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。
精馏-习题
习题
习题 9
• 在常压连续精馏塔中，分离苯和甲苯的混 合溶液。若原料为饱和液体，其中含苯0.5 （摩尔分率，下同）。塔顶馏出液组成为 0.9，塔底釜残液组成为0.1，回流比为2.0， 试求理论板层数和加料板位置。苯-甲苯平 衡数据见例1-1。
• 分析：已知XF,XD,Xw,R • 由苯-甲苯平衡数据可以知道相对挥发度，
xn
0.98 2.6 1
q点为（0.315，0.5）,（0.039，0.039）
习题 (2) 提馏段操作线方程
饱和蒸汽进料，q=0
由
得
kmol/h kmol/h
kmol/h
kmol/h
习题 由
习题
用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度为 =2，原料液量F=10kmol/h，饱和蒸气进料，进料浓度
•
(4) 求x2,y2
解：根据全塔物料衡算，
F D W FxF DxD WxW
D F (xF xW ) 10 (0.45 0.02) kmol / h 4.57kmol / h
xD xW
0.96 0.02
• 得： W F D (10 4.57)kmol / h 5.43kmol / h
• 提馏段 x1'= x4 = 0.4353 • 提馏段操作线方程 y = L'x/（L'-W）- WxW/（L'-W） • 饱和液体进料 q = 1 • L'/（L'-W）= （L+F）/V = 1 + W/（3D） • 物料平衡 FxF = WxW + DxD • D + W = F 代入数据可得 D = W • L'/（L'-W）= 4/3 • W/（L'-W）= W/（L+D）= W/3D = 1/3 • 即提馏段操作线方程 y' = 4x'/3 – 0.1/3
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（）。
化工原理精馏和蒸馏练习习题
填空题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；不变判断题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。
精馏习题课-2
x L1 x D 1 y1
y1
t2
1 V 2
y1 xD2
t3
1 V 3
x L2
x′ 3 D
⑴
2011-11-23
⑵
x L3 x D 3 ⑶
9
例2
y1
y1 = 0.85 R = 1
α = 2.47
泡点回流
比较： < 2 < 3 比较：t1、t 3、t 2
t1
x L1 y1 x D1
1 V 2
0.85 0.7947 0 .8167 0.85 0 .9053 0.8834
Rmin A xD − y A = Rmin A +1 xD − x A
2011-11-23
Rmin A = 1.18
2
αx B = 0.564 解： xB = xF = 0.35 yB = 1 + (α − 1) xB
L = L + 0.2 F + F = RD + 1.2 F
V = V = ( R + 1) D
x L1、x L 2、x L 3
x D1、x D 2、x D 3
x D1 = x L1 = y1 = 0.85
xD2
t2
x L2
xD2
1 1 t t2 Vy1 = Vx D 2 + Vx L32 t1 2 2
αx L 2 = 1 + (α − 1) x L 2
y1
t3
1 V 6
1 V 3
αx L 3 x′ 3 = D 1 + (α − 1) x L 3
已知： 已知：F1 / F2 = 1 / 3 计算： 计算： Rmin = ? 解：
精馏习题与题解
精馏习题与题解一、填空题:1. 精馏塔设备主要有_______、______、_______、________、_______。
***答案*** 筛板塔 泡罩塔 浮阀塔 填料塔 舌形板板式塔2. 在1个大气压.84℃时, 苯的饱和蒸气压P=113.6(kpa),甲苯的饱和蒸气压p=44.38(kpa),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x=__________.气相组成y=______.相对挥发α=____.***答案*** 0.823 0.923 2.563. 在精馏操作中，回流比增大，精馏段操作线与平衡线之间的距离________，需理论板_________。
***答案*** 越远， 越少4. 精馏的基本原理是________而且同时应用___________，使混合液得到较彻底的分离的过程。
***答案*** 多次 部分冷凝和部分汽化5. 精馏塔不正常的操作有：_________________________________________________。
***答案*** 液泛、严重漏液、严重液沫夹带6. 试述五种不同进料状态下的q 值：（1）冷液进料＿＿＿＿；（2） 泡点液体进料＿＿＿＿＿；（3）汽液混合物进料＿＿＿； （4）饱和蒸汽进料＿＿＿＿；（5）过热蒸汽进料＿＿＿____。
***答案*** （1） ｑ＞1 （2） ｑ＝1 （3） 0＜ｑ＜1 （4） ｑ＝0 （5）ｑ＜07. 已知精馏段操作线为y=0.75x+0.24,则该塔的操作回流比R=_______，塔顶产品组成x=_____。
***答案*** 3， 0.968. 试比较某精馏塔中第ｎ，ｎ＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：1+n y ＿＿＿n y ，n t ＿＿＿1+n t ，n y ＿＿＿n x （＞，＝，＜）***答案*** ＜， ＜， ＞9. 精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
蒸馏习题专题教育课件
xF
EmL
xn1 xn xn1 xn*
xF x1 xF x1
xw ~ yw 平衡线关系 x1 ~ yw 操作线关系
xF 0.2 q 1
xF y1
x1 yw
xw
M
xD
xD 0.
