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精馏复习题


精馏复习题
基本概念 基本计算

一、填空题:
1、在1个大气压,92℃时,苯的饱和蒸气压PA0=143.69(kPa), 甲苯的饱和蒸气压PB0=57.56(kPa),苯--甲苯混合溶液达于

平衡时,液相组成 xA______,气相组成 yA=______,相对
挥发α=____. 0.508 0.720 2.50

2、某理想混合液, 其中一组平衡数据为xA=0.823,yA=0.923, 此时平均相对挥发度为α=___________. 2.578

3、在汽-液相平衡的t~x~y图中,沸点与液相组成的关系曲
线,称为________,沸点与汽相组成的曲线,称为________. 液相线(或泡点线) 汽相线(或露点线)

4、在汽-液相平衡的t-x-y图中, 液相线与汽相线将图平面平分
为三个区:汽相线以上的区域称为________,液相线以下的 区域称为_________,汽.液相线之间的区域为___________. 汽相区 液相区 汽液共存区

5、精馏过程,就是利用混合液的各组分具有不同的________,
利用________、 _______的方法,将各组分得以分离的过程. 沸点(或挥发度) 多次部分汽化 多次部分冷凝

6、某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为 y= 0.80 x+0.172, 且塔顶产品量为100kmol/h,则馏出液组成 xD =_________,塔顶 上升蒸气量V=_______.该塔的回流比R=______。 0.86 500kmol/h 4

7、某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为 y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.3x-0.018,则回流比

R=_______,馏出液组成x D=_______,原料组成x F =________.釜液
组成x W =_________. 4 0.86 0.38 0.06

8、某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x D = 0.96(摩尔分 率),精馏段操作线方程为 y = 0.75 x+0.24。该物系平均相对挥发

度α=2.5,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为 y2
=________。 0.919 9、某二元理想溶液的连续精馏塔,提馏段操作线方程为: y=1.3x-0.018,系统的平均相对挥发度α=2.5,当xW=0.06时(摩尔

分率),此时从塔底数起的第二块理论板数 (塔底可视为第一块理
论板)下流液体的组成为_______。 0.109

10、某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成 xF =0.35,系统的平 均相对挥发度α=2.44,当 xD =0.95时,达到此分离要求的最小回 流比 Rmin =____. 1.75 11、溶液的相对挥发度(α) 等于两组份_____,α>1则表 示组分A和B____,α=1则表示组分A和B____。

ν A/ν B=(PA/x A)/(PB/x B); 能分离; 不能用;普通精馏方法分离

12、当塔板中___________________时,该 塔板称理论塔板。 上升的汽相与下降液相之间达到相平衡时

13、分离要求一定。当回流比为一定时,在五种进料状况中,_ ___进料的q值最大,其温度______,此时,提馏段操

作线与平衡线之间的距离____,分离所需的总理论板数__
______。 冷液 t F <t b 最远 最少。

14、精馏操作的依据是_____________ 。 实现精
馏操作的必要条件包括_______和________。 混合液中各组分的挥发度差异。 塔顶液相回流 塔底上升气流 15、精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1,液相泡点温度 为t2。塔底某理论板上汽相露点温度为t3,液相泡点温度为t4。 试按温度大小顺序用>、=、<符号排列如下:_____ _______________。 t4= t3> t2= t1

16、恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组分) ,其 目的是_______________。 增加被分离组分的相对挥发度

17、精馏过程设计时,增大操作压强,则相对挥发度____, 塔顶温度___,塔釜温度____。(增大,减小,不变,不 确定) 减小, 增加, 增加

18、试比较某精馏塔中第n-1,n,n+1层理论板上参数的大小(理 论板的序数由塔顶向下数起),即:yn+1___yn,tn-1___Tn,

yn___x n-1,Tn___tn,T n+1___Tn。(>,=,<)

