化工原理习题第三部分蒸馏答案解析

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1、 .wd.第三局部 蒸馏 一、填空题 1、蒸馏是用来别离均相液体混合物的单元操作。2、含乙醇 12%质量百分数的水溶液，其乙醇的摩尔分率为 5.07%。3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分挥发度的差异而到达别离的目的。4、进料板将精馏塔分为精馏段和提馏段。5、理想溶液的气液相平衡关系遵循拉乌尔定律。6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下，加热到某一温度，液体出现第一个气泡，此温度称为该液体在指定总压下的泡点温度，简称泡点。7、在一定总压下准却气体混合物，当冷却到某一温度，产生第一个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的露点温度，简称露点。8、理想溶液中各组分的挥发度等于其饱和蒸气压。9、相

2、对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏别离的难易程度。10、在精馏操作中，回流比的操作上限是全回流。11、在精馏操作中，回流比的操作下限是最小回流比。12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数。13、q 值越大，到达别离要求所需的理论板数越少。14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为逐渐降低。15、当别离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中，冷液进料的q值最大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，别离所需的总理论板数最少。16、精馏过程是利用局部冷凝和局部汽化的原理而进展的。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

3、将呈现先降后升的变化过程。17、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大增大、减小，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小增大、减小，所需塔径增大增大、减小。18、别离任务要求一定，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 ,别离所需的总理论板数最少。19、相对挥发度=1，表示不能用普通精馏别离别离，但能用萃取精馏或恒沸精 .wd.馏别离。20、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 。21、精馏操作的依据

4、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。22、对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物别离。蒸馏操作采用改变状态参数的方法如加热和冷却使混合物系内部产生出第二个物相气相。23、溶液中各组分的挥发度 v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 vA=pA/xAvB=pB/xB 24、溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有：=vA/vB=pA/xA/pB/xB=yAxB/yBxA 25、气液两相呈平衡状态时，气液两相温度一样，但气相组成大于液相组成；假设气液两相组成一样，则气相露点温度大于液

5、相泡点温度。26、精馏过程是利用屡次局部汽化和屡次局部冷凝的原理进展的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低；27、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，原因之一是：塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是：存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高。28、当塔板中离开的气相与液相之间到达相平衡时，该塔板称为理论板。29、精馏过程中，再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。30、在一定操作条件下，精馏段内自任意第 n 层板下降的液

6、相组成 xn与其相邻的下一层板第 n+1 层板上升蒸汽相组成 yn+1之间的关系。在 xy 坐标上为直线，斜率为 R/R+1，截距为 xD/R+1。31、在一定操作条件下，提馏段内自任意第 m 层板下降的液相组成 xm与其相邻的下一层板 第 m+1 层板 上升蒸汽相组成 ym+1之间的关系。L除与 L 有关外，还受进料量和进料热状况的影响。.wd.32、实际操作中，参加精馏塔的原料液可能有五种热状况：1温度低于泡点的冷液体；2泡点下的饱和液体；3温度介于泡点和露点的气液混合物；4露点下的饱和蒸汽；5温度高于露点的过热蒸汽。33、R=L/D=，操作线与对角线重合，操作线方程 yn=xn-1，到达

7、给定别离程度所需理论板层数最少为Nmin。34、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减少，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加，操作费用相应增加，所需塔径增大。35、精馏操作时，假设 F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成 xD变大。36、精馏设计中，回流比愈大，操作能耗愈大，随着回流比逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先减小后增大的过程。37、理想溶液是指各组分在全浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液。39、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度_逐渐降低_，其沸点则_逐渐升高。40、q=1.3，则加料中液体量与总加料量的比

8、是_1_。某精馏塔设计时，假设将塔釜由原来简介蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D/F,q,R，xD不变，则 W/F 将 变大 ，xW将 减小 ，提馏段操作线斜率将 不变 ，理论板数将 增加 。41、某二元物系，相对挥发度 a=2.5，对 n,n-1 两层理论塔板，在全回流条件下，xn=0.35，则 yn-1=0.77塔板从上往下数，0.35塔板从下往上数 。42、在进展连续精馏操作过程中，随着进料过程中轻组分组成减小，塔顶温度 逐渐升高，塔底釜液残液中轻组分组成 减小 。43、操作中的精馏塔，假设增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段的液气比 增大 ，塔顶馏出液组成 变大 。44、假设某

9、精馏过程需要 16 块理论塔板 包括再沸器 其填料的等板高度为0.5m，则填料层有效高度为 8m 。45、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为 y，温度为 T，经全凝器冷凝到泡点温度 t，局部回流液入塔，其组成为 x，则 y =x,T t。46、现设计一连续精馏塔，保持塔顶组成 xD和轻组分回收率不变，假设采用较 .wd.大的回流比，则理论塔板数将 减少 ，而加热蒸汽的消耗量将 增大 ；假设进料中组成变轻，则进料位置应 上移 使 xD和轻组分回收率不变，假设将进料物流焓增大，则理论塔板数将 增多 ，塔底再沸器热负荷将 减少 。二、选择题 1、理想溶液的特点是：一样分子间的作用力B不同分子间作用力。A：大

