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1、学习必备欢迎下载第 9 章 液体精馏内容小结气液相平衡物料衡算全塔物料衡算精馏段操作线提馏段操作线交点轨迹 q线相平衡方程热量衡算简化：恒摩尔流假设（无加料无出料板）求q值（加料板）B() Q()VDLDVWLWV IIV IIc冷凝器 Q再沸器设计型计算图解法逐板计算法捷算法方法参数选择压力加料位置加料热状态回流比minDeeexyRyx1nnyx全回流精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载复习题1 蒸馏概述蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合
2、物中的难挥发组分例：蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。答：均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统精馏操作压力的选择减压蒸馏：降低了液体的沸点。应用场合：分离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系（避免采用高温载热体） 。加压蒸馏：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。应用场合：分离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa 时，冷凝温度约为50,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。2 双组分溶液的气液相平衡例： 当混合物在 t-x-y 图中的气液共存区内时，气液两相温度，但气相组
3、成液相组成，而两相的量可根据来确定。答 : 相等，大于，杠杆规则例：当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。答：大于例：双组分溶液的相对挥发度 是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若 =1表示。物系的 值愈大，在 x-y图中的平衡曲线愈对角线。答：易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离，远离理想溶液的含义例：理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性例：精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低时，系统的相对挥发度( )，溶液的泡点( )，塔顶蒸汽冷凝温度 ( )。答：增大，减
4、小，减小3 平衡蒸馏与简单蒸馏4 精馏例：精馏塔的作用是。答：提供气液接触进行传热和传质的场所。例：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为 _，其作用是。答：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分例：离开理论板时， 气液两相达到状态，即两相相等，_互成平衡。 答: 平衡温度组成例 ： 精 馏 塔 的 塔 顶 温 度 总 是 低 于 塔 底 温 度 ， 其 原 因 有 （ 1 ）和（2）。答 : 塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶加料热状态参数q的计算例：已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2，易挥发组分的摩尔分数
5、为0.3，则 q=_。答： 0.4(q=2/(3+2)=0.4) 例：精馏塔有进料热状况， 其中以进料 q值最大，进料温度 _泡点温度。 答: 五种冷液体小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载于对于不同的进料热状况，xq、yq与xF的L与L, V与V的关系为（ 1）冷液进料： xq xF，yq xF，q1,LL+F, V V；（ 2）饱和液体进料：xqxF，yq xF； q 1, L L+F, V=V；（ 3）气液混合物进料：xq xF，yqxF 0q1, LL, V V；（ 4）饱和蒸汽进料：xq x
6、F， yq xF； q=0, L=L, V=V+F；（ 5）过热蒸汽进料：xqxF，yqxF； q0, LL, V V+F；操作线方程例：某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172 ，且塔顶产品量为100 kmol/h ，则馏出液组成Dx_, 塔顶上升蒸汽量V_。答： 0.86， 500 kmol/h 例：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于_，馏出液流量等于，操作线方程为。答 : 零yn+1=xn例：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及 y2,x2（自塔顶开始计数), 则它们的大小顺序为。答 : y1 y2x1x2例：
7、精馏的两操作线都是直线，主要是基于恒摩尔流假设5 双组分精馏的设计型计算例：精馏过程回流比R 的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而 R= 时，所需理论板数为。答案: DL全回流Rmin 例：完成某分离任务需理论板数为NT=7（包括再沸器） ，若 ET=50%，则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（）答：12 层（ 7-1）/0.5=12 例：在精馏操作中，若进料位置过高，会造成釜残液中易挥发组分含量增高。例：精馏塔采用全回流时，其两操作线与对角线重合最优加料位置精馏计算中，以下说法正确的是_。A.再沸器算一块理论板B.分凝器算一块理论板C.加料板算
8、一块理论板答： A、B 6 双组分精馏的操作型计算操作条件变化对产品质量的影响例：操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因，再沸器中加热蒸汽压力下降而使提馏段上升蒸汽流量V下降，而进料热状况q、浓度 xF及进料量 F不变，同时回流量L恒定，则馏出液浓度xD及流量 D、残液浓度 xW的变化趋势为：xD_、D_、xW_。 (变大 ,变小 ,不变 ,不确定 ) 答： xD增大、 D减小、 xW增大解： D=F-W F VLLqFLWDVLW不变不变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载/LVL V不变 减小
9、/()1/(1/)LDL VLLDDL不变 减小假设 xD减小，则xW减小，此时塔板数将小于实际板数，假设不成立；同理，xD不变也不成立，所以xD增大，xW也增大。精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V（） ，馏出液组成xD( ),釜残液组成 xW( ).答：增加增加减小精馏塔的设计中，若进料热状况由原来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（） ，提馏段下降液体流量（） 。答：减小增加7 间歇精馏、恒沸精馏与萃取精馏间歇精馏间歇精馏往往采用填料塔间歇精馏为一非定态过程间歇精馏时全塔均为精馏段为保持间歇精馏时馏出液组成恒定，其回流比应
10、不断增大为保持间歇精馏时回流比成恒定，其馏出液组将不断减小计算题1. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分数，下同)，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.02，泡点进料，物系的平均相对挥发度为3。试求：(1) 每获得 1 kmol/h 馏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。所用知识点 全塔物料料衡算、最小回流比、提馏段操作线方程解： (1) 求当 D1kmol/h 时的 F已知 xF=0.6，xD 0.9，xW 0.02，D1 kmol/h
11、 ，由全塔物料衡算可得WWDF1(a) WDFxWxDxF即WW02.09 .0116.0(b) 联立式 (a)、(b)得： W0.52 kmol/h ，F1.52 kmol/h 。(2) 求 R/Rmin因系泡点进料q 1，则 xqxF0.6。由相平衡方程3 0.60.818111 20.6qqqxyx376. 06 .0818.0818.09 .0minqqqDxyyxR99. 3376.05 .1/minRR(倍) (3) 求上升到加料板上的气相组成因加料板是提馏段第一层板，故所求量为y25 .115.1DRLkmol/h 泡点进料q1，已知 F1.52 kmol/h ，W 0.52 k
12、mol/h ，xW 0.02，x1 0.6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载提馏段操作线方程为1mmWLqFWyxxLqFWLqFW代入已知量11. 51. 5 20. 5 20. 0 21. 51. 5 20. 5 21. 51. 5 20. 5 2mmyx，即11. 2 0 80. 0 0 4 1 6mmyx所以721.000416.06.0208.100416.0208.112xy2. 在一双组分连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程为271.0715.0xy；q 线方程为91.081.2xy，求
13、： (1) 回流比及进料热状况参数；(2) 馏出液及原料液组成；(3) 若回流比为3，测得从精馏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汽组成为0.86，则此时的馏出液组成又为多少？解： (1) 求回流比R 和进料热状况参数q 由精馏段操作线方程：111DnnxRyxRR有：715.01RR解得： R2.51 由 q 线方程：11Fxqyxqq有：81.21qq解得： q1.55 (2) 求馏出液组成xD，原料液组成xF由精馏段操作线方程有：271.01RxD解得：0.951Dx由 q 线方程有：91.01qxF解得：0.501Fx(3) 若3R，精馏段230.82,0.86xy，求Dx精馏段操作线方程为：111DnnxRyxRR所以30.860.82313 1Dx解得：98.0Dx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