<, <, >, =, > 19、对一定组成的二元体系,精馏压力越大,则相对挥发度_

_____,塔操作温度_____,对分离______。
越小 越高 越不利

20、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐___,其 沸点则逐渐___。

减小

升高

21、精馏塔中第n-1,n,n+1块实际板板效率小于1。与yn相 平衡的液相浓度x*n,则xn____x*n,与xn-1相平衡的汽相浓度

y*n-1,则y*n-1____yn-1,yn____xn-1.(>,=,<)
<, >, >。

22、测得这四股物料的组成为0.62,0.70,0.75,0.82,试找出 y6、x6,y7,x7的对应值,y6= ____,x6=____,y7=____ ,x7 =_____, y6 =0.82 x6 =0.70 y7 =0.75 x7 =0.62

23、试述五种不同进料状态下的q值:(1)冷液进料__;(2)

泡点液体进料__(3)汽液混合物进料__;(4)饱和蒸汽进
料_;(5)过热蒸汽进料______。 (1) q>1 (2) q=1 (3) 0<q<1 (4) q=0 (5)q<0

24、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则: (1)回流比等于___;(2)馏出液量等于___;(3)操作 线斜率等于___。(以上均用数字表示) ∞; 0; 1

25、某精馏塔操作时,F,xF、q,V保持不变,增加回流比R,
则此时xD___, xW____D____,L/V____。(增 加,不变,减少) 增加, 增加, 减少, 增加

26、某精馏塔的设计任务为:原料为F,xF,要求塔顶为xD,塔底 为xW 。设计时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和

蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数NT___,提馏段
上升蒸汽量V '____,提馏段下降液体量L'__,精馏段上升 减少) 减少, 增加, 增加, 不变, 不变。 27、精馏塔中的恒摩尔流假设,其主要依据是各组分的____ ______, 但精馏段与提馏段的摩尔流量由于_____ ______影响而不一定相等。 摩尔潜热相等 进料状态的不同

蒸汽量V____,精馏段下降液体量L____。(增加,不变,

28、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F,xF,回流比R和提馏段上升蒸汽量V '不
变,则此时D ,xD ,W ,xW 。(增加, 不变,减少,无法确定) 减少, 增加, 增加, 增加。 29、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F,xF,V,D不变,则此时xD __, xW_

__R___,L/V___。(增加,不变,减少) 增加, 减少, 不变, 不变。

30、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F,x F,R,D不变,则此时x D_,x W_ V___,L/V__。(增加,不变,减少)

增加, 减少, 不变, 不变

31、某精馏塔操作时,F,x F,q,D保持不变,增加回流比R,
则此时x D___, x W____V____,L/V___。 (增加,不变,减少) 增加, 减少, 增加, 增加。

32、某连续精馏塔,进料状态q=1,D/F=0.5(摩尔比),x F= 0.4(摩尔分率),回流比R=2,且知提馏段操作线方程的截

距为零。则:提馏段操作线方程的斜率(L/V)=____,
馏出液 x D=____。 L/V=4/3 xD==0.8

33、若维持操作中精馏塔的F,x F、q,D不变,而减少塔釜

蒸发量V。 则:x D ____,x W____,L/V____。
(变大,变小,不变,不确定) 变小, 变大, 变小。

34、某精馏的设计任务:原料为F,x F,要求分离为x D 和x W, 设计时加料热状态q已选定,若选择较大的回流比R,则NT__

__,L____,V____,L/V_______。(增加,
不变,减少) 减少, 增加, 增加, 增加。 35、操作中精馏塔, 保持F,q,x F ,D不变。(1)若采用回 流比R小于最小回流比R min,则x D____,x W____; (2)若R增大,则x D____,x W___,L/V____。 (增加,减小,不变,不确定)

(1)减少,增加。(2)增加,减少,增加。

36、操作中精馏塔,今保持 F、x F 、q,V不变,使残液量W增 加。则:x D ____,x W____,L/V____。(变大、 变小,不变,不确定) 变大, 变大, 变大。

37、精馏塔操作时,保持 F,x F,q,R不变,增加塔底排液量
W,则:x D ____,L/V____,x W____。(增大, 减少,不变,不确定)

增大, 不变, 增大

38、操作中的精馏塔,保持F,q,x D,x W,V'不变,增大x F ,则: D____,R____,L/V____。(变大,变小,不变, 不确定) 变大, 变小, 变小。 39、精馏塔操作时,保持V',q,F,x F不变,而增加D/F,则: x D____,L/V____,x W___。(变大,变小,不变,不 确定) 变小, 变小, 变小