10、于 B：等于 C：小于 D：不能确定 2、实验说明，当由两个完全互溶的挥发性组分所组成的理想溶液，其气液平衡关系服从C。A：亨利定律 B：费克定律 C：拉乌尔定律 D：牛顿粘性定律 3、双组分理想溶液的 t-x-y 图中，下方曲线称为B。A：饱和蒸气线 B：饱和液体线 C：饱和蒸气压线 D：露点线 4、关于理论板理列说法错误的选项是C A：理论板可作为衡量实际塔板别离效率的依据和标准。B：离开理论板的气、液两相互成平衡。C：实际塔板即为理论板，二者之间无区别。D:理论板为假想板，实际并不存在。5、关于恒摩尔流假定，以下说法中正确的选项是D A：恒摩尔流假定在任何条件下均可成立。B：恒摩尔气化是

11、指精馏段上升蒸气摩尔流量与提馏段上升摩尔流量相等。C：恒摩尔流假定是指精馏段上升蒸气摩尔流量与下降液体摩尔流量相等。D：由恒摩尔流假定可知，精馏段上升蒸气和下降液体有如下关系：L1=L2=L，V1=V2=V 6、以下关于相对挥发度的说法中正确的选项是A A：相对挥发度的大小，反映了溶液用蒸馏别离的难易程度。B：=1 的溶液称为恒沸物。C：越大，溶液越容易别离。D：越 小，溶液 越 容 易 别离。7、关于精馏原理的表达错误的选项是A A：精馏过程是简单蒸馏的重复过程。.wd.B：要维持精馏操作的高纯度别离，塔顶必须得设全凝器。C：要维持精馏操作的高纯度别离，塔底必须得设再沸器。D：有液相回流和气

12、相回流，是精馏过程的主要特点。8、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线A A：提馏段操作线与 q 线 B：平衡线 C：平衡线与精馏段操作线 D：平衡线与 q 线 9、连续精馏塔的操作中假设采用的回流比小于原回流比，则D A：xD增大，xW增大 B：xD减小，xW减小 C：xD增大，xW减小 D：xD减小，xW增大 10、提馏段温控是指将灵敏板取在提馏段的某层塔板处，假设灵敏板温度降低，则要使塔釜产品合格，应采取的调节手段为B A：适当增大回流比 B：适当减小回流比 C：适当增大再沸器的加热量 D：适当减小再沸器的加热量 11、在精馏操作中当进料量大于出料量时，会引起A A：淹塔

13、 B：塔釜蒸干 C：漏液 D：返混 12、关于恒沸精馏和萃取精馏以下说法错误的选项是C A：这两种方法都是在被别离的混合液中参加第三组分。B：这两种方法都是别离相对挥发度=1 的恒沸物或相对挥发度过低的混合液。C：这两种方法在被别离的混合液中参加第三组分后，都能形成有明显界面的两相。D：所选取的第三组分的热稳定性较好。13、依据液体混合物中各组分挥发度的差异，使混合液中各组分到达一定程度的别离的操作叫B.A：吸收 B：精馏 C：液-液萃取 D：枯燥 14、关于理想溶液，以下说法中错误的选项是C A：理想溶液中一样分子与相异分子间的作用力相等。B：理想溶液在混合过程中无容积效应。C：理想溶液在混

14、合过程中有热效应。.wd.D：理想溶液符合拉乌尔定律。15、精馏操作中，假设进料组成、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A A：增加 B：减 小 C：不变 D：不能 确定 16、全回流时，理论塔板数为C A：0 B：C：Nmin D：不能确定 17、间歇蒸馏和平衡蒸馏的主要区别在于C A：前者是一次局部气化，后者是屡次局部气化 B：前者是稳态过程，后者是不稳态过程 C：前者是不稳态过程，后者是稳态过程 D：不能确定 18、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度B。A：增大 B：减小 C：不变 D：不能确定 19、精馏塔的塔底温度总是A塔顶温度。A：高于 B：低于 C：

15、等于 D：小于等于 20、关于 x-y 图，以下说法中错误的选项是D A：平衡曲线偏离参考线愈远，表示该溶液愈容易别离。B：平衡曲线总是位于参考线上方 C：当总压变化不大时，外压对平衡曲线的影响可以忽略。D：平衡曲线离参考线愈近，表示该溶液愈容易别离。21、操作中的精馏塔，保持进料量 F、进料组成 xF、进料热状况参数 q、塔釜加热量 Q 不变，减少塔顶馏出量 D，则塔顶易挥发组分回收率_B_。A变大B变小C不变D不确定 22、操作中的精馏塔，保持 F、x F、q、D 不变，假设采用的回流比 RRmin，则xD_B_，xW_A_。A变大B变小C不变D不确定 23、q=1.1，则加料中液体量与总

16、加料量之比为 C 。A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1/24、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 .wd.组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。A 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。25、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=t2 B t1t2 D 不确定 26、某二元混合

17、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 27、精馏操作时，假设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B A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定 28、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，假设回流比减少，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 29、某二元混合物，=3，全回流条件下xn

18、=0.3，则 yn-1=B。A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794 30、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 t1，气相组成为 yA=0.4，相应的露点组成为 t2，则 B 。A t1=t2 B t1t2 D 不能判断 31、某二元混合物，=3，全回流条件下 xn=0.3，则 yn-1=D A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794 32、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 33、某筛板精馏塔在操作一段时间后，别离效率降低，且全塔压降增加，其原因 .wd.

