精馏习题课总结课件.ppt

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1、精馏习题课精馏习题课一、要求一、要求1 1、掌握基本概念，熟悉基本公式；、掌握基本概念，熟悉基本公式；2 2、熟练进行精馏的基本运算。、熟练进行精馏的基本运算。二、主要公式二、主要公式1 1、质量分率与摩尔分率的换算、质量分率与摩尔分率的换算2 2、拉乌尔定律、拉乌尔定律3 3、道尔顿定律、道尔顿定律 xA=(A/MA)/(A/MA+B/MB)A=(xAMA)/(xAMA+xB MB)4 4、气液平衡方程、气液平衡方程泡点方程泡点方程露点方程露点方程气液平衡方程气液平衡方程 5 5、物料衡算、物料衡算6 6、回收率、回收率7 7、操作线方程、操作线方程精馏段操作线方精馏段操作线方程程回流比回流

2、比 提馏段操作提馏段操作线方程线方程9 9、最小回流比、最小回流比R Rminmin饱和液体进料时饱和液体进料时 饱和蒸汽进料时饱和蒸汽进料时 1010、单板效率、单板效率默弗里（默弗里（MurphreeMurphree）效率效率 气相单板效率气相单板效率 液相单板效率液相单板效率 1111、全塔效率、全塔效率1212、塔径的估算、塔径的估算2023/2/25北京理工大学珠海学院7三三.基本概念基本概念1.蒸蒸馏进馏进行的依据是什么行的依据是什么?泡点和沸点有什么不同泡点和沸点有什么不同?2.精精馏过馏过程程为为什么必什么必须须有回流有回流?而且必而且必须须用塔用塔顶产顶产品品作回流作回流?3

3、.精精馏过馏过程程为为什么塔什么塔顶顶要有冷凝器，塔底要有加要有冷凝器，塔底要有加热热釜釜？4.进进料状料状态态q对对精精馏过馏过程的塔板数和精程的塔板数和精馏馏能耗有何影能耗有何影响？响？5.对对一定的精一定的精馏馏塔塔,如改如改变变加料板位置加料板位置,而而 q、R、xF不不变变，则则xD、xw怎怎样变样变化？化？四、讨论四、讨论1 1、对一二元理想溶液进行蒸馏，对于、对一二元理想溶液进行蒸馏，对于任意板，试比较其气液组成任意板，试比较其气液组成y yn n y yn+1n+1 x xn n x xn+1n+1之间的大小关系。之间的大小关系。解：（1 1）关系关系关系关系平衡关系平衡关系（

4、2 2）平衡关系平衡关系（3 3）操作关系操作关系全回流时全回流时2023/2/25北京理工大学珠海学院102 2）R:RR:R,精馏段操作线的截距精馏段操作线的截距精馏段操作线靠近对角线，推动力上升，精馏段操作线靠近对角线，推动力上升，N N全回流全回流相反相反则则时时3、对对于上于上题题，如改成一定的精，如改成一定的精馏馏塔（塔板固定），当：塔（塔板固定），当：1）F，xF，q，V，V固定，使固定，使R增大，增大，则则D，W，xD，xW如何改如何改变变（操作型（操作型问题问题）解：解：由物料衡算由物料衡算V=(R+1)D，现现在在R，V不不变变，则则D由由V=L+D，V不不变变，D，则则L

5、由由F=W+D，F不不变变，D，则则W对对xD，xW进进行行讨论讨论：精精馏馏段操作段操作线线斜率斜率L/V中，中，V不不变变，L，则则L/V，斜率，斜率变变大，操作大，操作线远线远离平衡离平衡线线，分离能力，分离能力而而NT不不变变，则则xD由由D D固定，固定，VV，则，则LL由由D D固定，固定，LL，则，则RRRR，x xD D若不变，则所需若不变，则所需N NT T，现在，现在N NT T不变，则不变，则x xD D，分离效果变好。，分离效果变好。由由知知x xW W但以上分离效果变好的代价是：但以上分离效果变好的代价是：1 1）q q从冷液到饱和蒸汽必须预热消耗能量；从冷液到饱和蒸

