挥发度越接近于 1 ，则表示分离该物系越____________（ A ）容易；（B ）困难；（ C ）完全；（ D ）不完全。
7 ．精馏设计时，若回流比 R 增加并不意味产品 D 减小，精馏操作时也可能有类似情况。
此话 ___________ 。
（ A ）对（ B ）错8 ．精馏设计时，采用相同的塔釜蒸发量，则冷液进料比热加料需要较少理论板数。
此话 _______（ 1 ）对（ 2 ）错9 ．某精馏塔的设计任务为：原料为 F 、 x f ，塔顶为 x D ，塔底为 x W ，若塔釜上升蒸汽量不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板 N T _____。
（ A ）增加（B ）减少（ C ）不变（ D ）不确定10 ．精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质，使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于 ________ 。
(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。
第9章液体精馏（习题集）
第9章液体精馏（习题集）第9章液体精馏—.填充题1.精馏操作的依据是___________________, 实现精馏操作的必要条件是_____________________________, _________________________________.2.相对挥发度的定义为_______________________________, 用相对挥发度表达的气液平衡方程可写为_______________________. 根据相对挥发度的大小, 可用来___________________________, 若相对挥发度为1, 则________.3.在精馏操作中, 若降低操作压强, 则相对挥发度_____________, 塔顶温度_________, 塔釜温度_________________, 从平衡角度分析该分离过程_____________.4.q的定义为_______________________________, 饱和液体进料q为______,饱和蒸汽进料q为________________, 蒸汽是液体的2倍混合进料q 为____.5.某两组分物系, 相对挥发度为3, 在全回流下进行精馏, 若己知y n=0.4, 则y n+1为____________. 全回流操作通常适用于______________________________, _________________________________.6.精馏和蒸馏的区别在于_________________________; 平衡蒸馏和简单蒸馏的区别在于______________________________________________________. 7.在连续精馏中, 其他条件均不变, 仅加大回流比, 可以使塔顶产品浓度______, 塔底产品浓度____________. 若此时加热蒸汽量V不变, 产品量D 将_______________.8.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275, 则该塔的操作回流比为_______, 馏出液组成为_________________.9.在总压为101.3kPa、温度为85℃下, A组分与B组分的饱和蒸汽压分别为116.9kPa和46kPa, 则其相对挥发度为______________, 平衡时液相组成xA为__________.为____________, 气相组成yA10.恒沸精馏与萃取精馏的共同点是_____________________________________,两者的主要区别是_________________________________________________,___________________________________.二. 选择题1. 两组分的相对挥发度越小, 则分离该体系( ).A.容易B.困难C.安全D.不安全2. 精馏塔的操作线是直线的原因( ).A.理论板假定B.理想物系C.塔顶泡点回流D.恒摩尔流假定3. 精馏塔中, 其气相组成关系为( ).A.y n+1>y n>y n-1B.y n+1<="" nC.y n+1=y n=y n-1D.不确定4. 某二元混合物, 若液相组成x A为0.45, 相应的泡点温度为t1, 气相组成y A为0.45, 相应的露点温度为t2, 则( ).A.t1<t2< p="">B. t1>t2C.t1=t2D.不能判断5. 操作中的精馏塔, 若选用的回流比小于最小回流比, 则( ).A.不能操作B.x D、x w均不变C. x D、x w均变大D.x D减小, x w增大6. 用某精馏塔分离两组分溶液, 规定产品组成为x D、x w, 当进料组成为x f1时, 相应回流比为R1, 进料组成为x f2时, 相应回流比为R2, 若x f1<="" f2,="" p="" 则(="" 进料热状态相同,="">A.R1=R2B.R1<r2< p="">C.R1>R2D.无法判断7. 用精馏塔完成分离任务所需理论塔板数为8块(包括塔釜), 若全塔效率为50%, 则塔内实际板数为( )块.A.16B.12C.14D.48.