化工原理習題蒸餾答案

1、八、一、填空題1、蒸儲是用來分離均相液體混合物 的單元操作。2、含乙醇12% （質(zhì)M百分數(shù)）的水溶液，其乙醇的摩爾分率為%3、蒸儲操作是借助于液體混合物中各組分揮發(fā)度 的差異而達到分離的目的。4、進料板將精儲塔分為精一段和乙5、理想溶液的氣液相平衡關系遵循 拉烏爾定律 6、當一定組成的液體混合物在恒這一總壓下，加熱到莫一溫度，液體出現(xiàn)第一個氣泡，此溫度稱為該液體在指定總壓下的泡點溫度，簡稱泡點。7、在一定總壓下準卻氣體混合物，當冷卻到莫一溫度，產(chǎn)生第一個液滴，則此溫度稱為混合物在指定總壓下的露點溫度，簡稱露點8理想溶液中各組分的揮發(fā)度等于其 飽和蒸氣壓 o9、相對揮發(fā)度的大小反映了溶液用蒸偏分

2、離的難易程度 10、在精儲操作中，回流比的操作上限是全回流11在精儲操作中，回流比的操作下限是最小回流比12、表示進料熱狀況對理論板數(shù)的影響的物理M為進一13、q值越大，達到分離要求所需的理論板數(shù) 14、精儲塔中溫度由下而上沿塔高的變化趨勢為逐漸降低 15、當分離要求一定，回流比一定時，在五種進料狀況中，及逶進料的q值最大，此時，提謂段操作線與平衡線之間的距離量遠 分離所需的總理論板數(shù) o16、精儲過程是利用部分冷凝 和部分汽化 的原理而進行的。精儲設計中，回流比越大，所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現(xiàn)先降后升的變化過程。17、精儲設計中，當回流比增

3、大時所需理論板數(shù) 減小（增大、減?。?，同時蒸儲釜中 所需加熱蒸汽 消耗M型上（增大、減?。?塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗M 遨?。ㄔ?大、減?。?，所需塔徑 型上（增 大、減小）18、分離任務要求一定，當回流比一定時，在5種進料狀況中,冷液體 進料的q值最大，提偏段操作線與平衡線之間的距離最遠，分離所需的總理論板數(shù).最少。19、相對揮發(fā)度a =1，表示不能用 普通精株分離 分離，但能用萃取精謂或恒沸精 儲分離。20、莫二元混合物，進料M為100kmol/h , Xf=，要求得到塔頂xd不小于，則塔頂最大 產(chǎn)M為kmol/h 。21、精儲操作的依據(jù)是混合液中各組分的揮發(fā)度差異,實現(xiàn)精儲操作的必要條件包

4、括塔頂液相回流和塔底上升蒸氣。22、對于均相物系，必須造成一個兩相物系才能將均相混合物分離。蒸謂操作采用改變狀態(tài)參數(shù)的辦法（如加熱和冷卻）使混合物系內(nèi)部產(chǎn)生出第二個物相（氣相）。23、溶液中各組分的揮發(fā)度v可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率來表示，即Va=PaXaVb=Pb/Xb24、溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比為相對揮發(fā)度。具表 達式有：a =V a/V B= （ Pa/X a） / （ Pb/X b） =y AXB/y bXa25、氣液兩相呈平衡狀態(tài)時，氣液兩相溫度相同，但氣相組成大于液液組成：平氣液兩相組成相同，則氣相露點溫度U液相泡點溫度。26、精微過

5、程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理進行的,精儲操作的依據(jù)是混合物中各組分揮發(fā)度的差異，實現(xiàn)精播操作的必要條件包括塔頂液相同流和塔底 生上升蒸汽。精僚塔中各級易揮發(fā)組分濃度由上至下逐級降低：27、精儲塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，原因之一是：塔頂易揮發(fā)組分濃度高于塔 底，相應沸點較低；原因之二是:存在壓降使塔底壓力高于塔頂，塔底沸點較高。28、當塔板中離開的氣相與液相之間達到相平衡時，該塔板稱為理論板。29、精儲過程中，再沸器的作用是提供一定M的上升蒸汽流，冷凝瞿的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證由適宜的液相回流。30、在一定操作條件下，精謂段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組成xn與其相鄰的下一

6、層板（第n+1層板）上升蒸汽相組成yn+1之間的關系。在Xy坐標上為宜線，斜率為 R/R+1 ;截距為Xd/R+1 0 31、在一定操作條件下，提偏段內(nèi)自任意第m層板下降的液相組成xm與其相鄰的下一 層板（第m+1 層板）上升蒸汽相組成 ym+之間的關系。L除與L有關外，還受 講料 乙和講料熱狀況 的影響。32、實際操作中，加入精儲塔的原料液可能有五種熱狀況：（1）溫度低于泡點的冷液 體：（2）泡點下的飽和液體；（3）溫度介于泡點和露點的氣液混合物；（4）露點下的 飽和蒸汽；（5）溫度高于露點的過熱蒸汽。33、R=L/Dm ,操作線與對角線重合，操作線方程丫尸紗,達到給定分離程度所需理論 板層

