精馏习题与题解 一、填空题:1. 精馏塔设备主要有_______、______、_______、________、_______。

***答案*** 筛板塔 泡罩塔 浮阀塔 填料塔 舌形板板式塔2. 在1个大气压.84℃时, 苯的饱和蒸气压P=113.6(kpa),甲苯的饱和蒸气压p=44.38(kpa),苯--甲苯混合溶液达于平衡时, 液相组成x=__________.气相组成y=______.相对挥发α=____. ***答案*** 0.823 0.923 2.563. 在精馏操作中，回流比增大，精馏段操作线与平衡线之间的距离________，需理论板_________。

***答案*** 越远， 越少4. 精馏的基本原理是________而且同时应用___________，使混合液得到较彻底的分离的过程。

***答案*** 多次 部分冷凝和部分汽化5. 精馏塔不正常的操作有：_________________________________________________。

***答案*** 液泛、严重漏液、严重液沫夹带6. 试述五种不同进料状态下的q 值：（1）冷液进料＿＿＿＿；（2） 泡点液体进料＿＿＿＿＿；（3）汽液混合物进料＿＿＿； （4）饱和蒸汽进料＿＿＿＿；（5）过热蒸汽进料＿＿＿____。

***答案*** （1） ｑ＞1 （2） ｑ＝1 （3） 0＜ｑ＜1 （4） ｑ＝0 （5）ｑ＜0 7. 已知精馏段操作线为y=0.75x+0.24,则该塔的操作回流比R=_______，塔顶产品组成x=_____。

***答案*** 3， 0.968. 试比较某精馏塔中第ｎ，ｎ＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：1+n y ＿＿＿ny ，n t ＿＿＿1+n t ，ny ＿＿＿nx （＞，＝，＜）***答案*** ＜， ＜， ＞9. 精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。

实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** 混合液中各组分的挥发度差异。

塔顶液相回流 塔底上升气流10. 某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知n x ＝0.3，则1+n y ＝＿＿＿（由塔顶往下数）***答案*** ))1(1(n n n x x y -+=αα＝3×0.3/(1+2×0.3) ＝0.563 1-n x ＝n y ＝0.5631-n y ＝3×0.563/（1＋2×0.563）＝0.79411. 精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为d t ， 液相泡点温度为b t 。

塔底某理论板上汽相露点温度为d t ，液相泡点温度为bt 。

试按温度大小顺序用＞、＝、＜符号排列如下：＿＿＿＿。

***答案*** dt ＝b t <d t ＝bt12. 设计某二元理想溶液精馏塔时，如保持W D F x x x F ,,, 不变，则随进料热状况参数的增加，其最小回流比________。

***答案*** 下降（减小）13. 在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为1-n x ＝0.7, n x ＝0.5 （均为易挥发组份摩尔分率）。

已知操作条件下相对挥发度3=α，则n y ＝＿＿＿＿，*n x ＝＿＿＿＿＿＿，以液相组成表示的第ｎ板的单板效率E ＝＿＿＿＿＿。

***答案*** 0.7 0.4375 76.2％14. 某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,且塔顶产品量为100kmol/h ,则馏出液组成=D x _________,塔顶上升蒸气量=V _________***答案*** 0.86 500kmol/h 15.简单蒸馏的主要特点是：_______________________________________。

***答案*** 间歇操作不稳定，无回流，不能得到较纯的组分16. 分离要求一定。

当回流比为一定时，在五种进料状况中，＿＿＿＿进料的ｑ值最大， 其温度＿＿＿＿＿＿，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离＿＿＿＿， 分离所需的总理论板数＿＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** 冷液 ｔF ＜ｔ泡 最远 最少。

17. 连续精馏过程的进料热状态有＿＿＿＿种。

已知q ＝1.1，则加料中液体量与总加料量之比是＿＿＿＿＿。

***答案*** 五 1∶118. 某精馏塔的设计任务为：原料为F ，xF ，要求塔顶为xD ，塔底为xW 。

设计时若选定的回流比R 不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N ＿＿＿， 提馏段上升蒸汽量V'＿＿＿＿，提馏段下降液体量L'＿＿， 精馏段上升蒸汽量V ＿＿＿＿，精馏段下降液体量L ＿＿＿＿。

（增加，不变，减少）***答案*** 减少， 增加， 增加， 不变， 不变。

二、选择题1． 两股不同组成的料液进同一精馏塔分离，两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比，前者能耗( )后者。

(A)大于； (B)小于； (C)等于； (D)有时大于有时小于***答*** B2． 塔顶全凝器改为分凝器后，其它操作条件不变，则所需理论塔板数( )。

(A)增多；(B)减少； (C)不变； (D)不确定***答*** B3． 在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度( )平衡蒸馏。