在常压下, 苯的沸点为80.1℃, 环已烷的沸点为80.73℃, 欲使该两组分得到分离, 宜采用( ).A.恒沸精馏B.普通精馏C.萃取精馏D.水蒸气精馏9.真空操作的精馏塔，若真空度降低，其它条件不变，则塔顶产品组成（）.A.变小B.变大C.不变D.不确定10.二元溶液连续精馏过程中，如进料状态发生改变，将引起（）发生变化.A.平衡线B.平衡线和精馏段操作线C.提馏段操作线和q线D.平衡线和q线三. 计算题1. 乙苯、苯乙烯混合物是理想体系, 纯组分的蒸汽压为:乙苯lgP A0=6.95719-1424.225/(t+213.21)苯乙烯lgP B0=6.95711-1445.58/(t+209.43)式中压力的单位为mmHg, 温度的单位为℃. 试求:(1)塔顶总压为60mmHg时, 组成为0.595(乙苯的摩尔分率)的蒸汽温度.(2)与上述气相成平衡的液相组成.2. 某混合物含易挥发组分0.24, 在泡点状态下连续送入精馏塔. 塔顶馏出液组成为0.95, 釜液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分数). 试求:(1)塔顶产品的产出率.(2)采用回流比R=2时, 精馏段的液汽比及提馏段的液汽比.3. 某混合物中含易挥发组分0.10(摩尔分数, 下同). 以饱和蒸汽状态连续加入一精馏塔的塔釜. 塔的操作压力为760mmHg, 加料量为10kmol/h, 塔顶产品组成为0.90, 塔釜排出液组成为0.05. 试求:(1)塔顶全冷凝器的蒸汽冷凝量.(2)回流比R及精馏段的液汽比.4. 欲设计一连续精馏塔分离含苯和甲苯各50%的料液, 要求馏出液中含苯96%, 残液中含苯不高于5%(以上均为摩尔分数), 泡点进料, 选用的回流比为最小回流比的1.2倍, 物系的相对挥发度为2.5. 求理论塔板数及加料板位置.5.在一常压连续精馏塔中分离某理想溶液，已知x F=0.4, x D=0.95，R=1.5R min，q=1.2，α=2.0. 试计算由第2块板上升的气相组成y2.6.在连续精馏塔中，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.215，q线方程为y=0.667-0.5x，α=2，塔底塔顶产品各占进料的一半，求：（1）x F、x W、x D。
化工原理精馏习题课
第一章 蒸馏1、 熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方程的表达形式并能进行计算；2、 能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算;从而根据q 线方程、进料组成还有气液平衡方程计算出点x q ;y q ;再进一步计算出最小回流比R min ；例如饱和液相进料泡点进料时;q 线方程式x=x F ;即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时;q 线方程式y=x F ;即y q =x F ..3、 掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法;要特别注意摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数..习题1：书上P71页课后习题第5题；分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换;这个转换大家一定要注意;很多同学在此常会出错..在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算;首先还是先列出所有题目给出的已知量;为了便于区分;建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示;而表示摩尔分数时使用x 来表示：① 根据题目已知：w F =0.3;F=4000kg/h;w w =0.05;另外还可以知道二硫化碳的分子量Mcs 2=76;四氯化碳的分子量Mccl 4=154根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成② =+F x =二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量0376=0.4650376+1-03154F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成④ 对于原料液的质量流量转换为摩尔流量有两种方法;第一种是分别用二硫化碳和四氯化碳各自的质量流量除以各自的分子量然后求和;即第二种是用总质量流量除以混合物平均分子量;而这种方法也是同学们最容易出错的地方;因为这里平均分子量应该是用二硫化碳和四氯化碳各自的摩尔分数乘以各自的分子量后求和;而不是用质量分数乘以各自的分子量求和;这样是很多同学计算有误的原因;因此正确的求法是⑤ 上面弄正确后;下面的步骤就比较简单;利用物料衡算以及回收率就可以求出来;方程组如下：上述方程组里面所有的组成都已经转变为摩尔组成;所有的流量也都变为摩尔流量了;这样计算就不会再有问题了..