華東理工大學 化工原理 白皮書答案 第九章lx01

1、 精餾章練習精餾章練習 一、是非題一、是非題1a、b兩組分液體混合物，用蒸餾方法加以分兩組分液體混合物，用蒸餾方法加以分離，是因為離，是因為a沸點低于沸點低于b沸點，所以造成揮發(fā)度差沸點，所以造成揮發(fā)度差異。異。 （ ）2如如xf相同，且平衡蒸餾所得液相組成相同，且平衡蒸餾所得液相組成x與簡單與簡單蒸餾的終了液相組成蒸餾的終了液相組成x相同，則簡單精餾所得氣相相同，則簡單精餾所得氣相 y必大于平衡蒸餾的必大于平衡蒸餾的y。 （ ）3恒摩爾流假定主要前提是分子汽化潛熱相近，恒摩爾流假定主要前提是分子汽化潛熱相近， 它只適用于理想物系。它只適用于理想物系。 （ ）4若過熱蒸汽狀態(tài)進料，若過熱蒸汽狀

2、態(tài)進料，q線方程斜率線方程斜率0。 （ ）y練習七練習七 解答解答一、一、1(有恒沸物時不成立有恒沸物時不成立) 2 3 4，01, 0 qqq5操作中的某連續(xù)精餾塔，若其它條件不變，操作中的某連續(xù)精餾塔，若其它條件不變，僅將加料板從最佳位置上移兩塊，則僅將加料板從最佳位置上移兩塊，則xd下降，下降，xw 下降下降 。 （ ）6圖解法求理論板數(shù)時圖解法求理論板數(shù)時nt與下列參數(shù)：與下列參數(shù)：f，xf， q，r，xd，xw中的中的無關(guān)。無關(guān)。 （ ）7設(shè)計時若設(shè)計時若f，xf ，xd，xw， 均一定，若將進料均一定，若將進料從從q=1變?yōu)槔湟哼M料，則變?yōu)槔湟哼M料，則nt減少。減少。 （ ）8若精

3、餾段操作線方程為若精餾段操作線方程為y=0.75x+0.3，這絕不，這絕不可能?？赡堋?（ ）v567，r變小了變小了8, ，得，得r=3, 得得xd=1.275. 01 rr3 . 01 rxd9某連續(xù)精餾塔設(shè)計時，回流比某連續(xù)精餾塔設(shè)計時，回流比r一定，如將原一定，如將原來泡點回流改為冷液回流，其它設(shè)計條件來泡點回流改為冷液回流，其它設(shè)計條件不變，不變，則所需理論板數(shù)減少則所需理論板數(shù)減少 。 （ ）10操作中靈敏板操作中靈敏板t上升，意味著上升，意味著xd下降，減少下降，減少可保持原可保持原xd值。值。 （ ）11. 在多組分精餾中，規(guī)定分離要求時，塔頂、塔在多組分精餾中，規(guī)定分離要求時

4、，塔頂、塔底產(chǎn)品中的各組分濃度可以全部規(guī)定。（底產(chǎn)品中的各組分濃度可以全部規(guī)定。（ ）12. 在多組分精餾中，同樣的進料，對不同的分離在多組分精餾中，同樣的進料，對不同的分離方案而言，關(guān)鍵組分是不同的。方案而言，關(guān)鍵組分是不同的。 （ ）v910. 若若r不變，不變， 就減少就減少11. 12. fd二、填空題二、填空題 1簡單蒸餾與平衡蒸餾的主要區(qū)別簡單蒸餾與平衡蒸餾的主要區(qū)別是是 , 簡單蒸餾與間歇蒸餾的主要簡單蒸餾與間歇蒸餾的主要區(qū)別是區(qū)別是 。 2已知已知q=1.1，則加料中液體量與總加料量的比，則加料中液體量與總加料量的比是是 。 3理想物系的理想物系的=2，在全回流下操作。已知某理

5、，在全回流下操作。已知某理論板上論板上yn=0.5，則，則yn+1= 。4試比較直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱。試比較直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱。（,=,） xf,xd,r,q,d/f相同相同, 則則nt間間 nt直直，xw間間 xw直直； xf,xd,r,q,xw相同相同,則則nt間間 nt直直,(d/f)間間 (d/f)直直；二、二、1間歇與連續(xù)定態(tài)；瞬時單級平衡與多級平衡間歇與連續(xù)定態(tài)；瞬時單級平衡與多級平衡213 0.333，4 nt間間xw直直； nt間間nt直直，(d/f)間間(d/f)直直 5 . 025 . 0)1(nnnyyx 5某某a、b混合物汽、液混合物汽、液 關(guān)系如圖。關(guān)系

6、如圖。 比較比較t1 t2，t3 t4； 用精餾方法將用精餾方法將a、b分離，分離， r充分大，采出率有利于分充分大，采出率有利于分 離，離，nt=， 當當xf=0.4時，塔頂產(chǎn)品是時，塔頂產(chǎn)品是 ，塔底產(chǎn)品是，塔底產(chǎn)品是 ；當當xf=0.8時，塔頂產(chǎn)品是時，塔頂產(chǎn)品是 ，塔底產(chǎn)品是，塔底產(chǎn)品是 。（a，b，ab）5t1t4;xa0; xa0.6; xa1; xa0.66操作中，若操作中，若 下降，而回流量和進料狀態(tài)下降，而回流量和進料狀態(tài)(f，xf，q)仍保持不變，則仍保持不變，則r ，xd ，xw ， 。7芬斯克方程的應(yīng)用條件是什么？芬斯克方程的應(yīng)用條件是什么？若若xw=0.01，已知，已

