液体精馏复习题

1、 精馏操作的依据是______________________。实现精馏操作的必要条件是

________________和___________________。

2、 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度________________，液相组成

_____________气相组成。

3、 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为______________。根据α的大

小，可用来_____________________，若α=1，则表示__________________. 4、 在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度___________，塔顶

温度___________，塔釜温度__________，从平衡角度分析对该分离过程___________。

5、 某两组分物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、

n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知yn=0.4，则yn+1=_______。全回流操作通常适用于___________或____________。 6、 精馏和蒸馏的区别在于_________________________。

7、 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是____________________和

__________________。

8、 在总压为101.33kPa，温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为116.9kPa

和46kPa，则相对挥发度α=___________，平衡时液相组成xA=___________，气相组成yA=_______________。

9、 某精馏塔的精馏段操作线方程是y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为

__________，馏出液组成为_______________。 10、

最小回流比的定义是____________________，适宜回流比通常取为

__________Rmin 11、

精馏塔进料可能有__________种不同的热状况，当进料为气液混合物且

气液摩尔比为2:3时，则进料热状况q值为___________。 12、

在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比

为3，若测得精馏段第2、3层塔板（从塔顶往下计）的液相组成x2=0.45，x3=0.4，馏出液组成xD=0.96（以上均为摩尔分率），则第三层塔板的气相默弗里效率EMV3=___________。 13、

在精馏塔设计中，若F、xF、q、D保持不变，若增加回流比R，则

xD___________，xW___________，V_______________，L/V________________

1、在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100kmol/h，组成为0.5(易挥发组分摩尔分率，下同)，饱和蒸汽进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.1。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶全用全凝器，泡点回流。塔釜间接蒸汽加热。塔釜的汽化量为最小汽化量的1.5倍，试求：

（1） 塔釜汽化量；

（2） 从塔顶往下计第二层理论板下降的液相组成。

2、在一常压精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（苯摩尔分率，下同），泡点进料。馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.1。操作回流比为2.0。试求：

（1）塔顶及塔底产品流量（kmol/h）

（2）达到馏出液流量为56kmol/h是否可行？最大馏出液流量为多少？ （3）若馏出液流量为54kmol/h，xD 要求不变，应采用什么措施？ 解：这一操作中的精馏塔，理论板数固定，同时该塔要受物料衡算限制，即在操作中要同时满足理论板数及物料衡算的关系

（1） 塔顶及塔底产品流量

F?D?W 由全塔物料衡算得

FxF?DxD?WxW 即

100?D?W

100?0.5?0.9D?0.1W 联立上式解得D?50kmol/hW?50kmol/h

（2） 若要求塔顶D为56kmol/h，此时易挥发组分的回收率为

DxD56?0.9??10%0 FxF10?00.5 所以从物料衡算角度考虑，此时不改变xD，要求达到D为56kmol/h是不可能的。塔顶可能获得的最大馏出液流量为

DmaxFxF100?0.5??55.56kmo/lh xD0.9若要求获得馏出液流量为56kmol/h，则最大的馏出液组成为 xD,maxFxF100?0.5??0.89 D56（3） 当要求D为54kmol/h，苯的回收率为 ??DxD54?0.9??0.972 FxF100?0.5 因此在操作上是可行的，但应同时采取以下措施： 1增大回流比R ○

2将进料位置上移，即使精馏段理论板数减小、提馏段理论板数增加 ○

这是因为当R增大时，xD可增高，若保持原xD不变，则所需理论板数应减少。同时因D增大，由物料衡算可知W及xW均将减小，故所需理论板数需增加。采取上述措施可同时满足要求。

讨论：（1）为使精馏塔正常操作，通常首先应满足要求，若物料不平衡，即使理论板数再多，板效率再高也不可能得到合格的产品。对一定的F、xF、D，xD的极限值为xD,maxFxF D

反之，对于一定的F、xF、xD，D的极限值为DmaxFxF xD 其次，还必须有足够的理论板数和适宜的操作条件，否则也不可能获得合格的产品。

（2）在精馏操作中，假设再沸器和冷凝器均能满足要求，则影响操作因素有F、D、W、xF、xD、xW、α、R、q、NT（适宜进料位置）和ET等11个。其中前六个因素反映物料衡算关系，α反映气液平衡，R和q为与经济性有关的2个操作变量，NT和ET反映塔设备情况。这些参数相互制约和影响，将自动调节在某一状况下的操作。为保持精馏过程连续稳定操作，必须同时满足物料衡算、相平衡及反映NT和ET的关系。

(1)Rminxq?xD?yq?yq?xqq?0?yq?xF?0.5yq0.5??0.333??(??1)yq2?0.50.95?0.5?2.700.5?0.333?Rmin?Vmin?(Rmin?1)DD?xF?xW0.5?0.1?F??100?47kmol/h,W?53kmol/hxD?xW0.95?0.1?Vmin?(Rmin?1)D?(2.7?1)?47?173.9kmol/hV'min?Vmin?(1?q)F?173.9?100?73.9kmol/hV'?1.5V'min?1.5?73.9?110.9kmol/h或用提馏段操作线斜率来计算L'minV'min?Wyq?xW??V'minV'minxq?xW?V'min?530.5?0.1??V'min?73.95kmol/hV'min0.333?0.1(2)V'?V?(1?q)F?(R?1)D?(1?q)F代入数据，110.9?(R?1)?47?100,?R?3.487精馏段操作线方程：y?xR3.4870.95x?D?x??0.777x?0.212R?1R?13.487?14.487y10.95??0.905??(??1)y12?0.950.915?0.8432?0.915全凝器，y1?xD?0.95,x1?y2?0.777?0.905?0.212?0.915,x2?