习题2：书上P72页课后习题第11题；分析：本题的重点实际是要大家掌握最小回流比R min 以及x q ;y q 的求法;根据公式其中x q ;y q 之间符合气液平衡方程式关系;所以只要知道这两个其中一个就可以知道另一个;而对于x q ;y q 可以根据进料状况来判定;如我们上面提到过;饱和液相进料泡点进料时;q=1;q 线方程式x=x F ;即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时;q=0;q 线方程式y=x F ;即y q =x F ..算出x q ;y q 后代入上面公式就可以求出最小回流比..如果进料状况不是上面说的饱和液相进料或是饱和蒸汽进料的话;那么应该先根据书上的公式求出q 线方程;然后利用q 线方程与精馏段或提馏段或者不求q 线方程而直接用精馏段和提馏段方程求出二者间的交点坐标;也就是x q ;y q 再求出最小回流比即可..习题3：书上P72页课后习题第12题；分析：本题是精馏中相对复杂一些的综合题;包含了分凝器与全凝器的区别、最小回流比的求解、进料热状况的判断和相关参数的求解、气液平衡方程的求解等等综合运用..①首先要明确分凝器和全凝器之间的区别;其中分凝器相当于一块理论塔板;所以上面的气液相组成仍旧符合气液平衡方程;而全凝器没有这个性质..所以根据题目首先还是列出已知条件提醒：大家在读题的时候一定要注意题目给出的是质量分数还是摩尔分数;本题是摩尔分数相对比较简单;如果是质量分数的话一定要先转换成摩尔分数这里大家要注意;因为我们分析知道分凝器相当于一块塔板;但是题目中已经告诉我们精馏塔塔顶第一层板的液相组成;所以分凝器的塔板编号就不能是第一块;而一般我们对塔板编号是从塔顶往塔底编号;所以这里我们就假设分凝器是第零块塔板;下标用“0”代替;所以根据题目来说我们就知道分凝器向塔内提供的回流液就是分凝器上的液相组成;而分凝器上的气相则进入了全凝器;也就是说进一步分析题目;已知是泡点进料;根据上面几题分析;可知q=1;q 线方程式x=x F ;所以由此我们还可以知道以上就是我们根据题目所知道的条件②但是根据最小回流比的求算公式min D qq q x x R y x -=-我们可以知道要求最小回流比还缺少y q ;而要求它则必须知道气液平衡方程;然后代入x q 来求解;因此此处最重要的就是求出气液平衡方程;即：这样实际上就是要求相对挥发度α;因此必须找到某一块塔板上符合气液平衡的气液相组成数据代进这个方程就可以;而从上面分析我们就知道;分凝器上的数据恰好符合这一要求;所以把分凝器的数据x 0;y 0代入就可以求出α;也就是然后把0.5q x =代入上面气液平衡方程求出y q ;再代入最小回流比方程就可以求出最小回流比了..③而对于实际操作的回流比R;如果题目告诉了我们它是最小回流比的多少倍;那么根据倍数关系可以直接求出实际回流比;但是这道题目没有告诉我们具体倍数;所以实际回流比必须根据精馏段操作线方程来求;精馏段操作线方程式是：而与气液平衡方程不同的是;这里面组成坐标x;y 的不是同一层塔板的数据;而是本块塔板的液相组成x 与下一层塔板从上往下数的气相组成y 或者是上一层塔板的液相组成x 与本层塔板的气相组成y 之间来组成;这一点区别大家要牢记;避免计算时出错..而从题目上我们可以分析指导;我们知道第0块塔板的组成x 0;y 0;另外知道第一块塔板的液相组成x 1;而实际上要求精馏段操作线方程;必须代入的坐标点应该是x 0;y 1;所以这里重点是要求y 1;而我们知道x 1;y 1是符合气液平衡关系的;所以把x 1代入气液平衡方程就可以求出y 1;再把y 1和x 0代入精馏段操作线方程;就可以求出实际回流比R 了..④至于进料流量F 只要根据回收率0.96D F Dx Fx =代入相关公式就可以求得;不再赘述..这道题目相对来说比较具有综合性;当然还没有涉及到提馏段方程的求解;另外大家应该熟悉塔内精馏段和提馏段气相和液相流量的关系;例如精馏段液相流量L=RD;气相流量V=R+1D;而对于本题所涉及的泡点进料我们可以知道;就是饱和液体进料;所以进料全部进入提馏段液相;因此提馏段液相组成L ’=L+F=RD+F;V ’=V=R+1D1、蒸馏是分离 混合物的单元操作..A 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..A 溶解度B 等规度C 挥发度D 调和度3、 是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一..A 液相回流B 进料C 侧线抽出D 产品提纯4、在精馏塔中;加料板以上的塔段称为 ..A 精馏段B 提馏段C 进料段D 混合段5、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 ..A 60 kmol/hB 66.7 kmol/hC 90 kmol/hD 100 kmol/h..6、溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度..7、对于二元理想溶液; 若轻组分含量越高; 则泡点温度 ..8、对于二元理想溶液; x-y 图上的平衡曲线离对角线越近; 说明该物系 ..9、精馏操作中; 回流比的上限称为 ；回流比的下限称为 ..10、设计一精馏塔时; 回流比选的大;则塔板数 ..11、对于正在操作中的精馏塔;若加大操作回流比;则塔顶产品浓度会 .. 