7、數(shù)最少為Nnin o34、精儲設計中，當回流比增大時所需理論板數(shù)減少時蒸偏釜中所需加熱蒸汽消耗M增加，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗M增加，操作費用相應增加，所需塔徑增大。35、精儲操作時，若F、D Xf、q、R、加料板位置都不變，將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成Xd變大。36、精儲設計中，回流比愈大，操作能耗愈大著回流比逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現(xiàn)先減小后增大的過程37、理想溶液是指各組分在全濃度范圍內(nèi)都服從39、簡單蒸偏過程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度拉烏爾定律的溶液。逐漸降低,其沸點則逐漸40、已知q=,則加料中液體M與總加料M的比是 TOC o 1-5 h z 1。莫精儲塔設計時，

8、若將塔釜由原來簡介蒸汽加熱改為宜接蒸汽加熱，而保持Xf, D/F,q,R ,xd不變，則W/F將變X, Xw將減小,提偏段操作線斜率將 不變,理論板數(shù) 將增加。41、莫二元物系，相對揮發(fā)度 a=,對n,n-1兩層理論塔板，在全回流條件下，已知Xn=,貝 I yn-1 =142、在進行連續(xù)精儲操作過程中，隨著進料過程中輕組分組成減小，塔頂溫度逐漸升高，塔底釜液殘液中輕組分組成減小。43、操作中的精謂塔，若增大回流比，其他操作條件不變，貝u精偏段的液氣比_增大,塔頂偏出液組成變大。44、若莫精儲過程需要16塊理論塔板（包括再沸器）具填料的等板高度為，則填料層 有效高度為_8m o 45、莫精謂塔塔

9、頂上升蒸汽組成為 y,溫度為T,經(jīng)全凝器冷凝到泡點溫度t,部分回流液入塔，其組成為 X,則y工T _t 46、現(xiàn)設計一連續(xù)精儲塔，保持塔頂組成 Xd和輕組分回收率不變，若采用較大的回流 比，則理論塔 板數(shù)將 9 ,而加熱蒸汽的消耗M將 增大；若進料中組成變 輕，則進料位置應 上移 使xd和輕組 分回收率不變，若將進料物流給增大，則理論塔板數(shù)將增多，塔底再沸器熱負荷將減少。二、選擇題1理想溶液的特點是：相同分子間的作用力（ B ）不同分子間作用力。A:大于B :等于C :小于D:不能確定2實驗表明，當由兩個完全互溶的揮發(fā)性組分所組成的理想溶液，其氣液平衡關系服從（C ）。A:亨利定律B :費克定

10、律C:拉烏爾定律D :牛頓粘性定律 TOC o 1-5 h z 3、雙組分理想溶液的t-x-y圖中，下方曲線稱為（B）。A:飽和蒸氣線B :飽和液體線C :飽和蒸氣壓線D :露點線4、關于理論板理列說法錯誤的是（C ）A:理論板可作為衡M實際塔板分離效率的依據(jù)和標準。B:離開理論板的氣、液兩相互成平衡。C:實際塔板即為理論板，二者之間無區(qū)別。D理論板為假想板，實際并不存在。5、關于恒摩爾流假定，下列說法中正確的是（D ）A :恒摩爾流假定在任何條件下均可成立。B :恒摩爾氣化是指精偏段上升蒸氣摩爾流M與提偏段上升摩爾流M相等。C :恒摩爾流假定是指精偏段上升蒸氣摩爾流M與下降液體摩爾流M相等。

11、D油恒摩爾流假定可知，精偏段上升蒸氣和下降液體有如下關系：Li=L=-=L , M=M= ? = V6、下列關于相對揮發(fā)度的說法中正確的是（ A ）A:相對揮發(fā)度的大小，反映了溶液用蒸偏分離的難易程度。B : a =1的溶液稱為恒沸物。C : a越大，溶液越容易分離。D: a越小，溶液越容易分離。7、關于精謂原理的敘述錯誤的是（A:精儲過程是簡單蒸偏的重復過程。B:要維持精謂操作的高純度分離，塔頂必須得設全凝器。C:要維持精謂操作的高純度分離，塔底必須得設再沸器。D:有液相回流和氣相回流，是精儲過程的主要特點。8二元溶液連續(xù)精儲計算中，進料熱狀況的變化將引起以下線（A:提儲段操作線與q線B:平

12、衡線C:平衡線與精儲段操作線D:平衡線與q線 TOC o 1-5 h z 9、連續(xù)精謂塔的操作中若采用的回流比小于原回流比，貝 U （D ）A: Xd增大，Xw增大B: Xd減小，Xw減小c： Xd增大，Xw減小D: Xd減小，Xw增大10、提儲段溫控是指將靈敏板取在提儲段的莫層塔板處，若靈敏板溫度降低，則要使塔釜產(chǎn)品合格，應采取的調(diào)節(jié)手段為（B ）A:適當增大回流比B :適當減小回流比C:適當增大再沸器的加熱M D :適當減小再沸器的加熱M11、在精儲操作中當進料M大于出料M時，會引起（A ）A:淹塔B :塔釜蒸干C :漏液D :返混12、關于恒沸精儲和萃取精謂下列說法錯誤的是（C ）A :

