蒸馏

一、填空

蒸馏练习

1、某连续精馏塔，q=1,D/F=0.5（摩尔比），xF=0.4(摩尔分率)，回流比R=2，则提馏段操作

线方程的斜率为 ，馏出液最大组成xD等于 。

2、 两组分理想溶液连续精馏的进料有5种热状况，其中，泡点进料、露点进料、气液混合

物进料的q值范围分别为 、 、 。 3、用精馏塔分离组成为0.3的（摩尔分率）的某二元混合物，进料量为1 kmol/s，要求塔顶产量为0.4 kmol/s，则塔顶产品浓度将不会超过 。 4、塔板负荷性能图包括 、 、 、 、 五条线。

5、?值的大小可以用来判断用蒸馏分离的难易程度，当?____________时说明越易分离，当?___________时，不能用普通蒸馏方法分离。

6、 精馏操作的依据是液体混合物中各组分____________________的不同，其差别越

_______越容易分离。

7、 全回流时，回流比R=_________，D=__________，F=___________，所需理想板层数

________。

8、 精馏分离某二元组分混合液（已知F，xF，q），要求塔顶产品组成为XD，轻组分回收率

为?。设计时，若加大回流比R，则精馏段液气比__________，提馏段液气比____________，所需理论板数NT_________，塔顶产品量D___________，塔釜xW_________，塔顶冷凝量QC___________，塔釜加热量QR_________。（增大、减小、不变）

9、精馏分离某二元组分混合液（已知F，xF，q），要求塔顶产品组成为XD，轻组分回收率为?。设计时，若加大回流比R，则精馏段液气比__________，提馏段液气比____________，所需理论板数NT_________，塔顶产品量D___________，塔釜xW_________。（增大、减小、不变）。

10、若进料热状况参数q=0.3，则进料中汽相所占的比率为____________，此时L和L?的关系为__________________。

11、在_______________或___________________情况下采用特殊精馏方法。 12、蒸馏是利用物系中各组分 不同的特性以实现分离的目的的。 13、理想物系是指液相是 ，遵循 定律，气相是 ，遵循 定律。 14、当回流从全回流逐渐减少时，精馏段操作线截距逐渐 ，两操作线位置向平衡

线 ，因此，为达到相同分离程度时所需理论板数逐渐 ，当回流比减少到使两操作线交点正好落在平衡线时，所需理论板数 ，这种情况下的回流比称为 。

二、选择

1、进料热状况为何种情形时，V=V?+F。( )

A．过冷液体 B．泡点（饱和液体） C．汽液混合物 D．露点（饱和蒸汽） 2、填料塔操作的最大极限气速为_________。( )

A．载点气速 B．泛点气速 C．适宜操作气速 D．空塔气速

3、萃取精馏在混合液中加入萃取剂的目的是为了增加各组分间_____________的差别。（ ） A．气相分压 B．沸点 C．相对挥发度 D．液相浓度

4、在精馏计算中，当操作线远离平衡线时，完成同样的分离要求所需的理论板数会________。 A 增加 B 减少 C 不变 5．在下列板式塔中，操作弹性最大的是__________。（ ） A：浮阀塔 B：筛板塔 C：泡罩塔 三、请回答下列问题

1. 精馏实验采用了哪种塔型？操作时的回流比等于多少？xD和xW是用什么方法测定的？

2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？ 正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即

L?V??LV?1

3. 精馏操作实验中，怎样知道全塔操作已达到稳定？

4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？

1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 5．恒沸精馏原理

6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分）

1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3.液相流量下限线（1分） 4.液相流量上限线（1分） 5.液泛线（1分）

最适宜的区域为五条线相交的区域内。

7．进料热状况参数 8、平衡蒸馏原理

9、液泛的定义及其预防措施

10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、什么是理想物系？

四 计算题

1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（?=2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？

2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：yn?1?0.723xn?0.263

提馏段：yn?1?1.25xn?0.0187

设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。

3、在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h，组成为含苯0.3（质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为88%，要求塔釜含苯不高于0.05，求馏出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。(苯的相对分子量为78 ，甲苯92)

0.3780.378920.05780.0578MF解：xF??0.7?0.336

xw??0.9592?0.0584

?MAxFA?MBxFB?78?0.336?92?(1?0.336)?87.3F?500087.3

?57.3kmol/h （5分）

D?W?F?57.3 （1）

由 DxD?WxW?FxF 得

DxD?0.058W?57.3?0.336 （2）

又 ??DxDFxF?0.88 （3）

联立（1）、（2）、（3）得： W=39.5 kmol/h D=17.8 kmol/h

XD=0.952 （10分）

4、用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为300kmol/h，露点（饱和蒸汽）进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.95，釜残液浓度为0.1，（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下相对挥发度为2.0，塔顶采用全凝器，泡点回流。已知回流比为最小回流比的1.29倍。试求： （１） 最小回流比Rmin；

（２） 离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。

5、 用精馏塔分离某二元混合物，已知塔精馏段操作线方程为y=0.75x+0.205；提馏段操作

线方程为y=1.415x-0.041，试求：

（1） 此塔的操作回流比R和馏出液组成xD； （2） 饱和液体进料条件下的釜液组成xW；

（3） 饱和液体进料，馏出液量D为120kmol/h时所需原料液的量F。

6、在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2，馏出液组成为0.94（易挥发组分的摩尔分率，下同），釜残液组成为0.04，釜残液流量为150 Kmol/h，回流比为最小回流比的1.2倍，且已知q线方程为y=6 x – 1.5, 求： 1 最小回流比；2 精馏段操作线方程；3提馏段操作线方程。 1. q线方程与y??x1?(??1)x交点坐标为（xq,yq）

y?6x?1.5y?2x1?xxq?0.333 得

yq?0.5Rmin?yD?yqyq?xq?0.95?0.50.5?0.333?2.64

2．R?1.2Rmin?3.17

精馏段操作线方程为：y?q?6?1.5RR?1x?xDR?1?0.76x?0.225

1． q?1xFq?1 得

q?1.2xF?0.3

全塔物料恒算：

F?D?WFxF?DxD?WxW' 代入数值计算得

D?60.9kmol/h

F?210.k9mol/hL?L?qF?446kmol/h

V?V?(q?1)F?(R?1)D?(q?1)F?296kmol/h

'提馏段操作线为y'm?1?L''L?Wxm?'WL?W'xW ，代入数值得提馏段操作线方程为：

y?1.507x?0.0203

7、氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离，在精馏塔某一理论板n处，进入该塔板的气相组成为0.91（摩尔分率,下同），从该塔板流出的液相组成为0.89，物系的相对挥发度为1.6，精馏段内的液气比为2/3（摩尔比），试求： （1）从第n板上升的蒸汽组成？ （2）流入第n板的液相组成？

（3）若为泡点回流，求回流比并写出精馏段操作线方程？ 解：1）精馏操作达平衡时： yn??x1?(??1)x?1.6?0.891?0.6?0.89?0.93

2）由物料衡算方程： V?(yn?yn?1)?L(xn?1?xn)

L/V?23,yn?1?0.91,xn?0.89,yn?0.93

得： xn?1?0.92

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