提高12、完成精馏操作需要哪两个必要条件精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置什么设备 1需要塔顶液相回流与塔底上升的蒸气..2需要冷凝器和再沸器..13、精馏操作中;在上限操作时对实际生产有无意义一般在什么情况下采用在上限操作时;产品量为零;对实际生产无意义;一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用..14、什么是理论板理论板是指离开这种板的气液两相相互成平衡;而且塔板上的液相组成也可视为均匀的..15、设计一精馏塔时; 进料量对塔板层数有无影响为什么进料量对塔板层数无影响;影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比..16、将含24%摩尔百分数;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..送至冷凝器的蒸气量为 850 kmol/h;流入精馏塔的回流液为670 kmol/h..求： 1每小时能获得多少kmol的馏出液 2回流比为多少 3塔底产品量17、每小时将15000 kg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%..求馏出液和釜残液的流量和组成;以摩尔流量和摩尔流率表示..苯的分子量为78;甲苯的分子量为92解：进料组成釜残液组成原料液的平均分子量 MF= 0.44×78 + 0.56×92 = 85.8 kg/kmol 进料量 F = 15000/85.8 = 175 kmol/h由题意 DxD /FxF= 0.971所以 DxD= 0.971×175×0.44 a全塔总物料衡算为 D + W = 175 b全塔苯的衡算为 DxD+ 0.0235W = 175×0.44 c联立式a、b、c;解得 W = 95 kmol/h D = 80 kmol/h xD = 0.93518、氯仿CHCl3和四氯化碳CCl4的混合物在一连续精馏塔中分离..馏出液中氯仿的浓度为0.95摩尔分率;馏出液流量为50 kmol/h;平均相对挥发度= 1.6;回流比R = 2..求：1塔顶第二块塔板上升的气相组成；2精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L以kmol/h表示.. 氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液..19、一连续精馏塔;泡点进料..已知操作线方程如下：精馏段 y = 0.8 x + 0.172提馏段 y = 1.3 x – 0.018求原料液、馏出液、釜液组成及回流比..解：由精馏段操作线方程= 0.86;得 R = 4；;得 xD将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立= 0.06解得 x = 0.06;即 xw将两操作线方程联立解得 x = 0.38因是泡点进料;q = 1;q线垂直;两操作线交点的横坐标即是进料浓度;= 0.38∴ xF20、用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液..原料液中含A 0.44;馏出液中含A 0.957以上均为摩尔分率..已知溶液的平均相对挥发度为2.5;最小回流比为1.63;说明原料液的热状况;并求出q值..解：采用最小回流比时;精馏段操作线方程为即由相平衡方程; 得联立两方程; 解得 x = 0.367;y = 0.592此点坐标0.367;0.592即为xq ;yq..因 xF = 0.44;即xq＜xF＜yq;说明进料的热状况为气液混合进料..由q线方程;此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点有解出 q = 0.67621、今有含苯40%和甲苯60%摩尔百分数;下同的混合液; 欲用精馏塔分离出含苯95%的塔顶产品..进料为饱和液体; 塔内平均相对挥发度为2.5..若操作回流比取为最小回流比的1.5倍; 写出精馏段操作线方程..此溶液可视为理想溶液..解：因是泡点进料;xq = xF由相平衡方程最小回流比回流比 R = 1.5Rmin= 1.5×1.44 = 2.16精馏段操作线方程22、实验测得常压精馏塔精馏段相邻两塔板的上升气流组成分别为y n =0.885 ; yn+1=0.842;已知操作条件下平均相对挥发度3;回流比R=3.5;塔顶产品组成xD=0.95..求以汽相组成表示的第n板的单板效率..若在全回流情况下;精馏段相邻两塔板的上升气流组成变为yn=0.885 ; yn+1=0.822;则以汽相组成表示的第n板的单板效率又为多少。
- 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)。
5. 精馏塔操作时，保持F、R、q、xF不变，增大塔釜
排液量W，则xD （ ）、L/V （ ）、xW （ ）。 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 6. 已知q=1.1，那么加料中液体量与总加料量之比为 （ ）。 7. 操作中，若提馏段上升蒸汽量增加，而回流量L和 进料状态（ F、xF、q ）仍保持不变，则R （ ） ， xD （ ） ， xW （ ）, L/V （ ） 。 （1）变大 （2）变小 （3）不变 （4）不确定 8. 某精馏塔在全回流下操作，物系的＝2，已知离开 某理论板的气相浓度yn=0.5，则yn+1=（ ）。