7、知xd1=0.9時為時為nt，min1，xd2=0.99時時為為nt，min2，則，則nt，min2與與nt，min1的比值為的比值為 。8操作中精餾塔若采用操作中精餾塔若采用rrm，其它條件不變，其它條件不變，則則xd ，xw 。9操作時，若操作時，若f，d，xf，q，加料板位置，加料板位置，r不不變，而使操作的總壓減小，則變，而使操作的總壓減小，則xd ，xw 。vvl/6l不變，不變，d， 不變，不變，w ；7全回流，全回流，差別不大差別不大8xd，xw9p，xd，xwl35. 1)01. 099. 01 . 09 . 0ln()01. 099. 001. 099. 0ln(1min2m

8、in ttnn10v汽中含有汽中含有a，b，c，其中含，其中含a30%(mol%)，上層供回流，下層作產(chǎn)品，兩層組成如下：上層供回流，下層作產(chǎn)品，兩層組成如下： 上層：上層：a，45%；b，10%；c，45%； 下層：下層：a，3%； b，90%；c，7%；則：則： 回流比回流比= ； v汽中汽中b含量含量= %。108 . 13 . 045. 003. 03 . 0 yxxydlrld11 rxxrrydblbb386. 08 . 29 . 01 . 08 . 28 . 1 三、用精餾分離某水溶液，水為難揮發(fā)組分，進三、用精餾分離某水溶液，水為難揮發(fā)組分，進料料f=1kmol/s, xf=0

9、.2 (mol%,下同下同)，以飽和液體狀，以飽和液體狀態(tài)加入塔中部，塔頂采出量態(tài)加入塔中部，塔頂采出量d=0.3kmol/s, xd=0.6, r=1.2rmin, 系統(tǒng)系統(tǒng)=3，塔釜用飽和水蒸氣直接通入，塔釜用飽和水蒸氣直接通入加熱。加熱。試求：試求： 回流比；回流比； 蒸汽通入量；蒸汽通入量； 提餾段操作線；提餾段操作線； 設(shè)計時，若設(shè)計時，若nt=，為達到題給的為達到題給的xd，d，塔釜塔釜xw的最大值為多少？的最大值為多少？三、解：三、解：(1) q=1，xe=xf=0.2, r=1.20.75=0.9(2)(3)429. 02 . 0212 . 03)1(1 eeexxy 75.

10、02 . 0429. 0429. 06 . 0min eeedxyyxr drvvs)1(skmol /57. 03 . 0)19 . 0( vwxxvlyw swxxsfrdw sdfdxfxxdfw 0158. 057. 03 . 016 . 03 . 02 . 0 提餾段操作線提餾段操作線(4)在在nt=時時, r=0.75, s=(r+1)d=1.750.3=0.5250351. 0228. 257. 03 . 057. 0157. 013 . 09 . 0 xxy01633. 0525. 03 . 016 . 03 . 02 . 0 sdfdxfxxdfw 四、某精餾塔用于分離苯四、

11、某精餾塔用于分離苯-甲苯混合液甲苯混合液,進料量進料量f30kmol/h，其中苯的摩爾分率，其中苯的摩爾分率xf=0.5。進料為。進料為汽液混合物，汽液比為汽液混合物，汽液比為 2：3，要求塔頂、塔底產(chǎn)，要求塔頂、塔底產(chǎn)品中苯的摩爾分率分別為品中苯的摩爾分率分別為xd=0.95，xw=0.10，采，采用回流比為最小回流比的用回流比為最小回流比的1.5倍，操作條件下可取倍，操作條件下可取系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度=2.45。試求：試求：(1) 塔頂、塔底的產(chǎn)品量；塔頂、塔底的產(chǎn)品量； (2) 最小回流比最小回流比rmin； (3) 精餾段和提餾段操作線方程；精餾段和提餾段操作線方程

12、； (4) 若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，求離開第二塊板（自塔頂向下數(shù)）蒸汽和液體的求離開第二塊板（自塔頂向下數(shù)）蒸汽和液體的組成。組成。四、解：四、解：(1) w=f-d=30-14.12=15.88kmol/h(2) ， q線線相平衡相平衡兩式聯(lián)立兩式聯(lián)立得得 2.1750 x2+2.1375x -1.25=0hkmolxxxxfdwdwf/12.141 . 095. 01 . 05 . 030 6 . 0233 q25. 15 . 14 . 05 . 04 . 06 . 011 xxqxxqqyfxxxxy45. 1145. 2)1(1 xxx45. 1145. 225. 15 . 1 得得 xe=0.412，ye=0.632(3) r=1.51.445=2.17精餾段操作線精餾段操作線 =0.684x+0.300提餾段操作線提餾段操作線 =1.485x-0.04847445. 1412. 0632. 0632. 095. 0min eeedxyyxr17. 395. 017. 317. 211 xrxxrrydfqrwxxfqdrqf