1、化工原理 - 第九章 - 液體精餾（一）測試一一選擇題1 蒸餾是利用各組分（）不同的特性實現分離的目的。C溶解度； B 等規度； C 揮發度； D 調和度。2在二元混合液中，沸點低的組分稱為（）組分。C可揮發； B 不揮發； C 易揮發； D 難揮發。3（）是保證精餾過程連續穩定操作的必不可少的條件之一。A液相回流； B 進料； C 側線抽出； D 產品提純。4在（）中溶液部分氣化而產生上升蒸氣，是精餾得以連續穩定操作的一個必不可少條件。C冷凝器； B 蒸發器； C 再沸器； D 換熱器。5再沸器的作用是提供一定量的（）流。D上升物料； B 上升組分； C 上升產品； D 上升蒸氣。6冷凝器的

2、作用是提供（）產品及保證有適宜的液相回流。B塔頂氣相； B 塔頂液相； C 塔底氣相； D 塔底液相。7冷凝器的作用是提供塔頂液相產品及保證有適宜的（）回流。B氣相； B 液相； C 固相； D 混合相。8在精餾塔中，原料液進入的那層板稱為（）。C浮閥板； B 噴射板； C 加料板； D 分離板。9在精餾塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）稱為（）。B精餾段； B 提餾段； C 進料段； D 混合段。10某二元混合物，進料量為100 kmol/h， xF = 0.6 ，要求塔頂xD 不小于 0.9 ，則塔頂最大產量為（）。(則W=0)BA 60 kmol/h； B 66.7 kmol/h；C

3、90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。11精餾分離某二元混合物，規定分離要求為xD 、 xw 。如進料分別為最小回流比分別為Rmin 1 、 Rmin 2 。當 xF1xF 2 時，則 （）。A Rmin 1Rmin 2 ；B Rmin 1Rmin 2 ；C Rmin 1Rmin 2 ；D Rmin 的大小無法確定12 精餾的操作線為直線，主要是因為（）。DA理論板假定；C.理想物系；B塔頂泡點回流；D.恒摩爾流假定xF 1 、 xF 2 時，其相應的A113 某二元混合物，其中A 為易揮發組分。液相組成xA0.5 時相應的泡點為t1 ，氣相組成yA0.3 時相應的露點為t 2

4、， 則（）DA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2 ；D無法判斷14 某二元混合物，其中A 為易揮發組分。液相組成xA0.5 時泡點為 t1 ，與之相平衡的氣相組成 y A0.75 時，相應的露點為t 2 ，則 （）。AA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2； D 不能判斷15 操作中連續精餾塔，如采用的回流比小于原回流比，則（）。BA xD 、 xW均增加； xD減小， xW 增加；xxW均不變；不能正常操作 D、16 某真空操作精餾塔，在真空度降低后，若保持F 、 D 、 xF 、 q 、 R 及加料位置不變，則塔頂產品組成xD 變化為（）。AA. 變?。籅變大；C. 不變；D

5、不確定；17 精餾操作時， 若在 F 、 xF 、q 、 R 不變的條件下， 將塔頂產品量 D 增加，其結果是（）。CA xD 下降， xW上升；B xD 下降， xW不變；C xD 下降， xW亦下降；D無法判斷；分析：當 D 增加時， xD 必然減小， 但因回流比R 不變， 只有 V 和 L 同時增加， 即 V 和 L 同FRLD時增加， 以 q1為例，從提餾段操作線斜率看 V R1LNT，當 D 增大后，V變小，而不變，故有 xW減小。18二元溶液連續精餾計算中，進料熱狀況的變化將引起以下線的變化（）。AA提餾段操作線與q 線；平衡線；C平衡線與精餾段操作線；D. 平衡線與 q 線；19