19、及应采取的措施是 B 。A 塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷 B 筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作 C 塔板脱落，理论板数减少，应停工检修 D 降液管折断，气体短路，需更换降液管 34、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 线 35、精馏塔设计时，假设 F,xf,xD,xW,V塔釜上升蒸汽量均为定值，将进料状况从 q改为 q，则理论板数 C ，塔顶冷凝器热负荷 A ，塔釜再沸器热负荷 B 减少 不变 增加 不确定 36、精馏中引入回流，下降的液相与上升

20、的气相发生传质，使上升中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于 D 。A.液相中易挥发的组分进入气相 B.气相中难挥发的组分进入液相 C.液相中易挥发的组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多 D.液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发的组分进入液相的现象同时发生 37、精馏过程的操作线为直线，主要基于 B 。A.塔顶泡点回流 B.恒摩尔流假定 C.理想物系 D.理论版假定 38、二元连续精馏计算中。进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 。A.平衡线 B.操作线和 q 线 C.平衡线和操作线 D.平衡线与 q 线 39、由 A、B 两组分组成的理想溶液。在 120下两组分的饱和蒸

21、汽压分别是PA=120kPa，PB=48kPa，其相对挥发度为 D 。A.0.5 B.1 C.2 D.2.5 40、相对挥发度为 aAB=2 的双组分混合物，当气相与液相到达平衡时，两相间组成的关系是 A 。A.yA xA B.yA xA C.yA=xA 41、在精馏塔内任意一块理论塔板上，其液相的泡点温度 等于。高于、低于、等于气相的露点温度，其原因是 气、液相呈平衡 。.wd.三、判断题 1、精馏用板式塔，吸收用填料塔。2、恒摩尔流假定在任何条件下都成立。3、假设以过热蒸气进料时，q 线方程斜率0。4、假设某溶液气液相平衡关系符合亨利定律，则说明该溶液是理想溶液。5、组分 A 和 B 的相

22、对挥发度=1 的混合溶液不能用普通精馏的方法别离。6、当别离要求和回流比一定时，进料的 q 值越大，所需总理论板数越多。7、用图解法求理论板数时，与以下参数有关：F、F、q、R、D、D、D。8、精馏操作时，操作流比为最小回流比时所需理论板数为无穷多。9、间歇蒸馏为稳态生产过程。10、在精馏操作中，减压对组分的别离有利。11、某连续精馏塔中，假设精馏段操作线方程的截距等于零，则精馏段操作线斜率等于 1。12、全回流时，塔顶产品量D。13、精馏塔的塔底温度总是低于塔顶温度。14、在精馏塔内任意一块理论板，其气相露点温度大于液相的泡点温度。15、根据恒摩尔流假定，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一这相等

23、。16、回流比一样时，塔顶回流液体的温度越高，别离效果越好。17、恒沸精馏和萃取精馏均采取参加第三组分的方法得以改变原物系的相对挥发度。18、板式精馏塔自下而上液体中轻组分浓度分布特点为逐板降低。19、在压强一定时，均相液体混合物具有恒定的沸点。20、由 A.B 两组分组成的理想溶液中，其相对挥发度可以用同温下的两纯组分的饱和蒸气压的比值来表示。四、简答题 1、精馏的原理是什么？答：精馏是指液体混合物经同时屡次地局部气化和局部冷凝，最后别离成近乎纯态的液体的别离过程。.wd.2、压强对相平衡关系有何影响？精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度和组成如何变化？答：一定温度下，总压增

24、大，物系中各组分的饱和蒸气压随之升高，各组分挥发度差异变小。精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度将增大，塔顶组成将减小，塔底组成将增大。3、精馏塔中气相组成、液相组成以及温度沿塔高如何变化？答：精馏塔气相中轻组分浓度沿塔高逐渐增浓，液相中轻组分浓度沿塔高逐渐增浓，温度沿塔高逐渐降低。4、恒摩尔流假定的主要内容是什么？简要说明其成立的条件。答：恒摩尔流假定的主要内容是：精馏段每块塔板上升的蒸气摩尔流量彼此相等，下降的液体流量也各自相等；同理，提馏段亦然。即：精馏段：L1L2L3LnL；V1V2V3VnV 提馏段：L1L2L3LnL；V1V2V3VnV 且 LL，VV。恒摩尔流假定

25、成立的条件：各组分的摩尔气化焓相等；气液接触时因温度不同而交换的热量可以忽略；塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。5、进料热状态有哪些？对应的 q 值分别是多少？答：进料的热状况有以下五种：冷液进料泡点进料气液混合进料露点进料过热蒸气进料。对应的 q 值范围分别为：冷液进料，q0；泡点进料，q1；气液混合进料，0q1；露点进料，q0；过热蒸气进料，q0。6、q 值的物理意义是什么？答：q 值的物理意义：将 1kmol 原料变成饱和蒸汽所需的热量与原料的摩尔汽化热之间的比值关系，其在数值上等于进料中液相所占的分率。7、在进展精馏塔的设计时，假设将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，而保持进料组成及

