化工原理蒸馏习题详解

                              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DW,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
4.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 情天欲海
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.期权费液泛线(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:
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。
狼和小羊教学设计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) 
解:
   
女港商刘娟                            (5分)
                                        (1)
由    得
                              (2)
又                                      (3)
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线方程与交点坐标为(xq,yq
    得                       
               
2.                       
精馏段操作线方程为:     
1.   得                   
全塔物料恒算:
  代入数值计算得         
       
提馏段操作线为  ,代入数值得提馏段操作线方程为:
                                 
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: 
 
  2)由物料衡算方程:
   
   
    得:
    3)
    得 L/D =R=2
   
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.   及
    得                       
提馏段操作线方程过(x通古斯人W,xW)点,即xw=1.415xw - 0.041  得xw=0.1     
2. 即              同步永磁电机
解得                               
9、用板式精馏塔常压下分离苯-甲苯溶液,塔顶为全凝器,塔釜用间接蒸汽加热,相对挥
发度α=2.50,进料量为140kmol/h,进料组成xF=0.5(摩尔分数),饱和液体进料,塔顶馏出液中苯的回收率为0.98,塔釜采出液中甲苯回收率为0.95,提馏段液汽比L'/V'=5/4求:

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标签:进料   回流   精馏   塔顶
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