6、某精餾塔精餾段和提餾段的理論板數分別為N1 和 N 2 ，若只增加提餾段理論板數，而精餾段理論板數不變，當 F 、 xF 、 q 、 R 、 V 等條件不變時，則有（）。BA xW 減小， xD 增加；B xW 減小， xD 不變；C xW 減小， xD 減小；D xW 減小， xD 無法判斷20下列哪些判斷正確（）。B，C，DA上升氣速過大引起漏液；B. 上升氣速過大造成過量霧沫夾帶；C.上升氣速過大引起液泛；D.上升氣速過大造成大量氣泡夾帶；上升氣速過大使板效率降低21當氣體量一定時，下列判斷哪些正確（）。C， D， EA液體量過大引起漏液；C.液體量過大引起氣泡夾帶；B液體量過大引起霧沫

7、夾帶；D.液體量過大引起液泛；液體量過大使板效率降低222精餾操作中適宜回流比應取最大回流比和最小回流比的平均值通過經濟衡算來決定按最小回流比決定23、某二元連續精流塔，第三塊塔板下降液體濃度為0.4（摩爾分率，下同） ，第二塊塔板下降液體濃度為 0.45，若相對揮發度為2.5，全回流操作，則第三塊塔板的氣相單板效率為。AA.22.5% ；B 32.7%； C.44.1% ；D 107.6% ；二、填空題1溶液被加熱到鼓起第一個氣泡時的溫度稱為溫度。泡點2氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時的溫度稱為溫度。露點3精餾過程是利用和的原理進行完成的。多次部分氣化；多次部分冷凝4最小回流比是指。塔板

8、數為無窮多時的回流比的極限值5當分離要求和回流比一定時，進料的 q 值最小，此時分離所需的理論板數。過熱蒸氣；最多6對于二元理想溶液,若輕組分含量越高, 則泡點溫度。越低7對于二元理想溶液,相對揮發度 大 ,說明該物系。容易分離8對于二元理想溶液, x-y圖上的平衡曲線離對角線越近, 說明該物系。不容易分離9完成一個精餾操作的兩個必要條件是塔頂和塔底。液相回流，上升蒸氣10精餾操作中，再沸器相當于一塊板。理論板11用逐板計算法求理論板層數時，用一次方程就計算出一層理論板。相平衡12精餾操作中，當q = 0.6時 ,表示進料中的含量為60%。液相13若原料組成、料液量、操作壓力和最終溫度都相同，

9、二元理想溶液的簡單蒸餾 和平衡蒸餾相比較的結果有：所得餾出物平均濃度_； 所得殘液濃度 _; 餾出物總量_ 。簡單蒸餾的餾出物平均濃度大于平衡蒸餾的餾出物平均濃度；兩種情況的殘液濃度相同；平衡蒸餾的餾出物總量大于簡單蒸餾的餾出物總量。14某精餾塔操作時，若保持進料流率及組成、進料熱狀況和塔頂蒸氣量不變，增加回流比，則此時塔頂產品組成xD，塔底產品組成xW，塔頂產品流率，精餾段液氣比。增加；減少；減少；增加分析：由 V(R1)D ，當 V 不變時， R 增加， D 必須減少。在理論板數不變時，回流LR比的增加平均傳質推動力加大，必會使產品分離程度提高。當R 增加時，液氣比V R1 必然也增大。1

10、5某精餾塔的設計任務是：原料為 F 、 xF ，分離要求為 xD 、 xW 。設計時若選定回流比R 不變，加料狀況由原來的氣液混合改為過冷液體加料，則所需的理論板數NT，精餾3段和提餾段的氣液相流量的變化趨勢V， L， V ，L 。若加料熱狀況不變，將回流比增大，理論塔板數NT。減少；不變；不變；增加；增加；減少q 越大，平均傳質推動分析：在進料組成、流率、回流比和產品的分離要求一定時，進料的力越大，所需理論板數越少。由全塔物料平衡知，當xxxW一定時，塔頂產品流F、 F、D 、率 D 和塔底產品流率W 也一定。則由V( R1) D 知 V 不變，同理LRD 也不變。由VV(1q)F 知當 V

