一常压连续操作的精馏塔

1、一 填空题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、 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。3、 相对挥发度a=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 66.7 kmol/h 。5、 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。6、写出相对挥发度的几种表达式a。7、等板高度是指与理论板传质作用相当的填料层高度。二、选择1、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 _。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

2、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_A t1=t2B t1t2D 不确定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B 。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定5、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_BA 变小B 变大C 不变D 不确定6、在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少则塔顶温度A,塔顶低沸点组分浓度B,塔底温度C,塔底低沸点组分浓度A。A升高B 下降C 不变D 不确定7、某二元混合物，a=3，全回流条件下xn=0.3.则 yn-1=B0A0.9B 0.3C 0.854D

3、0.7948、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tl,气相组成 为yA=0.4,相应的露点组成为t2,则 B 。A tl=t2B tlt2D 不能判断9、某二元混合物，a=3，全回流条件下xn=0.3,则yn-1= DA 0.9B 0.3C 0.854D 0.79410、精馏的操作线是直线，主要基于以下原因 D。A 理论板假定B 理想物系C 塔顶泡点回流D 恒摩尔流假设11、 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化B 。A平衡线B操作线与q线C平衡线与操作线D平衡线与q三计算题1、一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯 0.6 摩尔分率，以 100Kmol/h 流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的1.5 倍；要求塔顶馏出液组成为 0.95（苯的摩尔分率，下同），塔底釜液组成为 0.05。在操作 条件下，苯和甲苯的相对挥发度为 2.5。试求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程。解答：1 求塔顶和塔底产品量 由 F=D+WFx

4、=Dx +WxF D W得 D=F(xF-xW )/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05) D=61.11kmol/hW=F-D=100-61.11=38.89kmol/h2 求最小回流比 由题可知 q=0.5q 线方程为：y=0.5x/(0.5-l)-x/(0.5-l) y=-x+1.2平衡线方程为：y=a x/(1+(a -1)x) y=2.5x/(l+l.5x)令=并化简得1.5x2+1.7x-1.2=0求得q线与平衡线交点：x =0.492qy =0.708q.Rmin=(XD-yq)/(yq-Xq)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=1.123 求精馏段操作线方程 R=1.5R =1.5x1.12=1.68minyn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=1.68xn/(1.68+1)+0.95/(1.68+1) y =0.627x +0.354n+1n4 求提馏段操作线方程L =L+qF=RD+0.5F=1.68x61.11+0.5x100=152.66Y =V+(q-1)F=D(R+1)+(0.5-1)x100=113.77

5、Y ,=(LZ /V )x -wx /Vz =152.66x/113.77-0.05x38.89/113.77m+1m wmY =1.34x-0.017m+1 m2、 某具有全凝器及间接加热再沸器的精馏塔，分离两组分理想溶液。 已知：F=100kmol/h, xf=05, ?=1, a =3，塔内为理论板。测得：xd=095, xw=005, L=60kmol/ho 求 D=？, W=？； 求精馏段操作线的斜率以及最小回流比与最大回流比时 精馏段操作线的斜率；求兀0、y1、x1、y2及yw 现因再沸器加热蒸汽压力下降,致使热量下降 10,问 欲使塔顶产品质量不变,在操作上可采取哪些措施？3 一精馏塔，原料液组成为0.5 (摩尔分率)，饱和蒸气进料，原料处理量为100kmol/h，塔 顶、塔底产品量各为50kmol/h。已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15,塔釜用间接蒸气 加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：(1) 塔顶、塔底产品组成；（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量；（3）蒸馏釜中每小时产生蒸气量（4）若全塔平均a =3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率Em=0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。解：（ 1）塔顶、塔底产品组成；0.833 ，R=5 又x = 0.90由物料衡算Fx = Dx + Wxx = (100 x 0.5 - 50 x 0.9)/50 = 0.12）全凝器中每小时冷凝蒸气量；V=（R+1）D=300kmol/h3）蒸馏釜中每小时产生蒸气量；q=0, V =V - F=300 -100=200kmol/h4）求离开塔顶第二块塔板的气相组成。mV1 x x *D1=y1 + (o 1) x0.91 +1.14 xO-(O l)y 3 - 2 x 0.9 0.750.9 x故一U = 0.6 x = 0.81 y = 0.833 x 0.81 + 0.15 = 0.8250.9 - 0.751218.有一精馏塔，已知塔顶馏出液组成xD =0.97（摩尔分数），回流比R=2,塔顶采用全凝器,2.4x泡点回流，其气液平衡关系为y=，求从塔顶数起离开第一块板下降的液体组成x;和离开第二块板上升的气相组成y2。解：由于儿=xd =0.97所以x1 = 75。故y厂 y1 - R + 1( xDx1)=0.82。

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