26、热状况、塔顶采出率、回流比及塔顶馏出液组成不变，则塔釜产品量和组成，提馏段操作线的斜率及所需的理论板数如何变化？答：在上述条件下，塔釜产品量增加，组成减小，提馏段操作线斜率不变，所需 .wd.的理论板数增加。分析：在 D、D/F、Fx、R已定时，两种蒸气加热时的操作线位置一样，区别只是直接蒸气加热的提馏段操作线将原间接加热的提馏段操作线延长至0y的x轴上，其交点为直接蒸气加热时的塔底组成，故梯级线也应同时跨越新的Wx而略有增加，这是因为直接蒸气的稀释作用，需稍增加塔板层数回收轻组分。由于FDFxDx恒定，故WFxxFW)1(，当Wx降低时，FW必然增加。8、什么是理论板？说明理论板与实际塔板的

27、关系。答：理论板是指离开该板的蒸气和液相组在到达平衡的塔板。理论板和实际塔板间存在如下关系：9、什么叫理论板？说明理论板与实际塔板间的关系。答：理论板是指离开该板的蒸气和液体组成到达平衡的塔板。理论板与实际塔板间存在如下关系：10、在精馏生产中，将灵敏板取在精馏段某层塔板处，发现灵敏板温度升高，请说明此时会对塔顶产品什么影响？应采取什么手段进展调节？答：灵敏板温度升高，则塔顶产品组成 xD下降，应采取增大回流比的方法进展调节。11、精馏塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？答：当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它

28、条件不变时，别离能力下降，xD，易挥发组分收率降低，xW 12、精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化？为什么？答：从泡点回流改为冷液回流时，xD。其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一局部蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝局部中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，这也有利于别离。13、为什么精馏操作需要塔顶回流？.wd.答：主要是为了保持塔内下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。14、简单蒸馏与精馏有什么一样和不同？、答：它们同属蒸馏操作。简单蒸馏是不稳定操作，只能得到一种产品，产

29、品无需回流，产量小。精馏是复杂的蒸馏，可以是连续稳定过程，也可以是间歇过程。精馏在塔顶、底可以获得两种产品。精馏必须有回流。15、一套完整的精馏装置，由由哪几个局部构成？答：主体是精馏塔，塔底有再沸器，塔顶有冷凝器，产品贮槽以及加料装置。16、精馏塔进料的热状况对提馏段操作线有何影响？答：进料的热状况不同，q 值及 q 线的斜率也不同，故 q 线与精馏段操作线的交点亦因进料热状不同而变动,从而提馏段操作线的位置也就随之而变动。17、精馏塔进料量对塔板层数有无影响？为什么？答：无影响。因从图解法求理论板数可知，影响塔板层数的主要参数是 x，x，x，R和 q。而进料量的改变对上述参数都无影响，所以

30、对塔板数无影响。18、精馏操作中，加大回流比时，对塔顶产品有何影响？为什么？答：当精馏塔的塔板数已固定，假设原料的组成及其受热状况也一定时，则加大回流比 R 可以提高产品的浓度因操作线改变，但由于再沸的负荷一定即上升蒸汽 V 一定，此时 R 加大会使塔顶产量下降因 V=R+1D，而 R则 D，即降低塔的生产能力。19、用一般的精馏方法，能否得到无水酒精？为什么？答：用一般的精馏方法，不能得到无水酒精，因为乙醇一水溶液是具有最大正偏差的溶液，这种溶液在 t-x-y 图上温度出现最低共沸点，而在 y-x 图上出现拐点，在该点上，气液相组成一样，即 y=x=0.894，直到蒸干为止，浓度仍无改变。2

31、0、精馏塔中精馏段与提馏段的作用？答：精馏段是利用回流液把上升蒸汽中难挥发组分 又叫重组分 逐步冷凝下来，同时回流液中挥发组分又叫轻组分汽化出来，从而在塔顶得到较纯的易挥发组分。提馏段是利用上升蒸汽把液相中易挥发的组分汽化出来，同时上升蒸汽中的难挥发组分逐板冷凝下来，从而在塔釜获得较纯的难挥发组分。四、计算题 .wd.1、用连续精馏塔每小时处理 100 kmol 含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求馏出液中含苯 90%，残液中含苯 1%组成均以 kmol%计。试求：(1)馏出液和残液各多少 kmol/h。(2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为 132kmol，问回流比为多少？答：

32、F=D+W FxDxWx W=56.2kmol.h D=43.8kmol/h q=1 v=v L=V-D=132-43.8=88.2 R=L/D=88.2/43.6=2.02 2、用常压连续精馏塔别离某二元理想混合物，相对挥发度=3，加料量F=10kmol/.h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为 0.5(摩尔分率，下同)，塔顶产品浓度为 0.9,塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比 R=2Rmin，易挥发组分的回收率为 90%，塔釜为间接蒸汽加热，试计算提馏段上升蒸汽量。答：3，F=10kmol.h,q=0,x=0.5,x0.9,=0.9,R=2.0Rmin V=?解:q=0 V=V-F=(

33、R+1)D-F yx xy/-(-1)y=0.5/(3-20.5)=0.25 Rmin=(xy/yx(0.9-0.5)/(0.5-0.25)=1.6 R=2.0Rmin=216=3.2 D=Fx/x0.9100.5/0.9=5kmol/h V=(3.2+1)5-10=11kmol/h 3、在常压连续精馏塔中别离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽,其中易挥发组分的含量为 0.54摩尔分率，回流比 R=3.6，提馏段操作线的斜率为 1.25，截距为-0.0187，求馏出液组成 x 答：q 线方程:y=x=0.54 (1)精线方程:y=0.7826x+0.217x(2)提段方程:y=1.25x-0.01

