青岛科技大学化工原理考研内部资料

因?tm??T?t1???T?t2??lnT?t1T?t2t2?t1T?t1lnT?t2

所以

将T=110℃，t1=25℃及上述条件代入得：

110?250.387?e

110?t2解出：t2=52.28℃。 （2分）

（2）（6分）忽略管壁热阻，所以管壁内外温度可认为相同。整个传热过程为管壁内外侧对流传热的串联：

Q??iSi?tw?t???oSo?T?tw?（2分）

其中的t为水的平均温度t=(t1+t2)/2=(25+52.28)/2=38.64℃，所以

T?twt?t?w11do?o?idi（2分）

将T=110℃，t=38.64℃，αo=1.1×104W/(m2.℃)，αi=1000W/(m2.℃)，di=20mm，do=25mm代入上式：

110?twtw?38.64 ?11251.1?104100020解得：tw=105.16℃，接近管外侧蒸汽的温度。（2分）

（3）（6分）此时的冷水出口温度为t2’=t2-5=52.28-5=47.28℃，依照第一问的同样步骤得到：

T?t1?eT?t2'变换为：

K'SWccpc

K'?WccpcST?t1ln() （2分）

T?t2'将WCCpc=14513.9W/℃、S=7.536m2、T=110℃、t1=25℃、t2’=47.28℃代入上式得：

K’=585.43 W/(m2.℃) （2分） 又因为水侧出现污垢，将影响总传热系数：

K'?11dobdo1???idi?Sidi?o

所以

11do111251????K'?idi?o585.431000201.1?104b???5.88?10?5m （2分）

1do125?Sidi0.220 21

蒸馏练习 下册 第一章蒸馏 概念

1、精馏原理2、简捷法3、漏液4、板式塔与填料塔 公式

全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、q线方程、相平衡方程、

逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响

2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是

大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？

正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即

L?L??1 ?VV4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？

1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，

使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。

5．恒沸精馏原理

6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分）

1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3.液相流量下限线（1分） 4.液相流量上限线（1分） 5.液泛线（1分）

最适宜的区域为五条线相交的区域内。

7．进料热状况参数

8、平衡蒸馏原理

9、液泛的定义及其预防措施

10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、什么是理想物系？ 四 计算题

1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（?=2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？ 2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：

yn?1?0.723xn?0.263

yn?1?1.25xn?0.0187

提馏段：

设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。

3、在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h，组成为含苯0.3（质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为88%，要求塔釜含苯不高于0.05，求馏出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。(苯的相对分子量为78 ，甲苯92)

0.378解：xF??0.336 0.30.7?78920.0578 xw??0.0584 0.050.95?7892 22

MF?MAxFA?MBxFB?78?0.336?92?(1?0.336)?87.3F?

5000?57.3kmol/h （5分） 87.3D?W?F?57.3 （1）

由

DxD?WxW?FxF 得

DxD?0.058W?57.3?0.336 （2）

又 ??DxD?0.88 （3） FxF联立（1）、（2）、（3）得： W=39.5 kmol/h D=17.8 kmol/h

XD=0.952 （10分）

4、用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为300kmol/h，露点（饱和蒸汽）进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.95，釜残液浓度为0.1，（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下相对挥发度为2.0，塔顶采用全凝器，泡点回流。已知回流比为最小回流比的1.29倍。试求： （１） 最小回流比Rmin；

（２） 离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。 5、 用精馏塔分离某二元混合物，已知塔精馏段操作线方程为y=0.75x+0.205；提馏段操作线方程为

y=1.415x-0.041，试求：

（1） 此塔的操作回流比R和馏出液组成xD； （2） 饱和液体进料条件下的釜液组成xW；

（3） 饱和液体进料，馏出液量D为120kmol/h时所需原料液的量F。

6、在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2，馏出液组成为0.94（易挥发组分的摩尔分率，下同），釜残液组成为0.04，釜残液流量为150 Kmol/h，回流比为最小回流比的1.2倍，且已知q线方程为y=6 x – 1.5, 求：

1 最小回流比；2 精馏段操作线方程；3提馏段操作线方程。 1. q线方程与

y??x交点坐标为（xq,yq）

1?(??1)xy?6x?1.5xq?0.333 得 2xy?yq?0.51?xRmin?yD?yqyq?xq?0.95?0.5?2.64

0.5?0.3332．R?1.2Rmin?3.17

y?xRx?D?0.76x?0.225 R?1R?1精馏段操作线方程为：

q?6q?1.2q?11． 得

x?0.3FxF?1.5q?1全塔物料恒算：

23

F?D?WD?60.9kmol/h 代入数值计算得

FxF?DxD?WxWF?210.9kmol/hL'?L?qF?446kmol/h

V'?V?(q?1)F?(R?1)D?(q?1)F?296kmol/h

提馏段操作线为

y'm?1L'W'?'xm?'xW ，代入数值得提馏段操作线方程为： L?WL?Wy?1.507x?0.0203

7、氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离，在精馏塔某一理论板n处，进入该塔板的气相组

成为0.91（摩尔分率,下同），从该塔板流出的液相组成为0.89，物系的相对挥发度为1.6，精馏段内的液气比为2/3（摩尔比），试求： （1）从第n板上升的蒸汽组成？ （2）流入第n板的液相组成？

（3）若为泡点回流，求回流比并写出精馏段操作线方程？ 解：1）精馏操作达平衡时：

yn??x1.6?0.89??0.93

1?(??1)x1?0.6?0.89 2）由物料衡算方程： V(yn?yn?1)?L(xn?1?xn)

2L/V?,yn?1?0.91,xn?0.89,yn?0.93 3 得： xn?1 3）

?0.92

L2?,V?L?D, V3 得 L/D =R=2

xRxn?DR?1R?1 得：xD?0.95yn?1?yn?1?0.667xn?0.317

8、用精馏塔分离某二元混合物，精馏段操作线方程为y=0.75x+0.205，提馏段操作线方程为 y=1.415x - 0.041，求：

1． 回流比R，塔顶组成XD，塔底残液组成XW。

2． XF=0.37，馏出液量D=120 kmol/h时所需进料量F。 3． 由

y?0.75x?0.205 及 y?xRx?D R?1R?1R?0.75R?3R?1 得

x?0.82xDD?0.205R?1

24