化工原理蒸馏

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1、戸 We?1. 在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。2. 当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。3. 双组分溶液的相对挥发度a是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若a=l表示。物系的a值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。4. 例：在常压卞对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸饰与简单蒸馆。若原料液中苯的 浓度为0.5 （摩尔分率）。物系的相对挥发度为2.47。试求：1）用平衡蒸馆方法分离，当汽化率为0.4时，釜液与饰出液的组成ax2.47%y臣11仏切耳举147车& R +3.72 + 1 ”q_ x = 0.411, y = 0

2、.6347? + 10.950.788%3.72 + 12）用简单蒸镭方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馆相同，所得馆出物中苯的平均组成。在相同的原料液浓度及相同釜液的条件卜，简单蒸馆所得到的憎出液浓度高于平衡蒸馆, 而平衡蒸饰的优点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馆。5. 在常压操作的连续精馆塔中分离含苯0.46 （摩尔分数）的苯一甲苯混和液。已知原料液的 泡点为92.5C,苯的汽化热为390KJ.kg,甲苯的汽化热为361KJ/kgo求以卞各种情况下的q 值：（1）进料温度为20C的冷液体；（2）饱和液体进料：（3）饱和蒸气进料。6. 例：将含24% （摩尔分数，卞同）易挥发组分的某

3、液体混合物送入一连续精饰塔中。要求 馆出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h,流 入精馆塔的回流液为670kinol/h,试求:1、每小时能获得多少kmol/h的馆出液？多少kmol/h的釜液？ 180 608.62、回流比R为多少？ 3.72儿+13、精饰段操作线方程？RxD 3.72 =R + R + i 3.72 + 1+5H88召+ 0.2017.20分）采用连续操作的精饰塔分离某双组分液体混合物，进料量为200kinoVh,进料中易挥 发组分浓度0.4,汽液混合物进料，汽液量的摩尔比为1： 1,该塔塔顶设全凝器，泡点回流, 塔釜间接蒸汽加

4、热，要求塔顶产品浓度为0.95,塔釜产品浓度为0.05（以上皆为摩尔分率）， 操作条件下，该物系平均相对挥发度为2.5,实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率；（2）精馆段和提餾段的操作线方程；（3）若第一块板的汽相默州里板效率06求塔顶第二块板（自塔顶向下数）上升汽相的组成。 （华东理工大学）8. （20分）一常压连续精馆塔分离某二元理想混合液，已知塔顶为泡点回流，进料为饱和液体,其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数，下同），该系统的相对挥发度为 。测得精馆段第 n块塔板的汽、液相组成分别为，相邻上层塔板的液相组成为，相邻下层塔板的汽相组成为，

5、试求：（1）精馆段操作线方程；（2）最小回流比； 精饰段第n块塔板的气相默JI；里（Murphree）板效率Emv,na（华南理工大学）9. 例：在常压连续精馆中，分离甲醇一水混合液，原料液组成为0.3,（甲醇摩尔分率，F 同）冷液进料（q=1.2）,馆出液组成为0.9,甲醇回收率为90%,回流比为2.0,试分别写出 以下两种加热方式时的操作线方程。1）间接蒸汽加热2）直接蒸汽加热10. 例：在常压连续精馆塔中，分离乙醇一水溶液，组成为xFl=0.6 （易挥发组分摩尔分率， 卜同）及xF2=0.2的两股原料液分别被送到不同的塔板进入塔内，两股原料液的流量之比Fl/F2=0.5,均为饱和液体进料

6、。操作回流比R=2,若要求馆出流组成xD为0.8,釜残液组 成xW为0.02,试求理论板层数及两股原料液的进料板位置。11例：设乙烷丙烯精馆塔的进料组成如下表组分C2凤爭卫）2条 mol%34.142.8250.1712.87100若要求饰出液中丙烯组成小于0.1%,釜液中乙烷组成小于0.1% （以上均为mol）。又已知 进料流率为lOOkinol / h,试按清晰分割确定饰出液和釜液的组成。例10-5：在一常压连续精饴塔内分离旅甲苯混合物，已知进料液流量为80kmol/h,料 液中苯含量40% （摩尔分率，下同），泡点进料，塔顶流出液含苯90%,要求苯回收率不低干 9血，塔顶为全擬器，泡点回

7、流，回流比取2,在操作条件下，物系的相对挥发度为2.47。求：分别用逐板计算法利图解法计算所需的理论板数。解：（1）根据苯的回收率计算塔顶产品流量：0.9x80x0.409=32kmol/h物料恒算计算塔底产品的流量利组成:JK =/?-)= 80-32 = 48too/?80x0.4-32x0.948=0.06671蒸懈是分离均相液体混合物的一种方法，其分离依据是混合物中各组分 的挥发性差异分离的条件是造成气液两相系统_。2. t-x-y图中禹气液共存区内，气液两相温度相看但气相组成大于_液相组成，而两相的量可根据_杠杆规则來确定。3. 某两组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成Xa=0.

