1章蒸馏习题课.ppt

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1、中国矿业大学化工学院化工系一概念题：一概念题：1、溶液的相对挥发度溶液的相对挥发度()等于两组份等于两组份 ，1则表示则表示组分组分A和和B ，=1则表示组分则表示组分A和和B 。当塔板中当塔板中 时，该塔板称理论塔板。时，该塔板称理论塔板。2、精馏过程是利用精馏过程是利用 和和 的原理而进行的。的原理而进行的。精馏过程的回流比是指精馏过程的回流比是指 ，最小回流比是，最小回流比是 指指 。3、已分析测得这四股物料的组成为、已分析测得这四股物料的组成为0.62，0.70，0.75，0.82，试找出，试找出Y6、X6，Y7，X7的对应值，的对应值，Y6=，X6=，Y7=，X7=参见附图：参见附图

2、：中国矿业大学化工学院化工系4、如图所示、如图所示a点表示点表示 ；b点表示点表示 ；c点点 表示表示 ；ab段表示段表示 ；bc段表示段表示 。5、分离要求一定。当回流比为一定时，在五种进料状况、分离要求一定。当回流比为一定时，在五种进料状况 中，中，进料的进料的q值最大，其温度值最大，其温度 ，此时，提馏段操，此时，提馏段操 作线与平衡线之间的距离作线与平衡线之间的距离 ，分离所需的总理论板，分离所需的总理论板 数数 。6、精馏操作的依据是、精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条。实现精馏操作的必要条 件包括件包括 和和 。中国矿业大学化工学院化工系7、精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为

3、、精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1，液相泡，液相泡 点温度为点温度为t2。塔底某理论板上汽相露点温度为。塔底某理论板上汽相露点温度为t3，液，液 相泡点温度为相泡点温度为t4。试按温度大小顺序用。试按温度大小顺序用、=、NT1 B：NT2=NT1 C：NT2 NT1 D：判断依据不足。：判断依据不足。14、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为、某二元混合物要求用精馏方法分离，规定产品浓度为 xD，xw。如进料为。如进料为xf1时，则相应的最小回流比为时，则相应的最小回流比为Rm1，若进料为若进料为xf2相应为相应为Rm2，现，现xf1xf2，则：，则：；A：Rm1 Rm2 D：

4、无法确定：无法确定Rm大小。大小。中国矿业大学化工学院化工系15、精馏的操作线是直线，主要基于如下原因：、精馏的操作线是直线，主要基于如下原因：A：理论板假定：理论板假定 B：理想物系：理想物系 C：塔顶泡点回流：塔顶泡点回流 D：恒摩尔流假定。：恒摩尔流假定。16、某二元混合物，进料量为、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xf=0.6，要，要 求得到塔顶求得到塔顶xD不小于不小于 0.9，则塔顶最大产量为，则塔顶最大产量为 。A：60kmol/h B：66.7kmol/h C：90kmol/h D：不能定：不能定17、精馏分离、精馏分离=2.5的二元理想混合液，已知回流比的二元理想混

5、合液，已知回流比 R=3，塔顶，塔顶XD=0.96，测得第三层塔板，测得第三层塔板(精馏段精馏段)的的 下降液体浓度为下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为，第二层板下降液体浓度为 0.45，则第三层塔板的汽相单板效率，则第三层塔板的汽相单板效率Emv为为 。A：22.2%B：32.68%C：44.1%D：107.5%中国矿业大学化工学院化工系二、计算题二、计算题1、用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相、用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度对挥发度=3，加料量，加料量F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为进料中易挥发组分浓度为0.

6、5(摩尔分率，下同摩尔分率，下同)，塔顶，塔顶产品浓度为产品浓度为0.9，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。am3，F=10kmol/h，q=0，xf=0.5，xD0.9，=0.9，R=2.0Rmin，V=?解：解：q=0 V=V-F=(R+1)D-F yqxF xqyq/a-(a-1)yq=0.5/(3-20.5)=0.25 Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)(0.9-0.5)/(0.5-0.25

7、)=1.6 R=2.0Rmin=216=3.2D=FxF/xD0.9100.5/0.9=5kmol/h V=(3.2+1)5-10=11kmol/h中国矿业大学化工学院化工系2、分离苯和甲苯混合液，进料组成为、分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏，馏出液组成为出液组成为0.95，残液组成为，残液组成为0.05（以上组成（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：塔釜为间接蒸汽加热。试求：最小回流比；最小回流比；若回流比取最小回流比的若回