34、87=0.54 (3)式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标 x=0.447 将 y=0.54，x=0.447 代入(2)得 x=0.8764 .wd.4、用常压精馏塔别离双组分理想混合物，泡点进料，进料量 100kmol./h，加料组成为 50%,塔顶产品组成 x95，产量 D50kmol/h，回流比 R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度 3。求：1.Rmin(最小回流比)2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。答：1.y=x/1+(-1)x=3x/(1+2x)泡点进料 q=1,x=x=0.5,yq=30.5/(1+20.5)=1.5/

35、2=0.75 Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9 Rm=4/5=0.8 2.V=V=(R+1)D=(20.8+1)50=130kmol.h 3.y=R/(R+1)x+x/(R+1)=0.615x+0.365 5、某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成x=0.9摩尔分率，二元系统相对挥发度 4，进料组成为 x0.5摩尔分率，回流比 R1 时，求：(1)离开第一块板的液相组成 X1 为多少？(2)进入第一块板的气相组成 y2为多少？(3)两操作线交点 d 的气液组

36、成？答：y1=xd=0.9,x1=0.9/(4-30.9)=0.692,y2=10.692/(1+1)+0.9/2=0.796,xd=xf=0.5,yd=0.5/2+0.9/2=0.7 6、某精馏塔进料组成 xf0.5，塔顶馏出液组成 xd0.95，平衡关系 y0.8x0.2，试求以下二种情况下的最小回流比 Rmin。(1)饱和蒸汽加料；(2)饱和溶液加料。答：Rmin=(xd-yq)/(yq-xq)-(1)yq=0.8xq+0.2 -(2)yq=qxq/(q-1)-xf/(q-1)-(3)q=0,由(3)yq=xf=0.5,由(2)xq=(0.5-0.2)/0.8=0.375,Rmin=(0

37、.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 .wd.q=1,由(3)xq=xf=0.5,由(2)yq=0.80.5+0.2=0.6 Rmin=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.5 7、由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜参加含甲醇 40(摩尔分率)的甲醇水溶液 100kmol，要求塔顶馏出液组成 xD=0.84，塔顶采用全凝器，回流比 R3，在操作条件下的平衡关系为 y0.45x0.55，求：(1)塔釜组成 x；(2)每小时能获得的馏出液量 D 和塔釜液 W。答案 y1=xD=0.84,0.84=0.45x1+0.55,x1=0.64,yw=30.64/(3+1)

38、+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45xw+0.55,xw=0.311,D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol/h)，W=100-16.8=83.2(kmol/h)8、别离苯和甲苯混合液，进料组成为 0.4，馏出液组成为 0.95，残液组成为 0.05以上组成均为苯的摩尔分率。苯对甲苯的平均相对挥发度为 2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：(1)最小回流比；(2)假设回流比取最小回流比的 1.2 倍，列出精馏段操作线方程，(3)列出提馏段操作线方程。答：yq2.440.4/11.440.40.62 Rminxy

39、q/yqx 0.950.62/0.620.4 1.5 R1.21.51.8 y1.8/2.8x 0.95/2.8 0.64x 0.34 令 F=1kmol/h Fx=Dx+Wx 0.4=0.95D+(1-D)0.05 解得 D=0.39kmol.h W=0.61kmol./h q=1 L=L+qF=RD+F=1.80.39+1=1.7kmol./h V=V=(R+1)D=2.80.39=1.09kmol./h .wd.y=Lx/V-Wx/V =1.7x/1.09-0.610.05/1.09=1.56x-0.028 y1.56x 0.028 9、用常压连续精馏塔别离苯甲苯混合物，原料中含苯 0.

40、40，塔顶馏出液中含苯0.9以上为摩尔分率。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度 2.5，操作回流比为最小回流比的 1.5 倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。xf=0.4,xD=0.9,q=0,=2.5,R=1.5Rmin,xq=yq/(-(-1)yq)=0.4/(2.5-1.50.4)=0.21,Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63,R=1.52.63=3.945,x1=y1/(-(-1)y1=0.9/(2.5-1.50.9)=0.783,y2=Rx1/(R+1)+xD/(R+1)=3.9450.783/(3.94

41、5+1)+0.9/(3.945+1)=0.807 10、某厂用一连续精馏塔在常压下连续精馏从粗馏塔来的浓度为 0.282摩尔分率的乙醇饱和蒸汽。要求精馏后得浓度为 92%质量%的酒精 500kg.h,而废液中含酒精不能超过 0.004摩尔分率。采用间接蒸汽加热，操作回流比选用3.5。试求：(1)进料量和残液各为多少 kmol/h?(2)塔顶进入冷凝器的酒精蒸汽量为多少 kmol/h?(3)列出该塔提馏段操作线方程；(4)列出 q 线方程。附：乙醇分子量 46 答：1F，W x=92/46/92/46+8/18=0.818 塔顶酒精平均分子量 M=Mx=460.818+180.182=40.9k