(A)高于； (B)低于； (C)等于； (D)或高于或低于 ***答*** A4． 萃取精馏加入萃取剂的目的是( )。

(A)减小原组分间的相对挥发度 ； (B)增大原组分间的相对挥发度 (C)减小原组分间的溶解度差异 ； (D)增大原组分间的溶解度差异 ***答*** B5． 连续精馏塔操作时, 增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F 、XF 、q 都不变，则L/V( )。

(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定 ***答*** B6． 蒸馏操作的依据是组分间的( )差异。

(A)溶解度； (B)沸点； (C)挥发度； (D)蒸汽压 ***答*** C7 。

塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，残液组成Xw( )。

(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定 ***答*** B8． 吉利兰关联用于捷算法求理论塔板数，这一关联是( )。

(A)理论关联； (B)经验关联； (C)数学推导公式； (D)相平衡关联 ***答*** B9． 塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，提馏段液汽比L'/V'( )。

(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定 ***答*** C10． 进料状态改变，将引起连续精馏塔的( )改变。

(A)平衡线； (B)操作线和q 线； (C)平衡线和操作线； (D)平衡线和q 线 ***答*** B11 对一定的馏出液浓度D x ，若进料浓度F x 越小，最小回流比min R ( )。

(A)越大； (B)越小； (C)不变； (D)不确定 ***答*** D12 在相同的条件R 、D x 、F x 、W x 下，q 值越大，所需理论塔板数( )。

(A)越少； (B)越多； (C)不变； (D)不确定***答*** A三、计算题:1. 某连续精馏塔的操作线方程为： y=0.723x+0.263 精馏段； y=1.25x-0.0188 提馏段； 若为过冷液体进料，且进料热状况参数为1.2，进料量为F ＝75 kmol.h 1-,试求：回流比：馏出液、料液、釜液的组成；塔顶产品流率。

***答案***①61.2;723.01==+R R R； 95.0;263.01==+D D x R x 。

②联立 365.0723.0+=x y ；0188.025.1-=x y 解得650.0;535.0==q q y x512.0;11=---=F F q q x q x x q qy ③ 0752.0;0188.025.1=-=W W W x x x ；④h kmol x x x x FD WD WF /45.37=--=2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.h 1-，于常压下进行连续精馏，要求塔顶9.0=D x ， 塔底0677.0=W x ，原料于泡点下进入，R 为1.4Rmin ，已知操作条件下相对挥发度α＝2.47是常数。

求： (1) 精馏段操作线方程； (2) 提馏段操作线方程。

***答案***⑴ q=1, 4.0==F e x x ；622.0)1(1=-+=eee x x y αα,25.1min =--=ee eD x y y x R ，R=1.4×1.25=1.75,327.0636.0111+=+++=x x R x R R y D ⑵ h kmol x x x x F D w D wF /40=--=h kmol D R V F q V V /110)1()1(/=+==--= h kmol F RD qF L L /170/=+=+=03636.0545.1'''-=-=x V Wx x V L y W3. 某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成9.0=D x （摩尔分率），二元系统相对挥发度α＝3，进料组成为5.0=F x （摩尔分率），回流比R ＝1时，求：(1)离开第一块板的液相组成X1为多少？ (2) 进入第一块板的气相组成2y 2为多少？(3) 两操作线交点d 的气液组成？***答案***⑴ 90.01==D x y ；() 11 111x x y -+=αα75.01=⇒x⑵ 825.011112=+++=D x R x R R y ⑶ 50.0==F q x x70.0111=+++=D q q x R x R R y 5． 用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为200 kmol/h ，饱和蒸汽进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.96，釜液浓度为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3，塔顶采用全凝器，泡点回流。

塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化量为最小气化量的1.5倍。

试求： （1）塔釜的气化量；（2）离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。

解：（1）塔釜的气化量先作全塔物料衡算求出D ：h kmol W h kmol D Wx Dx Fx W D F W D F /107,/0.93,==⇒+=+=因饱和蒸汽进料，q=0，故225.05.0213)1(1,5.0,0=⇒=+=-+====e eee e e F e x x x x x y x y q αα67.1225.05.05.096.0min =--=--=e e e D x y y x R精馏段最小上升蒸汽量为h kmol R V /3.248)1(min min =+=提馏段最小上升蒸汽量（即为塔釜最小气化量）为：h kmol F q V V /3.48)1(min /min =-+=塔釜气化量为72.4kmol/h 48.31.55.1'/min =⨯==V V(2)离开第二层理论板的液相浓度2x93.1)1()1(V /=⇒-+=-+=R F D R F q V精馏段操作线方程式为：328.0659.0193.196.0193.193.111+=+++=+++=x x R x x R R y D 平衡线关系式为： xxx x y 213)1(1+=-+=αα逐板计算：因塔顶为全凝器，泡点回流，96.01==D x y 根据平衡关系式由y 1求x 1,即：889.021396.0111=⇒+=x x x根据提馏段操作线方程式由x 1求y 2:914.0328.0889.0659.0328.0659.012=+⨯=+=x y780.0213914.0222=⇒+=x x x。