13、這兩種方法都是在被分離的混合液中加入第三組分。B :這兩種方法都是分離相對揮發(fā)度 a =1的恒沸物或相對揮發(fā)度過低的混合液。C:這兩種方法在被分離的混合液中加入第三組分后，都能形成有明顯界面的兩相。D:所選取的第三組分的熱穩(wěn)定性較好。13、依據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)度的差異，使混合液中各組分達到一定程度的分離的操作叫（B ）.A:吸收B :精儲C :液-液萃取D :干燥14、關于理想溶液，下列說法中錯誤的是（C）A :理想溶液中相同分子與相異分子間的作用力相等。B:理想溶液在混合過程中無容積效應。C:理想溶液在混合過程中有熱效應。D:理想溶液符合拉烏爾定律。15、精偶操作中，若進料組成、流M和

14、氣化率不變，增大回流比，則精偏段操作線方程的斜率（aA :增加B:減小C :不變D :不能確定16全回流時，理論塔板數(shù)為（A: 0:NUD:不能確定17、間歇蒸儲和平衡蒸儲的主要區(qū)別在于（A:前者是一次部分氣化，后者是多次部分氣化B:前者是穩(wěn)態(tài)過程，后者是不穩(wěn)態(tài)過程C:前者是不穩(wěn)態(tài)過程，后者是穩(wěn)態(tài)過程D:不能確定18、當增大操作壓強時，精偏過程中物系的相對揮發(fā)度（B ）。A:增大B :減小C :不變D :不能確定19、精儲塔的塔底溫度總是（A ）塔頂溫度。A:高于B :低于C :等于D :小于等于20、關于x-y圖，下列說法中錯誤的是（D）A:平衡曲線偏離參考線愈遠，表示該溶液愈容易分離。B:

15、平衡曲線總是位于參考線上方C:當總壓變化不大時，外壓對平衡曲線的影響可以忽略。D:平衡曲線離參考線愈近，表示該溶液愈容易分離。21、操作中的精謂塔，保持進料MF、進料組成Xf、進料熱狀況參數(shù)q、塔釜加熱M不變，減少塔頂偏出MD,則塔頂易揮發(fā)組分回收率（A）變大（B）變小（C）不變（D）不確定22、操作中的精謂塔，保持 F、Xf、D不變，若采用的回流比 RvRmin則X。BXwA 二（A）變大（B）變?。–）不變（D）不確定A ：1B 1:C 1,1D :123、已知q=,則加料中液體M與總加料M之比為_C/24、精儲中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰

16、當?shù)恼f法是_D oA液相中易揮發(fā)組分進入汽相；B汽相中難揮發(fā)組分進入液相；C液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時進入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D液相中易揮發(fā)組分進入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進入液相必定同時發(fā)生。25、莫二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成 Xa二，相應的泡點為3與之相平 衡的汽相組成 yA=,相應的露點為t/則AA t 1=t 2B t 1t 2 D不確定26、莫二元混合物，進料M為 100kmol/h , Xf=,要求得到塔頂Xd不小于，則塔頂最大 產(chǎn)M為B oA 60kmol/h B h C 90kmol/h D不能定27、精儲操作時，若F、D Xf、q、R、加料板位置都不

17、變，而將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成Xd變化為A變小B變大C不變D不確定 28、在一二元連續(xù)精儲塔的操作中，進料M及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度_A,塔頂?shù)头悬c組分濃度 B,塔底溫度 ,塔底低沸點組分濃度AA升高B下降C不變D不確定29、莫二元混合物,=3）全回流條件下Xn=）則yn-1 =A BC D30、莫二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成 Xa=,相應的泡點為3氣相組成為大,相應 的露點組成為t2,則B OA t 1=t 2Bt It 2D不能判斷31、莫二元混合物，=3 ,全回流條件下Xn=,則yn-i= D_A BC D32、精偏的操作線是宜線

18、，主要基于以下原因_D o理想物系A理論板假定恒摩爾流假設C塔頂泡點回流33、莫篩板精儲塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應米取的措施是B oA塔板受腐蝕，孔徑增大，產(chǎn)生漏液，應增加塔釜熱負荷B篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應降低負荷操作C塔板脫落，理論板數(shù)減少，應停工檢修D(zhuǎn)降液管折斷，氣體短路，需更換降液管34、二元溶液連續(xù)精儲計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化BoA平衡線B操作線與q線C平衡線與操作線D平衡線與q線35、精儲塔設tf時，若F, x f, x d,x W V （塔釜上升蒸汽M）均為定值，將進料狀況從q=l改為ql,則理論板數(shù)（C

19、 ）,塔頂冷凝器熱負荷（A ）,塔釜再沸 器熱負荷（B ）A減少B不變C增加D不確定36、 精儲中引入回流，下降的液相與上升的氣相發(fā)生傳質(zhì)，使上升中的易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當?shù)恼f法是由于DoA.液相中易揮發(fā)的組分進入氣相B.氣相中難揮發(fā)的組分進入液相C.液相中易揮發(fā)的組分和難揮發(fā)組分同時進入氣相，但其中易揮發(fā)組分較多D.液相中易揮發(fā)組分進入氣相和氣相中難揮發(fā)的組分進入液相的現(xiàn)象同時發(fā)生37、精（過程的操作線為宜線，主要基于B oA.塔頂泡點回流B.恒摩爾流假定C.理想物系D.理論版假定 TOC o 1-5 h z 38、二元連續(xù)精儲計算中。進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化BoA.平衡線B.

