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1、蒸馏一、蒸馏复习题1蒸馏操作的作用和依据分别是什么?蒸馏操作的分类方法有哪些?2什么是泡点、露点和沸点,如何用泡点方程和露点方程计算液相及气相组成?3写出挥发度和相对挥发度的概念, 相对挥发度的大小对精馏操作有何影响?理想溶液的相对挥发度确定方法。写出用相对挥发度表示的相平衡方程。4说明回流在精馏操作中的重要性和必要性。连续精馏装置包括哪些设备?作用是什么?5何谓理论板?什么是恒摩尔假定?恒摩尔假定条件是什么?6掌握精馏塔的全塔物料衡算,熟悉精馏过程回收率的概念和计算。7写出精馏段和提馏段的操作线方程,并简述其物理意义。能在y-x 图正确绘制操作线。8进料状态有几种?其热状态参数值的大小范围如
2、何?热状态参数如何计算?9写出进料线方程,并说明其物理意义。10分别叙述回流比和进料热状态对精馏操作的影响。11掌握逐板计算法和图解法求取理论塔板的方法,并说明适宜进料板位置的确定方法。12什么是全回流?全回流操作有何特点和实际意义。什么是最小回流比?如何确定?13适宜回流比的确定原则是什么?14工业生产中对板式塔有何要求?何谓操作弹性?常见的塔板类型有哪几种?15塔板上汽液两相有哪几种接触状态?各有何特点?工业生产中常用哪两种?16叙述液泛、雾沫夹带、漏液等现象的形成和处理方法。17塔板性能负荷图对精馏设计和操作有何指导意义,它是由哪几条线组成?二、题型示例(一)填充题1蒸馏是利用被分离的混
3、合液中各组分的不同,而使得各组分得以分离。2在一定的压强下,混合液的汽液平衡线偏离对角线越远,表示混合液越分离。3相对挥发度数值的大小,可以用来判断混合液能被分离的难易程度,其相对挥发度越大,混合液越分离;当相对挥发度等于1 时,则表示该混合液不能用分离。4在一块双组分精馏塔的理论塔板上,测得离开该板的的汽相中易挥发组分摩尔分率为0.9,液相中易挥发组分的摩尔分率为0.8,对应的相对挥发度为;相平衡方程可写为。5精馏塔的塔顶温度最,塔底温度最,整个精馏塔的温度由上向下。6当F=1000kmol/h ,xF=0.4,xD=0.8(以上均为摩尔分率) ,塔顶的馏出液最大流量D max=kmol 。
4、7理论塔板指的是8回流比越大,操作线离对角线该板的汽液两相互为平衡。当采用全回流操作时,操作线与对角线,此时操作线方程可写为。9当热状态参数q 数值变小时,说明料液的温度,对一定的分离要求,所需理论塔板数10当热状态参数q=0.75 时,说明原料的进料状态为其中有Fkmol 是饱和蒸汽,有Fkmol,提馏段操作线方程的斜率。,若进料量为Fkmol ,则是饱和液体。11进料线方程为y=-0.5x+0.6,此时热状态参数为中易挥发组分的摩尔分率xF 为。12操作线方程表达了相邻的两层塔板上一层塔板q=,为与下一层塔板进料,原料之间的关系;进料线方程是一个描述了轨迹的方程。13图解法确定理论塔板时,
5、以两段操作线交点处的所对应的塔板为需的理论塔板数。,这样使所14全回流操作时,操作线方程可写为15全回流操作时,上一层塔板下降的液相组成部分回流操作时,上一层塔板下降的液相中易挥发组分组成,此时对应的塔板数称为下一层塔板上升的汽相组成;下一层塔板上升的汽相。中易挥发组分组成。16对一定的工艺条件,回流比增加,所需的理论塔板数操作时若增加回流比,塔顶馏出液中的易挥发组分浓度;对一定的精馏塔,塔底残液中难挥发组分浓度。17精馏塔操作时,若发现馏出液xD 下降,为使之合格,最简单的操作方法是。若既要提高xD,又不改变馏出液量D,则冷却水及加热蒸汽的消耗量。18对一块塔板,气液两相间的相对流向有和两种
6、类型。19精馏塔正常操作中存在着、等与设计意图相违背的现象。20操作时液泛(淹塔)产生的原因有(1)21塔板上气液接触状态有、两种。22塔顶蒸汽先进入分凝器,再进入全凝器,馏出液组成为发度为 2.5,回流液浓度为。( 2)、。三种,工程采用的是0.95(摩尔分率) ,若相对挥(二)选择题1蒸馏操作是利用均相混合液中各组分的不同,使得各组分得以分离。A、温度;B、挥发性能;C、溶解度;D、化学性质。2混合液中各组分的摩尔分率之和。A、大于 1;B、小于 1;C、等于 1;D、任意数。3理论塔板指的是互为平衡。A、进入该塔板的汽液两相; B、离开该塔板的汽液两相; C、进入该板的汽相与离开该板的液