xW
x1 ~ y1 平衡线关系
(1)求算xw
0.8
DxD FxF
xF xD
xW xW
xq , yq是进料线与平衡线的交点，当然在进料线上。
yq
q q 1 xq
xF q 1
0.368 q 0.191 0.44
q 1
q 1
q 0.368 0.44 0.407 0.368 0.191
例6
在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进 料，进料中气相构成为0.428，液相构成为0.272，进料平均构成 xF=0.35，假定进料中汽、液相到达平衡。要求塔顶构成为0.93 （以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分旳96%进入馏出液中。 取回流比为最小回流比旳1.242倍。试计算：（1）塔底产品构成； （2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板 效率为0.5，从塔底数起旳第一块板上，上升蒸汽旳构成为多少？
答案：错误 分析：因为简朴蒸馏所得旳多数馏出物（开始阶段得到旳）与构成较高旳液体成平衡，而平 衡蒸馏所得全部馏出物都与较低旳残液浓度构成相平衡，所以连续操作旳平衡蒸馏不如间歇 操作旳简朴蒸馏旳分离效果好。
例4、已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，操作线 方程分别如下：
精馏线
提馏线
试求该塔操作旳回流比、进料构成及塔顶、塔底产品 中轻组分旳摩尔分率。
例2、精馏操作旳根据是 ____ 。精馏操作得以实现旳必要条件涉及____ 和 ___。
精馏复习课(期末)
塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶
4.已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2， 易挥发组分的摩尔分数为0.3，则q=______。 0.4
精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点 进料时，q值为（ ）；冷液进料时，q值（ ）; 气液混合物进料时,q值为( ),饱和蒸汽进料 时,q( ),过热蒸汽进料时,q( )。 精馏塔中的恒摩尔流假设， 其主要依据是各组分的 ______， 但精馏段与提馏段的摩尔流量由于 ________影响而不一定相等。 摩尔潜热相等 ，进料状态的不同
减小
某连续精馏塔，因设备改造，使提馏段理论板数增 加，精馏段理论板数不变，且F,xF、q、R、V、D 等均不变，则xD___,xW____. 增大 减小
9.7 间歇精馏
1.以下关于间歇精馏的描述正确的有____ A. 间歇精馏往往采用填料塔 B. 间歇精馏为一非定态过程 C. 间歇精馏时全塔均为提馏段 AB 2.简述间歇精馏的操作方式和适用场合。 间歇精馏的操作方式有三种：（1）恒回流比操作。（2） 恒馏出液组成操作。（3）以上两种操作联合的组合式操作 适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合，也适用于 多组分的4.035
具有正偏差的非理想溶液中，相异分子间的吸引 力较相同分子间的吸引力（ ）。 A. 大； B. 小； C. 一样 B
9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏
1. 平衡蒸馏与简单蒸馏适用于______的场合.