20、操作線和q線C.平衡線和操作線D.平衡線與q線由A、B兩組分組成的理想溶液。在 120C下兩組分的飽和蒸汽壓分別是 P=120kPaPB=48kPa具相對揮發(fā)度為_Do_、相對揮發(fā)度為3AB=2的雙組分混合物，當氣相與液相達到 平衡時，兩相間組成的關系是Ao x A B. .y A 0;泡點進料，q= 1 ；氣液混合進料,Ov qv 1 ; 露點進料,q= 0;過熱蒸氣進料，qv 0。6、 q值的物理意義是什么？答：q值的物理意義：將1kmol原料變成飽和蒸汽所需的熱M與原料的摩爾汽化熱之間的比值關系，其在數(shù)值上等于進料中液相所占的分率。7、在進行精儲塔的設計時，若將塔釜間接蒸氣加熱改為宜接蒸

21、氣加熱，而保持進料組 成及熱狀況、塔頂采出率、回流比及塔頂儲出液組成不變，則塔釜產(chǎn)品M和組成，提儲段操作線的斜率及所需的理論板數(shù)如何變化？答：在上述條件下，塔釜產(chǎn)品M增加，組成減小，提謂段操作線斜率不變，所需的理論板數(shù)增加。分析：在X d、D/F、Xf、R已定時，兩種蒸氣加熱時的操作線位置相同，區(qū)別只是宜接蒸氣加熱的提儲段操作線將原間接加熱的提儲段操作線延長至y0的x軸上，其交點為宜接蒸氣加熱時的塔底組成，故梯級線也應同時跨越新的xw而略有增加，Dx這是因為宜接蒸氣的稀釋作用，需稍增加塔板層數(shù)回收輕組分。由于一D恒)空，當Xw降低時，店(ixw必然增加F FXf8什么是理論板？說明理論板與實際

22、塔板的關系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液相組在達到平衡的塔板。理論板和實際塔板間存在如下關系：9、什么叫理論板？說明理論板與實際塔板間的關系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液體組成達到平衡的塔板。理論板與實際塔板間存在如下關系：在精儲生產(chǎn)中，將靈敏板取在精儲段莫層塔板處，發(fā)現(xiàn)靈敏板溫度升高，請說明此時會對塔頂產(chǎn)品什么影響？應采取什么手段進行調(diào)節(jié)？答：靈敏板溫度升高，則塔頂產(chǎn)品組成 XD下降，應采取增大回流比的方法進行調(diào)節(jié)。精儲塔在一定條件下操作時，試問將加料口向上移動兩層塔板，此時塔頂和塔底產(chǎn)品組成將有何變化？為什么？答：當加料板從適宜位置向上移兩層板時，精儲段理論板層數(shù)減少，在其它條件不

23、變時，分離能力下降，xD J,易揮發(fā)組分收率降低，xw T精儲塔在一定條件下操作，試問：回流液由飽和液體改為冷液時，塔頂產(chǎn)品組成有何變化？為什么？答：從泡點回流改為冷液回流時，xD To其原因是：冷液回流至塔頂時，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟?。冷凝部分中含難揮發(fā)組分較大，使氣相易揮發(fā)組分增濃。同時，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，這也有利于分離。為什么精謂操作需要塔頂回流？答：主要是為了保持塔內(nèi)下降的液流，使精儲塔保持穩(wěn)定操作。簡單蒸儲與精擁有什么相同和不同？、答：它們同屬蒸儲操作。簡單蒸儲是不穩(wěn)定操作，只能得到一種產(chǎn)品，產(chǎn)品無需回流，產(chǎn)M小。精

24、謂是復雜的蒸儲，可以是連續(xù)穩(wěn)定過程，也可以是間歇過程。精謂在塔頂、底可以獲得兩種產(chǎn)品。精儲必須有回流。15、一套完整的精儲裝置，由由哪幾個部分構(gòu)成？答：主體是精儲塔，塔底有再沸器，塔頂有冷凝器，產(chǎn)品貯槽以及加料裝置。16、精儲塔進料的熱狀況對提儲段操作線有何影響？答：進料的熱狀況不同，q值及q線的斜率也不同，故q線與精謂段操作線的交點亦因 進料熱狀不 同而變動，從而提謂段操作線的位置也就隨之而變動。17、精儲塔進料M對塔板層數(shù)有無影響？為什么？答：無影響。因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參數(shù)是x , x , x , R和q。而進料M的改變對上述參數(shù)都無影響，所以對塔板數(shù)無影響。18