42、g/kmol D=500/40.9=12.2 kmol./h 代入：F=12.2+W F=35.7 kmol./h F0.282=12.20.818+W0.004,W=23.5 kmol/.h 2)V:V=(R+1)D=(3.5+1)12.2=54.9kmol./h 3提馏段操作线：.wd.L=L+qF q=0 L=L 而 L=DR=12.23.5=42.7 kmol.h 代入方程：WWxLyxLWLW=(42.7/42.7 23.5)x (23.5/42.7 23.5)0.004=2.22x 0.0049 或：Ym+1=2.22Xm-0.0049 4)q 线 y=q/q1)x(x/q-1)q

43、=0 y=x=0.282 11、某厂用一连续精馏塔在常压下连续精馏浓度为 50%质量%的稀酒液。要求获得浓度为 0.82 摩尔分率的酒精 700kg.h,残液中含酒精不超过 0.1%质量%。采用间接蒸汽加热，操作回流比为 3.5。试求：(1)进料和残液各为多少kg.h？(2)塔顶进入冷凝器的酒精蒸汽量为多少 kg.h？回流液量又为多少kg.h？(3)沸点进料时提馏段操作线方程。附：乙醇分子量 46 答：1F，W；x=460.82/(460.82+180.18)=0.92质量分率 代入方程：F=700+W F=1289kg/.h F0.5=7000.92+W0.001,W=589kg/.h 2V

44、，L：V=R+1D=4.5700=3150kg./h L=DR=7003.5=2450kg./h 3提馏段提作线方程：L=L+qF 而 q=1 L=2450+1289=3739kg/.h 又：x=0.001/46/(0.001/46+0.999/18)=0.0004 WWxLyxLWLW=(3739/3739589)x(589/3739589)0.0004=1.19x7.510-5 或：y=1.19x7.510-5 12、某精馏塔别离 A.B 混合液，以饱和蒸汽加料，加料中含 A 和 B 各为 50%mol%，处理量每小时 100kmol，塔顶，塔底产品量每小时各为 50kmol。精馏 .wd

45、.段操作线方程为：y=0.8x+0.18.间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：(1)塔顶，塔底产品液相组成；(2)全凝器中每小时蒸汽冷凝量；(3)塔釜每小时产生的蒸汽量,(4)提馏段操作线方程 答：1xD，xW 由方程 y=0.8x+0.18 可得：R/R+1=0.8,R=4 xD/(R+1)=0.18,x=0.9 或 90%又由 FxF=DxD+WxW可得：xW=1000.5-500.9/50 =0.1 或 10%2V；V=(R+1)D=(4+1)50=250 kmol/.h 3)V:V=V-F=250-100=150kmol/.h 4)提馏段操作线方程：L=L+qF q=0 L=L 而 L

46、=DR=504=200 kmol.h (即为 L 代入方程：y=Lx/VWx/V 得：y=(200/150)x(50/150)0.1 =1.33x0.0333 或 y=1.33x0.0333 13、某酒厂用一常压精馏塔将每小时 1000kg 的含乙醇 8%的乙醇水溶液进展别离。要求塔釜中乙醇的含量不得超过 0.1%以上均为质量%，塔顶产品含乙醇为 0.689 摩尔分率。进料为饱和液，回流比为 3。试求：(1)塔顶产品量为 kg./h？(2)塔底回流至塔釜的回流液量为 kmol/h？(3)进入塔顶全凝器的蒸汽量 kg/h？塔釜采用间接蒸汽加热；乙醇分子量为46 答：1D：将塔顶浓度转换为质量浓度

47、：XD=(460.689)/(460.689180.311)=0.85 代入：1000=DW .wd.10000.08=D0.85w0.001D=93.1kg./h 2)L:L=LqF=RDqF=RDF (q=1)产品的平均分子量：Mm=460.689180.311=37.3kg/.kmol D=93.1/37.3=2.496kmol/.h 进料 xF=8/46/8/4692/18=0.0329 Mm=460.0329180.9671=18.92kg./kmol F=1000/18.92=52.85kmol/.h 代入上式：L*=32.49652.85=60.34kmol/.h 3)V:V=(

48、R1)D=(31)93.1=372.4kg/.h 14、在精馏塔中，精馏段操作线方程 y=0.75x+0.2075，q 线方程为 y=-0.5x+1.5xF，试求：1回流比 R 2馏出液组成 xD(3)进料液的 q 值 4判断进料状态 5当进料组成 xF=0.44 时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处 xq值多少？【解】(1)由精馏段操作线方程 y=-0.5x+1.5xF 得 =0.75 (2)由(1)得到 R=3 xD=0.83(3)由 q 线方程 y=-0.5x+1.5xF 得 解得 q=0.33(4)由于 0q1,所以进料处于气液混合状态。(5)把 xF=0.44 代入并联立两式得 解得

49、 xq=0.362 15、在常压旭精馏塔内别离某理想二元混合物，进料量为 100Kmol/h，其组成为0.55摩尔分率；釜残液流量为 45 Kmol/h，其组成为 0.05，进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的 1.6 倍，物系的平均相对挥发度为 2.0。1计算塔顶轻组分的收率；.wd.2求出提馏段操作线方程；3 假设从塔顶第一块实际板下降的液相中重组分增浓了 0.02 摩尔分率，求该板的板效率 Emv。【解】1由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得：即 解得：D=55Kmol/h，xD=0.959 (2)泡点进料，故 q=1，而且 xq=xF=0.55 因为 a=2.