7、相; D、进入该板的液相与离开该板的汽相。4按饱和液体设计的精馏塔,操作时D/F 、 R 等其它参数不变,仅将料液改为冷液进料,则馏出液中易挥发组分浓度,残液中易挥发组分浓度。A、提高,降低;B、降低,提高;C、提高,提高;D 、降低,降低。5精馏塔操作时,若D/F 、R 其它参数不变,仅进料中易挥发组分浓度忽然升高,由此会引起馏出液中易挥发组分浓度,残液中易挥发组分浓度。A、提高,降低;B、降低,提高;C、提高,提高;D、降低,降低。6精馏塔操作时,若将回流比增加,其它操作条件不变,中易挥发组分浓度 ,残液中易挥发组分浓度D/F 亦不变,由此会引起馏出液。A、提高,降低;B、降低,提高;C、
8、提高,提高;D、降低,降低。7精馏操作若采用全回流操作,可使物料得到。A、完全不分离;B、完全分离;C、最大限度的分离;D、最小限度的分离。8进料状态为时,精馏段下降的液体量比提馏段的多。A 、冷液;B、饱和液体;C、饱和蒸汽;D 、过热蒸汽。(三)是非题1精馏塔与等温吸收塔相同,全塔温度可认为不变。()2在进料组成不变的情况下,为提高馏出液中易挥发组分的浓度,精馏塔的精馏段塔板数应多些。()3理论塔板指的是进入该板的汽液两相组成互为平衡。()4在确定精馏塔理论进料板的位置时,当xn xF 时,第 n 块板为适宜进料板。 ()5在 t x-y 图上,当易挥发组分浓度为零时,所对应的泡点为难挥发
9、组分沸点。()6精馏段操作线的斜率随回流比增加而增大,全回流时操作线斜率无穷大。()7精馏所需的理论塔板数与原料的处理量多少无关。()8所谓恒摩尔流,就是说每一层塔板的上升蒸汽量与下降的液体量相等。()9为提高馏出液中易挥发组分浓度,精馏段的塔板数应多些。()10对精馏塔作物料衡算时,只能用摩尔单位。()11进料温度越高,其 q 值越小。()12精馏塔底的再沸器起到了一块理论塔板的分离作用。()13操作费用最小时,所对应的回流比为适宜回流比。()14精馏塔的操作压强越高,混合液就越容易分离。()15精馏塔内的温度随易挥发组分浓度增大而降低。()16在精馏塔内, 离开塔板的汽相中易挥发组分浓度总
10、是高于离开该板的液相中易挥发组分浓度。()(四)计算题1某连续精馏塔分离A 、 B 两元混合液。原料液中易挥发组分含量为45%,馏出液中易挥发组分含量为95%,残液中易挥发组分含量为3%(均为摩尔分率) 。从全凝器回流到精馏塔内的液体量为256kmol/h ,塔顶全凝器每小时冷凝356kmol蒸汽。试问:塔底残液量为多少kmol/h ?回流比为多少?回流液浓度为多少?2某连续精馏塔,其操作线方程分别为:精馏段y=0.75x+0.24提馏段y=1.25x-0.02若原料液为泡点进料,试求:回流比、馏出液、残液和原料液中易挥发组分的组成。3某连续精馏塔分离苯甲苯混合液。已知原料为泡点进料,xF=0
11、.44 ,xD=0.96,xW=0.024(均为摩尔分率) 。取操作回流比 R 为最小回流比的两倍,相对挥发度为2.5。试求:(1)实际回流比 R 为多少?( 2)写出精馏段操作线方程式。4在一连续精馏塔内分离A、 B 混合液。已知原料中A、 B 组分各含 50%(摩尔分率),饱和液体进料,原料液处理量为100kmol/h ,塔顶馏出液为50kmol/h ,精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15。试求:(1)精馏段内上升的蒸汽量和下降的液体量;( 2)写出提馏段操作线方程。5在一连续精馏塔内分离A、B 二元混合液。已知原料液为饱和液体,其中含易挥发组分为 50%(摩尔分率,下同) 。要求
12、馏出液中易挥发组分不低于90%,残液中不高于1%,实际回流比为最小回流比的两倍,操作条件下相对挥发度为2.4。试求:( 1)实际回流比;( 2)写出精馏段操作线方程; ( 3)若塔顶为全凝器,从塔顶向下数第二块理论塔板上升的蒸汽组成y2 为多少?6在一连续精馏塔内分离A、B 混合液。原料液中A、B 的摩尔分率各为 50%,饱和蒸汽进料,馏出液量和残液量都为50kmol/h 。提馏段操作线方程为y=1.5x-0.1,试求:(1)写出精馏段操作线方程; ( 2)若相对挥发度为2.4,试求离开提馏段最下面一层理论塔板的液相组成。蒸馏复习参考答案(一)填充题1.挥发能力2.容易3.容易蒸馏2.25xy11.25x5.低 高 升高6.5007.离开8.接近重合y=x9.升高变大增加10.气液混合0.25 0.75气液混合0.412.液相浓度气相浓度精馏段和提留段操作性交点13.加料板最少14.y=x最小理论塔板数15.等于小于16.减小增大 升高17.增大回流比增大18.逆流错流19.液沫夹带液漏液泛20.气或液流量过大气体夹带过量液体21.泡沫喷射 鼓泡泡沫喷射22. 0.88(二)选择题