25、、精儲操作中，加大回流比時，對塔頂產(chǎn)品有何影響？為什么？答：當精謂塔的塔板數(shù)已固定，若原料的組成及其受熱狀況也一定時，則加大回流比R可以提高產(chǎn)品的濃度（因操作線改變），但由于再沸的負荷一定（即上升蒸汽V 一定），此時R加大會使塔頂產(chǎn)M下降因V= （R+1） D,而RT則DJ,即降低塔的生產(chǎn)能力。19、用一般的精儲方法，能否得到無水酒精？為什么？答：用一般的精儲方法，不能得到無水酒精，因為乙醇一水溶液是具有最大正偏差的溶液，這種溶液在t-x-y圖上溫度出現(xiàn)最低共沸點，而在y-x圖上出現(xiàn)拐點，在該點 上，氣液相組成相同，即y=x=, 宜到蒸干為止，濃度仍無改變。20、精儲塔中精謂段與提儲段的作用？

26、答：精謂段是利用回流液把上升蒸汽中難揮發(fā)組分（又叫重組分）逐步冷凝下來，同時回流液中揮發(fā)組分（又叫輕組分）汽化出來，從而在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分。提謂段是利用上升蒸汽把液相中易揮發(fā)的組分汽化出來，同時上升蒸汽中的難揮發(fā)組分逐板冷凝下來，從而在塔釜獲得較純的難揮發(fā)組分。四、計算題1、用連續(xù)精儲塔每小時處理 100 kmol含苯40%和甲苯60%勺混合物，要求儲出液中含 苯90%殘液中含苯1% (組成均以kmol%計)。試求：儲出液和殘液各多少kmol/h。飽和液體進料時，已估算出塔釜每小時汽化M為132kmol ,問回流比為多少？答： F=D+W Fx = Dx + Wxq/=1 v=vL=V

27、-D=R=L/D=2、用常壓連續(xù)精儲塔分離莫二元理想混合物，已知相對揮發(fā)度a =3,加料MF=10kmol/.h ，飽和蒸汽進料，進料中易揮發(fā)組分濃度為(摩爾分率，下同)，塔頂產(chǎn)品濃度為，塔頂蒸汽全凝液于泡點下回流，回流比R=2Rmin易揮發(fā)組分的回收率為90%塔釜為間接蒸 汽加熱，試計算提儲段上升蒸汽答：a = 3 , F= , q=0, x = =, x =, n =,R= V=?解:q=0 V =V-F=(R+1)D-Fy = xx = y / a - ( a -1)y=(3- 2X =Rmin=(x y ) / (y x )= R=2X 16= Q=n Fx /x =x 10 x =5

28、kmol/ hV =+1)5-10=11kmol/h3、在常壓連續(xù)精儲塔中分離理想二元混合物，進料為飽和蒸汽，其中易揮發(fā)組分的含M為(摩爾分率)，回流比R=提儲段操作線的斜率為，截距為，求儲出液組成x答：q線方程：y=x= (1)精線方程：y=+(2)提段方程：y=式(1)與聯(lián)立得兩操作線交點坐標 x=將y = , x=代入得x =4、用常壓精儲塔分離雙組分理想混合物，泡點進料，進料M100kmol./h ,加料組成為50%塔頂產(chǎn)品組成x = 95%,產(chǎn)恒口 = 50kmol/h ,回流比R=2Rmin設全塔均為理 論板，以上組成均為摩爾分率。相對揮發(fā)度a= 3 o求：(1) .Rmin(最小

29、回流比)(2).精謂段和提儲段上升蒸汽(3).列出該情況下的精儲段操作線方程。答：(1) .y= a x/1+( a -1)x=3x/(1+2x)泡點進料 q=1, x =x =,y q=3x (1+2 x =2=Rm/(Rm+1)=Rm=4/5=,V=V =(R+1)D=(2X +1) X 50=,y=R/(R+1)x+x/(R+1)=+5、莫二元系統(tǒng)精儲塔在泡點下進料，全塔共有三塊理論板及一個再沸器，塔頂采用全 凝器，進料位置在第二塊理論板上，塔頂產(chǎn)品組成 x =(摩爾分率)，二元系統(tǒng)相對揮 發(fā)度a= 4，進料組成為x =(摩 爾分率)，回流比R= 1時，求：(1)離開第一塊板 的液相組成

30、X1為多少？ (2)進入第一塊板的氣相組 成y2為多少？兩操作線交點d的氣液組成？答： y i=X d=, x 1=(4- 3X =, y 2 = 1X(+1)+2=,(3) x d=xf=,yd=2+2=6、已知莫精儲塔進料組成xf =,塔頂儲出液組成xd=,平衡關系y = + ,試求下列二 種情況下的最小回流比Rmin。(1)飽和蒸汽加料；飽和溶液加料。 TOC o 1-5 h z 答:Rmin=(X d-y q)/(y q-xq) (1)y q=+ (2)y q=qXxq/(q-1)-xf/(q-1)(3) q=0,由 y q=Xf=,由 x q=Rmin=(2) q=1,由 x q=X