50、0，所以相平衡方程为 可得：12.02.0 0.550.709711 0.55qqxyx 则 min1.6 1.5612.4976RR=1.6 Q=1，则 L=L+qF=RD+F=2.497655+100=237.368kmol/h，V=V+(q-1)F=(R+1)D=(2.4976+1)55=192.368 kmol/h 所以提馏段操作线方程为 3xD-x1=0.02 和 xD=0.959,可得 x1=0.939 由相平衡方程可得 *1112.02.00.9390.9685110.939xyx 精馏段方程为2.49760.9590.71410.2742112.497612.49761DxRy

51、xxxRR X1=0.939,代入上式得 y2=0.9447,而 y1=xD=0.959 16、在连续精馏塔内别离某二元理想溶液，进料组成为 0.5易挥发组分摩尔分数泡点进料，进料量 100kmol/h，塔顶采用分凝器和全凝器，塔顶上升蒸汽分凝器局部冷凝后，液相作为塔顶回流液，其组成为 0.9，气相再经全凝器冷凝，作为塔顶产品，其组成为 0.95。易挥发组分在塔顶的回收率为 96%，离开塔顶第一层理论塔板的液相组成为 0.84.wd.试求:(1)精馏段操作线方程;(2)操作回流比与最小回流比的比值 R/Rmin(3)塔釜液相组成 xw。【解】1精馏段操作线方程 分凝器的气液相组成符合平衡关系，

52、即 xD=0.0.95 与 xL=0.9 相平衡，相平衡方程为 解得：a=2.11 与 x1=0.84 相平衡的气相组成为 y1与 xL为操作关系，即 11DxRyxRR y1与 xL及 xD数据代入上式，解得：R=1.907，y=0.656x+0.327(2)操作回流比与最小回流比的比值 泡点进料：q=1,xq=xF=0.5 最小回流比为 min0.950.65781.5210.67850.5DqqqxyRyx 则 min1.9071.2541.521RR 3塔釜液组成由全塔的物料衡算求得。由，xD=0.95，解得：则 1000.550.530.950.0403610050.53FDwFxD

53、xxFD 17、常压板式精馏塔连续别离苯一甲苯溶液，塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为 2.47，进料量为 150kmol/h，组成为 0.4(摩尔分率)，饱和蒸汽进料 q=0,操作回流比为 4，塔顶苯的回收率为 97%，塔底甲苯的回收率为 95%。求:(1)塔顶、塔底产品的浓度;(2)精馏段和提馏段操作线方程;(3)操作回流比与最小回流比的比值。【解】1DxDx=100%100%97%1500.4DDDFFx苯 .wd.DxDx=100%100%97%1500.4DDDFFx苯 物料衡算得：150=D+W 1500.4=DxD+WxW 由式解得：D=62.7kmol/h

54、，W=87.3kmol/h xD=0.928,xW=0.0206(2)精馏段操作线方程：40.9280.80.1856114 14 1DxRyxxxRR q=0,则 L=L+qF=RD=462.7=250.8kmol/h V=V+(q-1)F=(R+1)D-F=(4+1)62.7-150=163.5kmol/h 所以提馏段操作线方程为 3q=0,而且 yq=xF=0.4 因为 a=2.47,所以相平衡方程为 2.471(1)1 1.47axxyaxx 可得 xq=0.213 18、进料组成 xF=0.2，以饱和蒸气状态自精馏塔底部进料，塔底不再设再沸器，xD=0.95，xW=0.11，平均相对

55、挥发度为 2.5。试求：1操作线方程；(2)假设离开第一块板的实际液相组成为 0.85，则塔顶第一块板以气相表示的单板效率为多少?【解】1由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得：FDwFDWFxDxWx 即0.20.950.11F D WFDW 解得：D=3F/38，W=25F/28 因为此塔只有精馏段，且不再设再沸器，所以有：V=F，L=W 则操作线方程为 0.8930.102DDxLyxxVV 2操作线方程为 y=0.893x+0.102 得 y2=0.8930.85+0.102=0.86 由 a=2.5 得相平衡方程 2.51(1)1 1.5axxyaxx .wd.则 *12.5 0.850.

56、9341 1.5 0.85y 又，y1=xD=0.95,12*120.950.861.220.9340.86mvyyEyy 19、在常压连续精馏塔内别离某二元理想溶液，料液浓度 xF=40%，进料为气液混合物，其摩尔比为气：液=2:3，要求塔顶产品中含轻组分 xD=97%，釜液浓度 xW=2%，以上浓度均为摩尔分数，该系统的相对挥发度为 a=2.0，回流比为R=1.8Rmin。试求：1塔顶轻组分的回收率；2最小回流比；3提馏段操作线方程。【解】1全塔物料衡算 即 0.40.970.02F D WFDW 解得：D=0.4F，W=0.6F 则 Dx0.40.97=100%100%97%0.4DDF

57、FFxF苯 2最小回流比 由条件进料中蒸汽与液体量的摩尔比为 2:3 可得：q=3/(3+2)=0.3 则 q 线方程为：0.60.41.51110.6 10.6 1Fxqyxxxqq 由 a=2.0 得相平衡方程：21(1)1axxyaxx 联立方程并解得：xq=0.333,yq=0.5 则 min0.970.52.8140.50.333DqqqxyRyx 3R=1.8Rmin=1.82.814=5.056 q=0.6,则 L=L+qF=5.0560.4F-0.4F=2.026F V=V+(q-1)F=(R+1)D+(q-1)F=6.0560.4F-0.4F=2.026F 所以提馏段操作线方