11、 、 F 不變時， q 值越大， V 越大。而由 LV W 可知，V越大，L也越大。16用圖解法求理論塔板時，在、 xF 、 xD 、 xW 、 q 、 R 、 F 和操作壓力p 諸參數中，與解無關。進料流率 F17 當增大操作壓強時，精餾過程中物系的相對揮發度，塔頂溫度，塔釜溫度。減??；增加；增加分析：同一物系，總壓越高，物系中各組分的沸點及混合物的泡點越高。物系中各組分的飽和蒸氣壓亦隨總壓升高而升高，由于輕組分的飽和蒸氣壓上升的速率低于重組分的飽和蒸氣壓上升的速率，故各組分的揮發度差異變小。18精餾塔結構不變, 操作時若保持進料的組成、流率、 熱狀況及塔頂流率一定, 只減少塔釜的熱負荷 ,

12、 則塔頂 xD _, 塔底 xW _, 提餾段操作線斜率_。減少；增大；增大分析：塔釜熱負荷減少意味著蒸發量減少，當 D 不變時， V 的減少導致L 減少，即回流比 RR減小，故精餾段操作線斜率 R 1 減小，提餾段操作線斜率增加。塔板數不變時，兩段操作線斜率的改變只能使 xD 減小和 xW 增大。19精餾塔的塔底溫度總是_塔頂溫度，其原因一是_,二是 _。高于；由于塔頂輕組分濃度高于塔底的，相應的泡點較低；由于塔內壓降使塔底壓力高于塔頂，因而塔底的泡點較高20將板式塔中泡罩塔、浮閥塔、篩板塔相比較,操作彈性最大的是_, 造價最昂貴的是_ ，單板壓降最小的是_. 。浮閥塔 ;泡罩塔 ; 篩板塔

13、21.板式塔塔板上氣液兩相接觸狀態有_種 ,它們是 _。板式塔不正常操作現象常見的有 _，它們是 _。3 種；鼓泡接觸狀態，泡沫接觸狀態，噴射接觸狀態；3 種；嚴重漏液、液泛、嚴重霧沫夾帶評價塔板性能的標準主要是 _條，它們是 _。塔板負荷性能圖中有 _條線，分別是 _。5；（ 1）通過能力大，（2）塔板效率高，（ 3）塔板壓降低，（ 4）操作彈性大，（ 5）結構簡單，造價低； 5；（ 1）液泛線，（2）霧沫夾帶線， （3）漏液線，（ 4）液相上限線， （ 5）液相下限線板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 _，填料塔中填料的作用是 _ 。保證塔板上有一定高度的液層，以便氣液兩相充分接觸傳質；讓液

14、體在表面上形成液膜并沿填料間空隙下流，同時讓氣體在填料空隙間上升并在潤濕的填料表面上進行氣液兩相間的傳質。常見的連續接觸式的氣液傳質設備是_塔，塔內 _為分散相， _ 為連續相，為保證操作過程中兩相的接觸良好，塔內頂部應設裝置，中部應設裝置。填料；液體；氣體；液體分布裝置；液體再分布裝置25.板式塔中氣、液兩相發生與主體流動方向相反的流動，稱現象，它們主要是：液沫夾帶（霧沫夾帶） ，產生的原因為，氣泡夾帶，產生的原因為。返混現象；小液滴因其沉降速度小于氣流速度被氣流夾帶至上層塔板和大滴液因板間距小4于液滴的彈濺高度而被氣流帶至上層塔板；液體在降液管中停留時間過短，氣泡來不及從液體中分離返回至板