31、 f=,由(2) y q=X +=7、Rmi n=由一層理論板與塔釜組成的連續(xù)精儲塔，每小時向塔釜加入含甲醇40%(摩爾分率)的甲醇水溶液100kmol ,要求塔頂儲出液組成Xd=,塔頂 采用全凝器，回流比R= 3，在操作條件下的平衡關系為y= + ,求：(1)塔釜組成x ； (2)每小時能獲得的儲出液MD和塔釜液W答案y 1=X D=,=+x1 =,yw=3X (3+1)+(3+1)=,=Xx w+, x w=, D=100,W=(kmol/h)8分離苯和甲苯混合液，進料組成為，儲出液組成為，殘液組成為(以上組成均為苯的 摩爾分率)。苯對甲苯的平均相對揮發(fā)度為。泡點進料，塔頂冷凝器為全凝器，

32、塔釜為間接蒸汽加熱。試求：最小回流比；若回流比取最小回流比的倍，列出精儲段操作 線方程，列出提謂段操作線方程。答： y q =X( 1+X)=Rmin =( x y) / (yq x ) =(-)/ L)(2) R =X = y =() x +=+令 F=1kmol/h Fx =Dx +Wx=+(1- D)X解得 q=1 L=L+qF=RD+F= X +1=./hV=V=(R+1)D=X =./h? y=Lx/V -Wx N=/y 二一9、用常壓連續(xù)精儲塔分離苯一甲苯混合物，原料中含苯，塔頂儲出液中含苯(以上為摩 爾分率)。進料為飽和蒸汽，苯對甲苯的相對揮發(fā)度a=,操作回流比為最小回流比的倍，

33、塔頂采用全凝器。試求離開塔頂?shù)诙永碚摪宓恼羝M成。Xf=, x d=, q=0, a =, R=, xq=y q/( a -( a -1)y q)=Rmin=(xD-yq)/(y q-xq)=R=X =,2=RXx i/(R+1)+x d/(r+1)x i =y i/( a - ( a -1)y1= y=X +1)+1)=10、莫廠用一連續(xù)精儲塔在常壓下連續(xù)精謂從粗儲塔來的濃度為（摩爾分率）的乙醇飽和蒸汽。要求精偏后得濃度為92% （質(zhì)M %的酒精500kg.h，而廢液中含酒精不能超過（摩爾分率）。采用間接蒸汽加熱，操作回流比選用。試求：（1）進料M和殘液各 為多少kmol/h? 塔頂進入冷

34、凝器的酒精蒸汽M為多少kmol/h? （3）列出該塔提謂段 操作線方程；（4）列出q線方程。附：乙醇分子M 46答：1） F, Wx = （ 92/46 ） / （ 92/46+8/18 ）=塔頂酒精平均分子M M =EM x =46X +18X =（ kg/kmol ）D=500/= kmol./h代入：F=+WF= kmol./hFX =X +VX , W= kmol/.hV:V=（R+1）D=+1）X =./hL=L+qF 而L=DR=X =3）提偏段操作線： 代入方程：L x L Wq=0L =LWXw _ AL WX =或：Ym+1 線 y= (q/q 1)x (x /q-1)I q

35、=011、莫廠用一連續(xù)精儲塔在常壓下連續(xù)精儲濃度為50% （質(zhì)M %的稀酒液。要求獲得濃度為摩爾分率的酒精700kg.h，殘液中含酒精不超過質(zhì)M。采用間接蒸汽加熱,操作回流比為。試求：（1）進料和殘液各為多少？ （2）塔頂進入冷凝器的酒精蒸汽M 為多少? 回流液M又為多少？ （3）沸點進料時提偏段操作線方程。附：乙醇分子M46答：1) F, V;x = (46X) /(46 X+18X= (質(zhì)M分率)代入方程：F=700+WF=1289kg/. hFX =700X +WX , W=589kg/.h2) V, L:V= (R+1) D=x 700=3150kg./hL=DR=70(X =2450

36、kg./hL =L+qF* 彳而q=13)提儲段提作線方程：?L =2450+1289=3739kg/.hL又：x = (46) /46+18)=?xyL W L W-Wx八=(3739/3739 589)x - (589/3739 589) x或：y= X 10-512、莫精儲塔分離混合液，以飽和蒸汽加料，加料中含A和B各為50%(mol%，處理M每小時100kmol , 塔頂，塔底產(chǎn)品M每小時各為50kmol。精儲段操作線方程為：y=+.間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器，試求：塔頂，塔底產(chǎn)品液相組成； 全凝器中 每小時蒸汽冷凝塔釜每小時產(chǎn)生的 蒸汽M , (4)提儲段操作線方程答：1)Xd ,

37、 Xw由方程y=+可得：R/( R+1) =,R=4Xd/(R+1)=, X =或 90%又由FXf =DX)+Ww可得：XW = ( 100XX) /50二或 10%2 ) V; V=(R+1)D=(4+1) X 50=250 kmol/.h3)V : V =V-F=250-100=150kmol/.h4)提儲段操作線方程：L=L+qF T q=0? L=L而 L=DR=5X 4=200(即為L)代入方程：y=L X/V WX /V彳#:y=(200/150)x (5 0/150) X或y=一13、莫酒廠用一常壓精儲塔將每小時 1000kg的含乙醇8%1勺乙醇水溶液進行分離。要求 塔釜中 乙