6、汽必须预热消耗能量；2 2）V V，则塔顶的冷凝量增大，多消耗冷却水，则塔顶的冷凝量增大，多消耗冷却水五、计算五、计算1 1、有一连续精馏塔分离苯、有一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料液甲苯混合液，原料液中含苯中含苯20%20%（质），馏出液中含苯（质），馏出液中含苯97%97%（质），料（质），料液于泡点加入，在此温度下，苯的饱和蒸汽压为液于泡点加入，在此温度下，苯的饱和蒸汽压为1344mmHg1344mmHg，加料板上的液体可视为与料液组成相，加料板上的液体可视为与料液组成相同，塔板效率为同，塔板效率为100%100%，R=2.0RR=2.0Rminmin，常压操作，求，常压操作，求加料

7、板上一层塔板下降液体组成。加料板上一层塔板下降液体组成。已知：已知：a aF F=20%=20%，a aD D=97%=97%，q=1q=1，p pA A0 0=1344mmHg=1344mmHg，E ET T=100%=100%，R=2.0RminR=2.0Rmin，x xF F=x=xf f求：求：x xf-1f-1解：解：同样同样由题意：由题意：而而平衡关系平衡关系操作关系操作关系所以要求出平衡关系及操作线所以要求出平衡关系及操作线又由题意，泡点进料又由题意，泡点进料而而且且则精馏段操作线代入得得2 2、要设计一丙酮、要设计一丙酮-醋酸精馏塔，常压连续操作，已知醋酸精馏塔，常压连续操作，

8、已知=6=6，x xF F=0.5=0.5，x xD D=0.99=0.99（丙酮的摩尔分率），产品（丙酮的摩尔分率），产品回收率回收率D D=95%=95%，塔顶设全凝器，饱和液体进料，塔顶设全凝器，饱和液体进料，R=1.3RR=1.3Rminmin求：求：1 1）精馏段操作线，提镏段操作线方程；）精馏段操作线，提镏段操作线方程；2 2）最佳加料位置时的）最佳加料位置时的N NT T解：解：1 1）饱和液体进料饱和液体进料q=1q=1，x xF F=x=xq q=0.5=0.5因为L，F，W未知，而q=1，用已知参数替换代入方程得同除D，得而2）由作图精馏线截距0.667，xD=0.99，并

9、已知q线，作图得N=9,包括再沸器2023/2/25北京理工大学珠海学院23（2）饱和液体进料时，V=V，即V=132 kmol/h，则 L=V D=132 43.8=88.2 kmol/h R=L/D=88.2/43.8=2 精馏段操作线方程 2023/2/25北京理工大学珠海学院244 4氯仿（氯仿（CHClCHCl3 3）和四氯化碳（）和四氯化碳（CClCCl4 4）的混合物在一连）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.950.95（摩尔分（摩尔分率），馏出液流量为率），馏出液流量为50 kmol/h50 kmol/h，平均相对挥发度，

10、平均相对挥发度 =1.6=1.6，回流比，回流比R=2R=2。求：。求：（1 1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；）塔顶第二块塔板上升的气相组成；（2 2）精馏段各板上升蒸气量）精馏段各板上升蒸气量V V及下降液体量及下降液体量L L（以（以kmol/hkmol/h表示）。表示）。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。解：（解：（1）由题知，）由题知，y1=xD=0.95，R=2 由相平衡方程由相平衡方程 2023/2/25北京理工大学珠海学院26 5 5一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段精馏段 y

11、=0.8 x+0.172 y=0.8 x+0.172 提馏段提馏段 y=1.3 x 0.018 y=1.3 x 0.018 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。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解：由精馏段操作线方程 得 R=4；得 xD=0.86 2023/2/25北京理工大学珠海学院27将提将提馏馏段操作段操作线线方程与方程与对对角角线线方程方程 y=x 联联立立解得解得 x=0.06，即，即 xw=0.06 将两操作将两操作线线方程方程联联立立 解得解得 x=0.38 因是泡点因是泡点进进料，料，q=1，q线线垂直，两操作垂直，两操作线线交点的横坐交点的横坐标标即是即是进进料料浓浓度，度，xF=0.38