15、面而被液體卷入下層塔板。26.板式塔中板上液面落差過大導致，造成液面落差的主要原因有。為減小液面落差，設計時可采用的措施常見的有。氣流分布不均勻，影響汽液間傳質；塔板結構，液相流量，液流長度（塔徑）；采用結構簡單的篩板塔，溢流裝置采用雙溢流或多溢流。27.板式塔中氣體通過塔板的阻力主要有和兩部分。 塔板結構設計時，溢流堰長度應適當，過長則會，過短則會。溢流堰高度也應適當，過高會，過低會。干板降壓；液層降壓；降低塔板面積有效利用率；由于降液管截面過小導致流不暢，同時塔板上液流分布不均；使塔板壓降增大并易發生霧沫夾帶；由于液層高度太小，液體在堰上分布不均，影響傳質效果。28.板式塔的塔板有和兩種，

16、塔徑較大的塔常采用塔板，以便。塔板面積可分為4 個區域，它們分別是，各自的作用是。整塊式；分塊式；分塊式；通過人孔裝拆塔板；鼓泡區，設置篩孔、浮閥或泡罩的區域，為氣液傳質的有效區域。溢流區，為降液管和受液盤所占的區域。破沫區，又稱安定區，位于鼓泡區和湍流區之間，分兩條，入口側防止漏液，出口側使液體中夾帶的泡沫進入降液管前可部分脫離液體。邊緣區，又稱無效區，是靠近塔壁的一圈邊緣區，供支承塔板之用。29精餾塔設計時，若工藝要求一定，減少需要的理論板數，回流比應，蒸餾釜中所需的加熱蒸氣消耗量應，所需塔徑應，操作費和設備費的總投資將是的變化過程。增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升30恒沸精餾和

17、萃取精餾的主要區別是_ ；_ 。恒沸精餾添加劑應與被分離組分形成新的恒沸物；萃取精餾中的萃取劑則應具有沸點比原料中組分的沸點高得多的特性。用相對揮發度 =2.16 的理想混合物進行平衡蒸餾（閃蒸）時，已知X F 為 0.5，氣化率為 60%。則得氣相組成為，液相組成為；若采用簡單蒸餾并蒸至滏溫等于閃蒸時溫度，則塔頂產品組成閃蒸時氣相組成，汽化率為。0.574；0.385；大于；31、恒摩爾流結果基于的假設是：；。各組分的摩爾汽化熱相等；氣液接觸時因溫度不同而交換的顯熱可以忽略；塔設備保溫良好，熱損失可以忽略32、對某一板式塔進行改造，若其他條件不變，增大板間距，則該塔的操作彈性；液泛氣速。增大

18、；提高33、恒沸精餾與萃取精餾的共同點是，主要區別是。在混合液中加入第三組分，以提高各組分間的相對揮發度差別使其得以分離；恒沸精餾加入第三組分，該組分能與原料液中的一個或個組分形成新的恒沸液；萃取精餾中加入第三組分萃取劑要求沸點較原料液中各組分的沸點高得多，且不與組分形成恒沸液34、板式塔在相同操作條件下，若塔板的開孔率增加，則塔板壓降，漏夜量。35、一理想物系，平衡時測得氣相組成是液相組成的兩倍。若將含輕組分50%的該物系進行平衡蒸餾分離，控制液化率50%，分離后餾出液輕組分濃度是原料含輕組分濃度的倍。 1.3336、蒸餾是利用各組分的不同的特性實現分離的。精餾是通過多次的和的過程分離混合物

19、。（二 )測試二一、選擇題1.當分離沸點較高，而且又是熱敏性混合液時，精餾操作壓力應采用()；分離常溫常壓為氣體的混合物時，操作壓力應采用()。5(A)加壓(B)減壓(C)常壓2.某雙組分混合物，其中A 為易揮發組分，液相組成xA =0.6 ，常壓下相應的泡點溫度為 t1，氣相組成 yA=0.6 ，常壓下相應的露點溫度為t2，則 ( )。(A)t1 t2(B)t1t2(C)t1t2(D)不能判斷3.常壓下采用簡單蒸餾與平衡蒸餾分離某液體混合物，在原料初始組成與汽化率相同的條件下，簡單蒸餾所得餾出物中易揮發組分的平均組成為xD1， 平衡蒸餾的組成為xD2 ，則 ( )。(A)xD1xD 2(B)