38、醇的含M不得超過 (以上均為質(zhì)M %,塔頂產(chǎn)品含乙醇為(摩爾分率)。進 料為飽和液，回流比 為3。試求：(1)塔頂產(chǎn)品M為kg./h ? (2)塔底回流至塔釜的回 流液M為kmol/h ?進入塔頂全凝 器的蒸汽M kg/h ?(塔釜采用間接蒸汽加熱；乙 醇分子M為46)答:1)D:將塔頂濃度轉(zhuǎn)換為質(zhì)M濃度：Xd =(46 X /(46 x + 18X =代入：1000=? W1000X =DX+ wX D=93.1kg./h2)L : L =L+ qF=RDA qF=R+ F ( v q=1)產(chǎn)品的平均分子Mm =46X + 18X =37.3kg/.kmol? D=.h進料 Xf = (8/

39、46 ) / (8/46 + 92/18 )=Mm =46X + 18X =18.92kg./kmol? F=1000/=.h代入上式：L*=3 X + =.h3)V: V=(R + 1)D=(3 + 1) X =372.4kg/.h14、在精謂塔中，精謂段操作線方程y=+ , q線方程為y=+，試求：(1)回流比R (2)謂出液組成xd (3) 進料液的q值(4)判斷進料狀態(tài)(5)當進料組成XF=時，精儲 段操作線與提儲段操作線交點處 xq值 多少？【解】由精謂段操作線方程y=+RR+1 XDR+1=0.2075由(1)得至U R=3 X d=由q線方程y=+希二一0 .5解得q=由于0q1

40、,所以進料處于氣液混合狀態(tài)。（5）把Xf二代入并聯(lián)立兩式得y = 0.75X + 0.2075 y = -0.5 X + 0.66解得15、在常壓旭精儲塔內(nèi)分離莫理想二元混合物，已知進料M為100Kmol/h ,其組成為（摩爾分率）;釜殘液流M為45 Kmol/h ,其組成為，進料為泡點進料；塔頂采用全凝器,泡點回流，操作回流比為最小回流比的倍，物系的平均相對揮發(fā)度為。計算塔頂輕組分的收率；求出提儲段操作線方程；若從塔頂?shù)谝粔K實際板下降的液相中重組分增濃了（摩爾分率），求該板的解（1）由全塔物料衡算和輕組分物料衡算得：板效率Emv100 = D + 45100 X 0.55 = D Xd +

41、45 X 0.05解得: D=55Kmol/h , Xd=DXd55 X 0.959n d =- X 100% =X100% = 95.95%D FXf100 X0.55泡點進料，故q=1 ,而且Xq=X f=因為a=,所以相平衡方程為ax2.0X可得:Q=1則2.0XqyqCR=1.6Rmin)X 1+X心邑0.70971 0.551.6 1.5612.4976L =L+qF=RD+FX55+100=h,V =V+(q- 1)F=(R+1)D=+1) X 55= kmol/h所以提儲段操作線方程為(3)已知 XD-X1=和 XD=,得 X1 =由相平衡方程可得V，2020 09390.968

42、51 x 1 0.939精謂段方程為 V2.49760.9590.7141x 0.2742x2.4976 12.4976 1X=，代入上式得 丫2 =,而y1=xD=16、在連續(xù)精儲塔內(nèi)分離莫二元理想溶液，已知進料組成為（易揮發(fā)組分摩爾分數(shù)）泡點進料，進料M 100kmol/h ,塔頂采用分凝器和全凝器，塔頂上升蒸汽分凝器部分冷凝后，液相作為塔頂回流液，具組成為，氣相再經(jīng)全凝器冷凝，作為塔頂產(chǎn)品，具組成為。易揮發(fā)組分在塔頂?shù)幕厥章蕿?6%離開塔頂?shù)谝粚永碚撍宓囊合嘟M成為試求:精偏段操作線方程；操作回流比與最小回流比的比值R/R min塔釜液相組成Xwo【解】（1）精謂段操作線方程相平衡方程為

43、0.95 =ax1+ (a-1 ) x 0.9分凝器的氣液相組成符合平衡關系，即乂匚相平衡,解得:XDy1與Xl為操作關系，即v FTR 1與X1=相平衡的氣相組成為y1與Xl及Xd數(shù)據(jù)代入上式，解得907 R=, y=+1.521操作回流比與最小回流比的比值泡點進料：q=1,xq=xF= y q = 2.11 x 0.5 = 0.6785最小回流比為Rmin冬yq好一的8 1.521yq xq0.6785 0.51.254(3)塔釜液組成由全塔的物料衡算求得由棄=0,96 , Xd=,解得:Fx FFXfDXd100 -5-5 53 -950.04036100 50.5317、常壓板式精儲塔