8、4,相应的泡点温度为 ti，气相组成Va=0.4,相应的露点温度为切则（）A h ti D 不能判断答案与评分标准：A （1 分）4. 精懈塔的设计中，若进料热状况由原來的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数Nt（）,提係段下降液体流量L（ ）o A减小B不变 C增加 D不确定答案与评分标准：AC（每空1分，共2分）5. 完成某分离任务需理论板数为Nt=7 （包括再沸器），若Et=5O%,则塔内需实 际板数（不包括再沸器）为（）答案与评分标准：C （1 分）6. 若苯一甲苯混和液在45C时沸腾，外界压力味20.3kpao己知在45C时，纯苯 的饱和蒸气压卩苯=22

9、.7切,纯甲苯的饱和蒸气压甲苯=7.6切_求其气液相 的平衡组成。7. 苯一甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下，饱和蒸气压和温度的关系如下：在85 C 时，卩苯=116.9Qm,卩甲苯=46kpa ；在 105 C 时，卩苯=204.2切a ,卩。甲苯=86kpa。求：（1）在85C和105C时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度；（2）在此总压下，若85C时，/苯=0.78,用平均相对挥发度值求y和&在连续精懈塔中分离含苯50% （质量百分数，下同）的苯一甲苯混和液。要求 饰出液组成为98%,釜残液组成为1% （均为苯的组成）。求：甲苯的回收率。9. 在一两组分连续精饰塔中，进入精係段中某

10、层理论板11的气相组成Vn.i为0.75, 从该板流出的液相组成xn为0.65 （均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2,物系的 相对挥发度&为2.5,求：（1）从该板上升的蒸气组成yn： （2）流入该板的液相 组成Xn-l； （3）回流比R。10. 在连续精係塔中分离某两组分混合物。己知原料液流量为lOOkinol/li,组成为 0.5 （易挥发组分摩尔分数，下同），饱和蒸气进料；係出液组成为0.98,回流比 R为2.6,若要求易挥发组分回收率为96%,求：（1） 出液的摩尔流量D； （2） 提憎段操作线方程。11某连续操作精镉塔，分离苯一甲苯混和液，原料中含苯45%,饰出液中含苯 95%,残

11、液中含甲苯95% （以上均为摩尔分数）。塔顶全凝器每小时全凝28000kg 蒸汽，液体在泡点下回流。提镉段回流液量为470kinol/h,原料液于泡点进料。 求：（1）釜残液和係出液的流量（W和D）； （2）回流比R12. 在某两组分连续精懈塔中，己知原料液流量为788kinoVli,泡点进料；饰出液 组成为0.95 （易挥发组分摩尔分数，下同），釜残液组成为0.03;回流比R为3, 塔顶回流液量为540kinol/ho求：（1）精係段操作线方程；（2）提镉段操作线方程及提镉段回流液量L，13, 某双组分连续精係塔，原料液流量为20kinol/h，塔顶产品量为7.78kinol/h, 泡点进料

12、，回流比为1.92,求：（1）精懈段及提饰段的回流液量；（2）精镉段及 提镭段的上升蒸汽量。14在泡点进料下，某两组分连续精懈塔的操作线方程为：1、精馆段：y = 0.723%+0.263 2、提镭段：y = 1.25x-0.0187求：（1）回流比；（2）馆出液；（3）釜残液的组成；（4）原料液的组成。15.有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液，在泡点温度下进入连续精懈 塔。进料组成为0.6 （摩尔分数，下同），馆出液组成为0.9；回流比为1.5,全塔 效率为0.5。求（1）用逐板计算法求精係段所需要的理论板数Nt卅（2）计算精 慵段所需的实际板数Np快（假设塔顶为全凝器）16在一双组分

13、连续精懈塔中，已知精饰段操作线方程为y = 0.715x+0.271； q线方程为y = 2.8U_0.91,求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）饰出液及原料液组成；（3）若回流比为3,测得从精镉段第二层塔板下降液体的组成为0.82（摩 尔分数，下同），从第三层塔板上升的蒸气组成为0.86,则此时的饰出液组成乂 为多少？17.在连续精係塔中分离两组分理想溶液。己知原料液组成为0.6 （摩尔分数，下 同），馆出液组成为0.9,釜残液组成为0.02o泡点进料。（1）求每获得lkmol/h 饰出液时的原料液用量F： （2）若回流比为1.5,它相当于最小回流比的多少倍？（3）假设原料液加到加料板上

14、后，该板的液相组成仍为0.6,求上升到加料板上 的气相组成。（物系的平均相对挥发度为3）1&在连续精係塔内分离两组分理想溶液，塔顶为全凝器。进料量为lOOkinoMi, 其组成为0.5 （摩尔分数）。塔顶易挥发组分的回收率为90%,精馆段操作线方 程为）=0& = 0.19。求：（1）饰出液的组成xd和流量D； （2）釜残液的组成心 和流量W。19在一常压连续精係塔中，分离某两组分理想溶液。原料液组成为0.4 （摩尔分 数，下同），镉出液组成为0.95o操作回流比为最小回流比的1.5倍，进料热状况参数q为1.2。操作条件下物系的平均相对挥发度久,为2；塔顶釆用全凝那，计算精段自塔顶向下的第二层

15、理论板上升蒸汽的组成y2。20在常压操作的连续精係塔中分离含苯0.46 （摩尔分数）的苯一甲苯混和液。 己知原料液的泡点为92.5C,苯的汽化热为390KJ/kg,甲苯的汽化热为361KJ/kgo 求以下各种情况下的q值：（1）进料温度为20C的冷液体；（2）饱和液体进料;（3）饱和蒸气进料。21用一连续精懈塔分离由组分A、B所组成的理想混和液。原料中含易挥发组 分A为0.45 （摩尔分数，下同），係出液中含组分A为0.96。在操作条件下，溶 液的平均相对挥发度为2.3,最小回流比为1.65。求：（1） q值；（2）说明原料 液的进料热状况。22. 在一连续精懈塔内分离某两组分理想溶液。己知进料组成为0.5 （摩尔分数， 下同），釜残液组成为0.05；塔顶釆用全凝器，操作回流比为最小回流比的1.777 倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.303；精馅段操作线方程为y = 0.72x +0.275。求（1）塔顶易挥发组分的回收率; （2）进料热状况参数q。2