20、xD 1xD 2(C)xD1xD 2 (D)不能判斷4.由苯與甲苯組成的氣液混合物進料中，氣相與液相的摩爾數之比為3:2 ，液相、氣相中苯的摩爾分數分別為0.3 、0.5，進料溫度為 98.6 ，則 q=()。(A)0.3(B) 0.4(C)0.5(D)不能判斷5.精餾過程的操作線為直線，主要基于( )。(A)塔頂泡點回流(B)理想物系(C)恒摩爾流假設(D)理論板假定用精餾分離甲醇 - 水二元物系，進料組成為 35%(甲醇的質量分數，下同 ) ，要求塔頂餾出液組成為 99%，塔頂易揮發組分的回收率為 99.9%。設計所得泡點進料時最小回流比為 Rmin ，1，今改為冷液進料，最小回流比為Rm

21、in， 2，則 ()。(A)Rmin,1Rmin,2(B)Rmin,1Rmin,2(C)Rmin,1Rmin,2(D)不能判斷一操作中精餾塔， 若保持 F、xF、q、V ( 塔釜上升蒸汽量 ) 不變，而增大回流比 R，則()。(A)xD 增大、 xW 增大(B)xD 增大、 xW 減小(C)xD 下降、 xW 增大(D)xD 下降、 xW 減小操作間接蒸汽加熱的連續精餾塔時，由于某種原因， 再沸器中加熱蒸汽壓力下降而使提餾段上升蒸汽流量 V 下降，而進料熱狀況 q、濃度 xF 及進料量 F 不變，同時回流量 L 恒定，則餾出液濃度 xD 及流量 D 、殘液濃度 xW 的變化趨勢為 ( ) 。(

22、A)xD 增大、 D 減小 、xW 增大(B)xD 增大、 D 減小 、 xW 減小(C)xD 減小、 D 增大 、xW 增大(D)xD 增大、 D 增大 、xW 減小9.設計精餾塔時， 若將塔釜由原來的直接蒸汽加熱改為間接蒸汽加熱，而保持進料量、進料熱狀況、塔頂餾出液量、餾出液濃度及回流比等不變，則提餾段操作線斜率()，殘液濃度()。(A)變大(B)變小(C)不變(D)不確定10.在設計連續操作精餾塔時，欲保持餾出液組成x和易揮發組分的回收率 不DD變，試定性判斷分別改變下列操作參數( 其它參數不變) 時所需的理論板數NT 將如何變化 ?加大回流比， NT( )。提高操作壓強， NT ( )

23、。提高加料溫度， NT( )。增加生產能力 30%( 仍能正常工作 )， NT( )。(A)增大(B)減小(C)不變(D)不確定6二、填空題1.簡單蒸餾過程中，釜內易揮發組分濃度逐漸，釜液溫度逐漸。 (增大、減小、不變、不確定)2.已知 89時乙醇 (A) 、水 (B) 的飽和蒸汽壓分別為152.53kPa 和 67.69kPa。常壓下平衡時氣液兩相組成分別為y=0.3891， x=0.0721，則其相對揮發度AB =_。某二元混合物，進料量為 100 kmol/h ，進料組成 xF=0.6( 摩爾分數，下同 )，要求塔頂得到組成xD 不小于 0.95 的產品，則塔頂餾出液的最大流量為kmol

24、/h 。將相對揮發度為 2.47 的某二元混合物在全回流操作的塔中進行精餾，現測得全凝器中冷凝液組成為0.98 ，塔頂第二層塔板上升的氣相組成為0.969 ，則塔頂第一層塔板的氣相默弗里板效為，則塔頂第一層塔板的液相默弗里板效率為。5.在常壓下用精餾塔分離某二元理想混合液，泡點進料， 進料中易揮發組分的組成為 0.4( 摩爾分數，下同) ，塔頂產品組成為0.95 ，體系的相對揮發度為2.47 ，則最小回流比 Rmin=_。6.精餾塔設計時采用的參數F 、 xF、 q、 R、D 、 xD 均為定值，若降低塔頂回流液的溫度，則所需理論板數將。7. 下列參數F 、 xF、 q、 R、 xD、 xW