44、連續(xù)分離苯一甲苯溶液，塔頂全凝器，泡點回流，塔釜間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為2. 47，進料M為150kmol/h ,組成為(摩爾分率)，飽和蒸汽 進料q=0,操作回流比為4, 塔頂苯的回收率為97 %,塔底甲苯的回收率為95 %。求：塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度；(2)精偏段和提偏段操作線方程；操作回流比與最小回流比的比值O【解】(1) D苯100%Dxd100% 97%100%DXd150 0.4100%97%FXf150 0.4物料衡算得： 150=D+W150 X =D X)+W w由式解得：D=h W=hD= ,X(2)精偏段操作線方程：Xd0.9280.8x 0.1856q=0 ,R 1

45、貝 U L =L+qF=RD=X =hV =V+(q-1)F=(R+1)D- F=(4+1)X =h所以提偏段操作線方程為(3) q=0 ,而且 yq=X F=因為a=,所以相平衡方程為ax2.47xy 1 (a 1)x11.47xXd=18、進料組成XF= 0. 2 ,以飽和蒸氣狀態(tài)自精儲塔底部進料，塔底不再設再沸器, 0. 95, xv=0. 11 ,平均相對揮發(fā)度為 2. 5。試求：(1)操作線方程；(2)若離開第一塊板的實際液相組成為0. 85 ,則塔頂?shù)谝粔K板以氣相表示的單板效率為多少？【解】(1)由全塔物料衡算和輕組分物料衡算得F D WF D WFx f Dxd Wxw 即 0,

46、2F 0.95D 0.11WDXD 0.893 X 0.102Va(a 12 50.81 100.951.220.86解得：D=3F/38, W=25F/28則操作線方程為(2)操作線方程為y=+由a=得相平衡方程 v 1則又，y=X D=y1yiyEmvyi*y2因為此塔只有精謂段，且不再設再沸器，所以有：V=F, L=W19、在常壓連續(xù)精儲塔內(nèi)分離莫二元理想溶液，料液濃度XF=40%進料為氣液混合物，其摩爾比為氣：液=2:3 ,要求塔頂產(chǎn)品中禽紇蹈=Xd=97%釜液濃度Xw=2% (以上濃度均為摩爾分數(shù))，該系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為a=,回流比為R=o試求：(1)塔頂輕組分的回收率；(2)最小回

47、流比；(3)提謂段操作線方程。【解】(1)全塔物料衡算F D W即0.4F 0.97D 0.02W解得：D=, W_DXD D 苯0 4F 0 97則 一100%100%97%FXfF 0.4(2)最小回流比由已知條件進料中蒸汽與液體M的摩爾比為2:3可得：q=3/(3+2)=則 q 線方程為：y q x -XF06 X 041.5x 12X TOC o 1-5 h z fax由&二1 (a 1)x1 Xq 1 q 10.6 10.6 1XdYq0.970.5Yq聯(lián)立方程并解得:Xq0.5 0.333Xq= ,y q =2.814(3) R=X =q=,則 L =L+qF=x所以提偏段操作線方

48、程為20、用一精儲塔分離二元液體混合物，進料M 100kmol/h ,易揮發(fā)組分Xf=,泡點進料，得塔頂產(chǎn) 品Xd=,塔底釜液Xv=(皆摩爾分率)，操作回流比R=，該物系平均相對揮發(fā)度a 塔頂為全凝器, 求:塔頂和塔底的產(chǎn)品M (kmol/h );第一塊塔板下降的液體組成寫出提謂段操作線數(shù)值方程；最小回流比。解：(1)塔頂和塔底的產(chǎn)品M (F=D+W=100D 0.9 W 0.05上述兩式聯(lián)立求解得 W=h第一塊塔板下降的液體組成因塔頂為全凝器，(3)寫出提偏段操作線數(shù)值方程;LWxw185.23則Ym1 V Xm V1.34xm 0.017X1為多少；kmol/h );(1)FXf 100

49、0.550(2)D=hX1為多少；XdY1X11 (1)X147.06 0.05xm 138.17(4)最小回流比。泡點進料，q=1,Xq Xf0.521、一精儲塔，原料液組成為(摩爾分率)，飽和蒸氣進料，原料處理M為 100kmol/h ,塔頂、塔底 產(chǎn)品M各為50kmol/h 。已知精偏段操作線程為y=+ ,塔釜用間接蒸氣加熱， 塔頂全凝器，泡點回流。試求：(1) 塔頂、塔底產(chǎn)品組成;(2)全凝器中每小時冷凝蒸氣M;(3)蒸偏釜中每小時產(chǎn)生蒸氣M解：(1)塔頂、塔底產(chǎn)品組成；XR 0.15XD 0.90因 R(R 1)0.833,R=5 又/E I，由物料衡算FXf DXd Wxw得xw(100 0.5 50 0.9)/50 0.1(2)全凝器中每小時冷凝蒸氣V= ( R+1 ) D=300kmol/h蒸謂釜中每小時產(chǎn)生蒸氣M;q=0 , V =V - F=300 -100=200kmol/hXdX1小 cEmV1-10.6 ,XD y11)x 10.9 X1 0.6X10.81y20.833 0.81 0.