初步分离
2. 简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度____,其沸点则_____. 不断降低 不断升高
操作中精馏塔， 保持F，xF，q，提馏段上升蒸汽流 量不变，减少D，则塔顶易挥发组分回收率η变化为 （ ）
减小
某连续精馏塔，因设备改造，使提馏段理论板数增加， 精馏段理论板数不变，且F、xF、q、R、V、D等均不 变，xD___,xW___. 增大 减小
精馏练习题
精馏练习题选择题1.蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。
2.在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。
3.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
4.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。
5.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。
而是精馏与普通精馏的本质区别。
6.精馏塔的作用是。
7.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________，其作用是。
8.离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，____互成平衡。
9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。
10.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∞。
11.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 。
12. 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1,x 1及y 2,x 2；则它们的大小顺序为 最大， 第二， 第三，而 最小。
13. 精馏操作时，增大回流比R ，其他操作条件不变，则精馏段液气比VL （ ），馏出液组成x D ( ),釜残液组成x W ( ).A 增加B 不变C 不确定D 减小选择题1. 精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数N T （ ），提馏段下降液体流量L /（ ）。
A 减小B 不变C 增加D 不确定2. 对于饱和蒸汽进料，则有L '（ ）L ，V '（ ）V 。
A 等于B 小于C 大于D 不确定3. 某两组分混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.4，相应的泡点温度为t 1，气相组成y A =0.4，相应的露点温度为t 2，则（ ）A t 1 <t 1B t 1= t 1C t 1> t 1D 不能判断4. 完成某分离任务需理论板数为N T =7（包括再沸器），若E T =50%，则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（ ）A 14 层B 10层C 12层D 无法确定5. 在精馏操作中，若进料位置过高，会造成（ ）A 釜残液中易挥发组分含量增高B 实际板数减少C 馏出液中难挥发组分含量增高D 各组分含量没有变化6.精馏的两操作线都是直线，主要是基于（）A.理论板的概念B.理想溶液C.服从拉乌尔定律D.恒摩尔流假设判断题1.理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比（）2.用图解法求理论塔板数时，适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上（）3.对于精馏塔的任何一层理论板来说，其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度（）4.当F、x F一定时，只要规定了分离程度x D和x W，则D和W也就被确定了（）5.在精馏操作中，若进料的热状况不同，则提馏段操作线的位置不会发生变化（）计算题某连续操作精馏塔，分离苯－甲苯混和液，原料中含苯45％，馏出液中含苯95％，残液中含甲苯95％（以上均为摩尔分数）。
精馏的练习题
精馏的练习题精馏是化学分离技术中常用的方法，用于提纯混合物。
下面将介绍并解答一些与精馏相关的练习题，以帮助读者更好地理解和应用精馏技术。
练习题一：酒精和水的精馏分离问题描述：一瓶酒精与水的混合物，含有70%酒精和30%水，如何通过精馏将酒精和水分离？解答：酒精和水的沸点不同，可以利用这一特性进行分离。
首先，在实验室中准备精馏设备，包括加热源、冷却管和收集瓶。
将混合物倒入一个容器中，并将容器连接到精馏设备上。
接下来，加热混合物，酒精会先蒸发出来，经过冷凝管冷却成液体，并滴入收集瓶中。
待酒精完全蒸发后，剩下的液体主要是水。
通过控制加热源的温度，可以精确控制分离过程，使得酒精和水分离得更加彻底。
练习题二：多级精馏的应用问题描述：若需要纯度高达99%的乙醇，应如何使用多级精馏进行分离？解答：多级精馏是提高分离效率和纯度的常用方法。
乙醇和水的沸点相近，单级精馏很难达到99%的纯度，因此需要采用多级精馏。
首先，准备多级精馏设备，每个级别有冷却管和收集瓶。
将混合物加热至开始蒸发，并使其蒸汽通过冷却管冷却成液体。
在第一级，较富含乙醇的液体会凝结，流入收集瓶中，较富含水的液体则继续向下流动。
将第一级收集瓶中的液体作为进料，再次进行精馏，相同的分离过程重复进行。
不断重复这个过程，每个级别的分离效率都会逐渐提高，最终得到所需纯度为99%的乙醇。
练习题三：气液两相的平衡问题描述：在精馏过程中，为何需要冷却管？解答：冷却管是精馏设备中的重要组成部分，其作用是将蒸汽冷却成液体。
在精馏过程中，液体会被加热烧开，生成蒸汽。
通过冷却管，蒸汽可以被迫冷却，使其转变回液体状态。
这是因为在冷却管中，外界的冷却介质会吸收蒸汽的热量，使其迅速冷却。
冷却管的作用是实现气液两相的平衡，使得蒸汽能够重新转变为液体。
这样，在精馏过程中，液体和蒸汽可以不断地在不同的部分之间转移，最终达到有效分离混合物的目的。
结语：精馏是化学分离技术中的重要方法，可以应用于各个领域。