8、流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏倍，列出精馏段操作线方程；段操作线方程；列出提馏段操作线方程。列出提馏段操作线方程。中国矿业大学化工学院化工系解：解：ye2.440.4/(1+1.440.4)0.62 Rmin(xD-ye)/(ye-xF)(0.95-0.62)/(0.62-0.4)1.5R1.21.51.8 yn+1(1.8/2.8)xn+0.95/2.80.64xn+0.34令令F=1kmol/h FxF=DxD+Wxw 0.4=0.95D+(1+D)0.05解得解得D=0.39kmol/hW=0.61kmol/hq=1 L=L+qF=RD+F=1.80.39+1=1.7kmol/h

9、V=V=(R+1)D=2.80.39=1.09kmol/hy=Lx/V-Wxw/V=1.7x/1.09-0.610.05/1.09=1.56x-0.028 ym+11.56xm-0.028中国矿业大学化工学院化工系3、常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组、常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组成成y10.96（易挥发组分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸（易挥发组分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸汽总量的汽总量的1/2（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全凝器内全（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全凝器内全部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对挥发度部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对

10、挥发度 2.4，求：，求：塔顶产品及回流液的组成；塔顶产品及回流液的组成；由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。中国矿业大学化工学院化工系 y1=0.96 V=1kmol/h L=1/2kmol/h D=1/2kmol/h R=1，a=2.4 y0=ax0/1+(a-1)x0=2.4x0/(1+1.4x0)-(1)10.96=y0/2+x0/2 -(2)y0=20.96-x0代入代入(1)20.96-x0=2.4x0/(1+1.4x0)x0=0.944 xD=y0=2.40.944/(1+1.40.944)=0.976 x1*=y1/a-(a-1)y1=0.96/

11、(2.4-1.40.96)=0.909 y2=Rx1/(R+1)+xD/(R+1)=0.909/2+0.976/2=0.943中国矿业大学化工学院化工系4、用一连续精馏塔在常压下分离甲醇水混合物，、用一连续精馏塔在常压下分离甲醇水混合物，进料为含甲醇进料为含甲醇0.41的饱和蒸汽，流率为的饱和蒸汽，流率为100kmol/h。要求塔顶馏出液含甲醇不低于要求塔顶馏出液含甲醇不低于0.95，塔底釜液甲醇不，塔底釜液甲醇不大于大于0.05（以上均为摩尔分率），已知操作条件下的（以上均为摩尔分率），已知操作条件下的平衡关系如附图，操作时回流比为平衡关系如附图，操作时回流比为2.4，试求：，试求：塔顶、塔

12、底产品的流率；塔顶、塔底产品的流率；所需理论塔板数及进料板位置；所需理论塔板数及进料板位置；两段的液相流率与汽相流率之比和两段的液相流率与汽相流率之比和线方程；线方程；对应的最小回流比。对应的最小回流比。中国矿业大学化工学院化工系解：解：(1)物料衡算：物料衡算：FD+W (a)FxFDxD+Wxw(b)由由(a)得得WF-D则：则：FxFDxD+(F-D)xw 1000.41D0.95+(100-D)0.05410.95D+5-0.05D D36/0.940kmol/h W100-4060kmol/h(2)精馏段操作线方程：精馏段操作线方程：yR/(R+1)x+xD/(R+1)xD/(R+1

13、)0.95/(2.4+1)0.2790.28提馏段操作线方程：提馏段操作线方程：y(L+qF)/(L+qF-W)x-Wxw/(L+qF-W)LRD2.44096kmol/h q0 L L96kmol/hq线线 yq/(q-1)x-xF/(q-1)yxF由图解可得：由图解可得：NT6-15(不含釜不含釜)进料位置进料位置NF5中国矿业大学化工学院化工系（3)VL+D96+40136kmol/h L/V96/1360.706 L/V L/V L/V-(1-q)F96/(136-100)2.67(4)Rmin/(Rmin+1)(yD-ye)/(xD-xe)(0.95-0.41)/(0.95-0.1)

14、0.6353 Rmin0.6353R+0.6353Rmin0.6353/(1-0.6353)1.742中国矿业大学化工学院化工系练习练习1 1、恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组第三组 分分)，其目的是，其目的是 。2、已知某精馏塔在情况一下操作得到、已知某精馏塔在情况一下操作得到 F1、xf1、q1、R1、D1、xD1、xw1。今改变操作为情况二，且知。今改变操作为情况二，且知 F1=F2，xD1=xD2，xw1=xw2，q1=q2但但xf1、=、)D1 D2 W1 W2 R1 R2 中国矿业大学化工学院化工系练习练习3、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等 于零，则：于零，则：(1)回流比等于回流比等于 ；(2)馏出液量等于馏出液量等于 ；(3)操作线斜率等于操作线斜率等于 。(以上均用数字表示以上均用数字表示)4、某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液、某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液 体进料改为冷液进料，且保持体进料改为冷液进料，且保持F，xf，V，D不变，不变，则此时则此时xD ，xw ，R ，L/V 。(增加，不变，减少增加，不变，减少)