25、中圖解法求理論板時不用的有_。圖解法求理論板數時進料熱狀況變化，位置變化的線有_。精餾塔操作中，由于某種原因進料濃度xF 減小，進料量 F 與熱狀態 q 保持不變，塔釜加熱量不變， 若維持塔頂產品組成xD 與塔底產品組成xW 不變，則 R_， D _，W_， L/V _， V / L _。 (增大，減小，不變)間 歇 精 餾 的 特 點 ： (1)_ ； (2)_ ；(3)_ 。對于恒定回流比的間歇精餾過程，其餾出液組成_，對于恒定餾出物組成的歇精餾過程，其回流比_。10.恒沸精餾的原理是?；A知識測試題參考答案一、選擇題1. BA2. A3.C4. B5. C6. B7. A8. A9.CA

26、10. (1)B(2)A(3)A (4)C二、填空題降低；升高8.2063.260.4% ；39.3%1.48減小F ， q 線和操作線增大；減小；增大；增大；減小7(1) 間歇精餾為非定態過程； (2) 間歇精餾時全塔均為精餾段， 沒有提餾段； (3) 塔內的存液量對精餾過程及產品持產量和質量均有影響；不斷降低；不斷增大在混合液中加入第三組分，該組分與原混合液中的組分形成新的恒沸物，其沸點明顯低于原溶液中組分沸點或原恒沸物的沸點，使混合液變成“純組分恒沸物”組成，從而可以用一般的精餾方法分離。問答： 在間接蒸汽加熱的連續常壓精餾過程中，考察經過一塊理論板的氣液相組成變化情況。發現經過一塊理論

27、板后精餾段液相組成變化程度要高于對應的氣相組成（即 Y），提餾段則相反。試從物料恒算角度對此加以分析并予以解釋004-衡沸精餾和萃取精餾的主要異同點相同點：都加入第三組分改變相對揮發度區別：前者生成新的最低衡沸物，加入組分從塔頂出，后者不形成新衡沸物，加入組分從塔底出；操作方式前者可間隙，較方便；前者消耗熱量在氣化潛熱，后者再顯熱，消耗熱量較少指導 -何謂全回流、最小回流比，全回流一般用在哪些場合，挾點恒濃區的特征是什么精餾塔不進料也不出料，塔頂冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流時，達到指定分離要求所需的理論板數最少。開工時為不穩定過程，為盡快達到分離要求采用全回流操作，然后再慢慢減小回流比

28、至規定回流比。停車時先過渡到全回流操作再停車，科研實驗中采用全回流操作測定板效率。最小回流比指達到指定分離要求所需理論板數為無窮多時的回流比，是設計型計算特有的問題。氣液兩相濃度在恒濃區幾乎不變。1-恒摩爾流假設指什么？其成立的主要條件是什么？在沒有加料，出料的情況下，塔段內的氣相或液相摩爾流量各自不變組分摩爾汽化熱相近，熱損失不計，顯熱差不計2-何謂輕關鍵組分，重關鍵組分？何謂輕組分，重組分？對分離起控制作用的兩個組分為關鍵組分，揮發度大的為輕關鍵組分，揮發度小的為重關鍵組分比輕關鍵組分更容易揮發的為輕組分，比重關鍵組分更難揮發的為重組分3-平衡蒸餾與簡單蒸餾有何不同前者是連續操作且一級平衡