液体精馏
习题课
1．概述 蒸馏原理与蒸馏操作 2．双组分体系的气液平衡 理想体系的气液平衡 、非理想体系的气液平衡 3．双组分简单蒸馏 简单蒸馏与平衡蒸馏 4．双组分连续精馏 连续精馏原理与过程分析、基本型连续精馏塔的设计型
和操作型计算 、其它类型的连续精馏 5．间歇精馏 间歇精馏特点与计算 6．特殊精馏 萃取精馏 、恒沸精馏
基本要求
了解蒸馏与蒸发的区别；掌握相对挥发度的定义；了解闪蒸的原理； 掌握用安托因方程计算平衡的气液相组成； 掌握
"t~x~y"图线、泡点线和露点线；了解总压对泡点线和露点线的影 响；了解正、负偏差溶液的形成和特点。了解简单蒸馏的计算；掌握精馏 原理及回流的定义；掌握全塔物料衡算；掌握恒摩尔流假设；掌握五种进 料状态；掌握平衡线、q线、精馏段操作线和提馏段操作线；掌握理论板 的定义及全塔效率的概念。掌握全回流、最小回流比和最佳加料板位置的 概念；掌握进料状态对理论塔板数的影响；掌握设计型计算中图解法、逐 板计算法求解理论塔板数的方法；了解吉利兰快速估值法和芬斯克方程求 最少理论塔板数。在操作型计算中，掌握进料浓度、回流比的变化对塔顶 产品和塔底产品的影响。了解直接蒸汽加热、分凝器、冷液回流、侧线出 料和回收塔各自的特点。了解间歇精馏的特点与计算，了解特殊精馏的特 点。
效率Emv=0.6，全凝器凝液组成为0.98，求由塔顶第 二层塔板上升的汽相组成。
甲醇含量为0.90，塔釜产品中甲醇含量为0.05。
试求：①该精馏塔操作回流比及塔内的液汽比；
②塔顶全凝器的蒸汽冷凝量。
1. 解： ①FxF = DxD＋(F－D)xW
DF
V
xF xw 0.1 0.05 100 5.882 xD xw 0.9 0.05
xD
V = F = 100 kmol/h
L
由 V = (R+1)D 得：
V 100 R 1 1 16 D 5.882
xw
F
xf q=0
L RD 16 0.941 V ( R 1) D 16 1
②塔顶全凝器蒸汽冷凝量：
V = 100 kmol/h
2. 用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯混合液，塔顶
为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为
14.平衡蒸馏的效果一般比简单蒸馏好。（ ）
15.若过热蒸汽状态进料，q线方程斜率大于零。（ ）
16.图解法求理论板时与下列参数F，XF，q，R，α，XD， XW中的α无关。（ ）
二、计算题
1. 用一连续精馏塔分离甲醇和水的混合物，进料
量为100kmol/h，进料中甲醇的摩尔分率为0.10，
以饱和蒸汽形式连续进入塔底。要求塔顶产品中
（ ）。 11.精馏塔设计中，回流比越（ 操作费与设备费的总和呈现（
） ， xW
），所需理论板数 ） 的变化过
越少，操作能耗越（ ） 。但随着回流比的增大，
程。
12.某二元混合液中含易挥发组分的浓度xF =0.5，经平
衡蒸馏后得到汽量:液量＝1:1（摩尔比），相对挥发度
为2，则闪蒸后汽相中易挥发组分浓度＝（ ），液相 中易挥发组分浓度＝（ ）。 13.精馏段操作线方程为y=0.75x+0.3是绝不可能的。 （ ）
重 点:
相对挥发度, “t-x-y”图线, 精馏原理, 恒摩尔流假设, 进料状态, 操作线方程, 操作型计算和设计型计算。
难 点:
"t-x-y"图, 精馏原理, 操作型计算与判断。
主要公式：
1、拉乌尔定律 2、道尔顿定律 3、气液平衡方程 4、物料衡算 5、塔顶回收率
6、操作线方程
⑴ 精馏段操作线方程 回流比 汽液关系 ⑵ 提馏段操作线方程 汽液关系 ⑶ q线方程 加料板物料关系 7、最小回流比 8、塔效率
2.47，进料为150kmol/h，组成为0.4（摩尔分率）的饱
和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，
塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求： ⑴ 塔顶馏出液和塔釜采出液的组成； ⑵ 精馏段和提馏段操作线方程； ⑶ 回流比与最小回流比的比值；
⑷ 已知全回流时，塔顶第一层塔板的汽相默弗里板
9.分离某二元组分，进料量为100kmol/h，xF=0.6，若 塔高不受限制，塔顶馏出物浓度xD不小于0.9，则塔 顶最大产量为（ ）。 A.60kmol/h B. 66.7kmol/h /h C. 90kmol/h D. 不确定 10. 精馏塔操作中，若F、xF 、D 、q 、加料板位置、
V不变，而使操作压力增大，则 xD （
一、填空、选择与判断题
1. 精馏操作的基本依据是（ 2. 精馏过程的回流比是指（ 是指（ ）。 ）。 ），最小回流比
3.某连续精馏塔，进料状态q=1，D/F=0.5，xF=0.4， R=2，提馏段操作线的截距为零，则提馏段操作线 的斜率L/V= （ 和（）。 ），馏出液组成xD= （ ）。 4.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是（）