58、程为 .wd.20、用一精馏塔别离二元液体混合物，进料量 100kmol/h，易挥发组分 xF=0.5，泡点进料，得塔顶产品 xD=0.9，塔底釜液 xW=0.05皆摩尔分率，操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度=2.25，塔顶为全凝器，求：(1)塔顶和塔底的产品量kmol/h；(2)第一块塔板下降的液体组成 x1为多少；(3)写出提馏段操作线数值方程；(4)最小回流比。解：1塔顶和塔底的产品量kmol/h；F=D+W=100 1 505.010005.09.0FFxWD2 上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h 2第一块塔板下降的液体组成 x1为多

59、少；因塔顶为全凝器，111)1(1xxyxD 3写出提馏段操作线数值方程；则017.034.117.13805.006.4717.13823.1851mmWmmxxVWxxVLy 4最小回流比。泡点进料，q=1,5.0Fqxx 21、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。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 解：1塔顶、塔底产品组成；因833.0)1(RR，R=5 又

60、15.0)1(RxD，90.0Dx 由物料衡算WDFWxDxFx .wd.得1.050/)9.0505.0100(Wx 2全凝器中每小时冷凝蒸气量；V=R+1D=300kmol/h 3蒸馏釜中每小时产生蒸气量；q=0，V=V-F=300-100=200kmol/h 4求离开塔顶第二块塔板的气相组成。6.0111xxxxEDDmV，111)1(1xxyxD 故 6.075.09.09.01 x81.01x825.015.081.0833.02y 22、在一常压精馏塔内别离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，饱和蒸汽进料。进料量为150kmol/h，进料组成为

61、 0.4摩尔分率，回流比为 4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为 0.95。试求：1塔顶馏出液及塔釜采出液组成；2精馏段操作线方程；3提馏段操作线方程；4回流比与最小回流比的比值。解：1塔顶馏出液及塔釜采出液组成；由DFDxFx97.0a）WFxWxF1()1(95.0b F=D+W+150 c 604.0150FWDFxWxDxd 联立a、b、c和d求解得：W=87.3kmol/h，D=62.7kmol/h xW=0.0206，xD=0.928 2精馏段操作线方程；3提馏段操作线方程；饱和蒸气进料，故 q=0FRV)1(，DRLL .wd.则011.0534.1)

62、1()1(1mWmmxFDRWxxFRRDy 4回流比与最小回流比的比值；qqqDxyyxRminq=0，4.0Fqxy 由qqqxxy)1(1得2125.0qx 816.22125.04.04.0928.0minR，42.1minRR 23、在一常压精馏塔内别离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯 0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9 以上均为摩尔分率，苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。=2.5，取回流比为最小回流比的 1.5 倍。试求：1塔顶产品量 D、塔底残液量 W 及组成 xw；2最小回流比；3精馏段操作线方程；4提馏段操作线方程

63、解：1塔顶产品量 D、塔底残液量 W 及组成 xw；由FDAFxDx，得：hkmolD/4009.09.04.01000 W=F-D=1000-400=600kmol/h 又由物料衡算WDFWxDxFx 得0667.0600/)9.04004.01000(Wx 2最小回流比；泡点进料，q=1,4.0Fqxx(3)精馏段操作线方程；(4)提馏段操作线方程；则0353.053.111320667.0600113217321mmWmmxxVWxxVLy 24、用常压精馏塔别离某二元混合物，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 xF=0.5摩尔分率，下同，馏出液

64、浓度 .wd.xD=0.9，易挥发组份的回收率为 90%，回流比 R=2Rmin，塔顶为全凝器，塔底为间接蒸气加热，求：1馏出液量及釜残液组成？2从第一块塔板下降的液体组成 x1为多少？3最小回流比？4精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h？5提馏段各板上升的蒸气量为多少 kmol/h？解：1馏出液量及釜残液组成；F=D+W W=F-D=10-5=5kmol/h 2从第一块塔板下降的液体组成 x1；111)1(1xxy塔顶为全凝器，故9.01Dxy，82.0)1(111yyx 3最小回流比；饱和蒸气进料 q=0，5.0Fqxy 由qqqxxy)1(1得33.0qx，35.233.05.05.

65、09.0minqqqDxyyxR 4精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h；V=R+1D=22.35+15=28.5kmol/h 5提馏段各板上升的蒸气量为多少 kmol/h。V=V-q-1F=28.5-10=18.5kmol/h 25、在一常压精馏塔中别离某二元混合物，相对挥发度=3，进料量F=1000kmol/h，饱和蒸气进料，进料浓度为 50%，塔顶产品浓度为 90%以上浓度均为易挥发组分的摩尔分率。塔顶馏出液中能回收原料中 90%的易挥发组分。塔顶装有全凝器，回流比R=3.2，塔釜用间接蒸汽加热。试求：1精馏段和提馏段上升的蒸汽量；2第二块理论板上升气体的浓度理论板编号从塔顶往下；【解】1因为0.90.9010000.5DFDxDFx 所以 D=500kmol/h 21110.90.75(1)32 0.9yxy 精馏段操作线方程为 .wd.故210.7620.2140.7620.750.2140.786yx