40、在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相 组成分别为x n-1 =0.7,x n=0.5 (均为易挥发组份摩尔分率)。 已知操作条件下相对挥发度=3,则y n=__,x*n=__, 以液

相组成表示的第n板的单板效率EmL=_____。
0.7 0.4375 76.2%

41、设计某二元理想溶液精馏塔时,如保持F,x F,x D,x W不 变,则随进料热状况参数的增加,其最小回流比________。 减少

42、全回流时,达到一定的分离要求所需的理论板数_____;
最小回流比时,所需的理论板数_________。

最少; 无限多
43、精馏的基本原理是多次而且同时运用_________________

使混合液得到分离的过程。
部分气化和部分冷凝

44、当遇到需要分离的混合物中组分的______很小,或者是

_____时,为了经济合理地获得目的产品就必须采用特殊蒸馏。 相对挥发度, 恒沸物

45、在精馏塔内,由塔底往上至塔顶,每块塔板上升的蒸汽

中,易挥发组分含量逐板_______;而由塔顶往下至塔底,
每块塔板溢流的液体中,可挥发组分含量逐板__________。 增加; 减少 46、在精馏实验过程中,由塔底往上至塔顶,其温度会______; 而易发挥组分的含量会 _______;压力会________。 逐渐降低; 增加; 降低 47、板式精馏塔中每层塔板的作用____________________。 提供气、液两相接触场所,在塔板上及其板上方

空间进行传热和传质作用。

1、简单蒸馏与精馏有什么相同和不同?

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。

2、全回流与最小回流比的意义是什么?各有什么用处?一般适 宜回流比为最小回流比的多少倍? 答:全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。开工时 为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作, 然

后再慢慢减小回比,至规定回流比。
最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到 无穷。是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流 比的1.1~2.0倍。

3、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,若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+1)D,而R↑则D↓,即降低 塔的生产能力。

4、试说明精馏操作中“回流”的作用。 答:其作用:稳定每层塔板两相浓度,同时由于回流液 的温度低于下一层塔板上升蒸汽的温度,故作为下一层塔板

上升蒸汽的冷凝剂使上升蒸汽中难挥发组分冷凝下来,而提
高上升蒸汽中易挥发组分的浓度,与此同时,回流液中的易 挥发组分也汽化出来(得到上升蒸冷凝时放的热量),这样 就保证了每层塔板上发生一次部分汽化和部分冷凝作用,经 过多次(多层)的部分汽化和冷凝就能达到分离混合液的作 用,故回流是保证精馏能连续稳定进行下去的必要条件之一。

计算题:

1、某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55%(摩尔百分数, 下同)(与此相平衡的汽相组成为75% ),要求塔顶产品含

易挥发组分95%,饱和液体进料。
试求:(1)求最小回流比。(2)若加料板上液体组成与进 料组成相同,回流比为 1.5时,求进料板上一板流下的液体 组成。

2、用常压精馏塔分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x D =95%,产量 D =50kmol/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α=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。

3、一精馏塔,塔顶设全凝器,在常压下分离苯-甲苯物系,
采用回流比 R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D=0.985和第一 块塔板下流液体浓度x1=0.970(均为摩尔分率);已知物系

的相对挥发度α=2.58,试计算第一块塔板的板效率EmV。

4、用常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合物,原料中含苯0.40, 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α=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。

5、某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量 30kmol/h,进料中苯的摩尔分率为 0.5,塔顶、底产品中苯的 摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的1.5 倍,操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。 求:(1) 塔顶、底的产品量;(2) 若塔顶设全凝器,各塔板 可视为理论板,求离开第二块板的蒸汽和液体组成。

6、用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进 料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.9,残液组成 塔釜间接蒸汽加热。

为0.1,相对挥发度为2.5,饱和蒸汽进料。塔顶冷凝器为全凝器,

试求:(1).馏出液及残液量; (2).最小回流比;
(3).操作回流比为3时,塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol? (4).塔釜上一块理论板液相组成为多少? (5).计算第(3)问时作了什么假定?


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