29、；后者是間歇操作且瞬時一級平衡4-間歇精餾與連續精餾相比有何特點？適用于什么場合？操作靈活，適用于小批量物料分離5-什么是理論板，默弗里板效率有什么含義？理論板指離開該板的汽液兩相達相平衡的理想化塔板默弗里板效率表示經過一塊塔板之后的實際增濃與理想增濃之比。7-何謂靈敏板塔板溫度對外界干擾反應最靈敏的塔板。8-q 值含義為一摩爾加料加熱至飽和氣體所需熱量與摩爾汽化潛熱之比，表明加料熱狀態。加料狀態：過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液混合物、飽和液體、冷夜9-蒸餾的目的是什么？蒸餾操作的基本依據是什么？分離液體混合物液體中各組分揮發度不同810-蒸餾的主要費用花費加熱和冷卻的費用11-何謂泡點，露點？對于

30、一定的組成和壓力，兩者大小關系如何？泡點指液相混合物加熱至出現第一個氣泡時的溫度；露點指氣相混合物冷卻至出現第一個液滴時的溫度。露點大于或等于泡點12-非理想物系何時出現最低衡沸點？何時出現最高衡沸點？強正偏差；強負偏差13-最適宜回流比的選取須考慮哪些因素？設備費，操作費之和最小14-如何選擇多組分精餾的流程方案考慮經濟上優化，物性，產品純度15-何謂清晰分割法、全回流近似法清晰分割法假定輕組分在塔底的濃度為零，重組分在塔頂的濃度為零。全回流近似法假定塔頂、塔底的濃度分布與全回流時相近。三、計算題1用連續精餾塔每小時處理100 kmol 含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求餾出液中含苯9

31、0%，殘液中含苯 1%（組成均以 mol%計），求：（ 1）餾出液和殘液的流率（以kmol/h計）；（ 2）飽和液體進料時，若塔釜的氣化量為132 kmol/h ，寫出精餾段操作線方程。解：（ 1）代入數據解此方程組，得D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h（ 2）飽和液體進料時，V = V ，即 V = 132 kmol/h，則L = V D = 132 43.8 = 88.2 kmol/hR = L/D = 88.2/43.8 = 2精餾段操作線方程2氯仿（ CHCl3）和四氯化碳（ CCl4）的混合物在一連續精餾塔中分離。餾出液中氯仿的濃度為0.95 （摩爾分率）

32、，餾出液流量為50 kmol/h ，平均相對揮發度= 1.6 ，回流比R = 2 。求：1）塔頂第二塊塔板上升的氣相組成；2）精餾段各板上升蒸氣量 V 及下降液體量 L（以 kmol/h 表示）。氯仿與四氯化碳混合液可認為是理想溶液。解：（ 1）由題知， y1 = x D = 0.95 ， R = 29由相平衡方程，得即由精餾段操作線方程則2）V=L+D ，L/D=R ，V=（R+1 ）D V = 3 50 = 150 kmol/h， L = 2 50 = 100 kmol/h一連續精餾塔，泡點進料。已知操作線方程如下：精餾段 y = 0.8 x + 0.172提餾段y = 1.3 x 0.0

33、18求原料液、餾出液、釜液組成及回流比。解：由精餾段操作線方程，得 R = 4 ；，得 x D = 0.86將提餾段操作線方程與對角線方程y = x聯立解得 x = 0.06，即 x w = 0.06將兩操作線方程聯立解得 x = 0.38因是泡點進料，q = 1 ， q 線垂直，兩操作線交點的橫坐標即是進料濃度，x F = 0.384用一精餾塔分離二元理想混合物，塔頂為全凝器冷凝，泡點溫度下回流，原料液中含輕組分0.5( 摩爾分數，下同) ，操作回流比取最小回流比的. 倍，所得塔頂產品組成為，釜液組成為料液的處理量為kmol / h 料液的平均相對揮發度為，若進料10時蒸氣量占一半，試求：1

34、）提餾段上升蒸氣量；2）自塔頂第 2 層板上升的蒸氣組成。分析：欲解提餾段的蒸氣量v ，須先知與之有關的精餾段的蒸氣量V 。而 V 又須通過V (R 1)D 才可確定?？梢姡却_定最小回流比Rmin ，進而確定 R 是解題的思路。理想體系以最小回流比操作時，兩操作線與進料方程的交點恰好落在平衡線上，所以只須用任一操作線方程或進料方程與相平衡方程聯立求解即可。yx3x解：（）由相平衡方程1(1) x12 xyqxxF0.5x0.5x1及進料方程q1q 10.5 10.512x 2x248聯立解得 2x 4yq3xq0.633x q0.3671 2xq取則RminxDyq0.950.63yqxq0

35、.631.231.4R1.7220.37R=min再由物料衡算方程FDW及FxFDxWWxW解得D 50kmol / hWFD50 kmol / hV(R1)D(1.7221)50136.1kmol / hV V(1q)FV0.5F136.15086.1kmol / h（ 2）已知 y1xD0.95x1y10.86(1) y1由相平衡關系再由精餾段操作線方程解得y2Rx1xD1.7220.860.950.88R11.722 11.7221R 15某二元混合液的精餾操作過程如附圖。已知組成為0.52 的原料液在泡點溫度下直接加入塔釜內，工藝要求塔頂產品的組成為0.75 ，（以上均為輕組分A 的摩

36、爾分數） ，塔頂產品采出率 D/F為 1:2 ，塔頂設全凝器，泡點回流。若操作條件下，該物系的為 3.0 ，回流比 R為 2.5 ，求完成上述分離要求所需的理論板數（操作滿足恒摩爾流假設）。F,xF,qD,x DW,xWM11分析：因題中未給平衡相圖，只可考慮逐板計算法求理論板數。當料液直接加入塔釜時，應將塔釜視作提餾段，然后分段利用不同的操作線方程與相平衡方程交替使用計算各板的氣液相組成，直至 xxW時止。解：由D / F1/ 2, F 2D , D W 代入物料平衡方程FDW及Fx FDxD WxW聯立解得xW =0.34整理精餾段操作線方程ynRx D2.50.751RxnR1xn3.5

37、13.5yn10.174xN0.214(a)yax1(a1) x而相平衡方程xyy整理成a(a1) y2.51.5 y（ b）交替利用 (a)(b) 兩式逐板計算由xDy10.75代入 (b)得x10.545代入 (a)得y20.603代入 (b)x20.378xF0.52整理提餾段操作線方程由LL qFRDF2.5D2D 4.5D則 y m 1Lx mWxWL WLW4.5Dxm0.34D=4.5DDD4.5D即ym 11.286xm0.097(c)x0.378代入 (C)得y31.2860.378 0.097 0.389 -將 2代入（ b）得 x30.203 xW 0.34故包括塔釜在內

38、共需3 塊理論塔板。6在一連續精餾塔中分離二元理想混合液。原料液為飽和液體，其組成為0.5 ，要求塔頂餾出液組成不小于0.95,釜殘液組成不大于0.05(以上均為輕組分 A 的摩爾分數 ) 。塔頂蒸汽先進入一分凝器，所得冷凝液全部作為塔頂回流,而未凝的蒸氣進入全凝器，全部冷凝后作為塔頂產品。全塔平均相對揮發度為2.5, 操作回流比 R1.5Rmin 。當餾出液流量為 100 kmol / h 時，試求：1）塔頂第 1 塊理論板上升的蒸汽組成；2）提餾段上升的氣體量。12分析：因為出分凝器的冷凝液L 與未液化的蒸氣 V0 成相平衡關系，故分凝器相當一層理論塔板。應注意，自分凝器回流塔內的液相組成

39、x0與自全凝器出來的產品組成xD 不同。解：（ 1）由平衡方程及泡點進料時xq 0.5yqaxq2.50.50.7141 ( a1) xq11.50.5RminxDyq0.950.7141.1yqxq0.7140.5R1.5Rmin1.65RxxDy1R1精餾段操作線方程R1.65 x0.950.623x0.3582.652.65再由平衡方程及y0 xD0.95x0y00.950.884(1) y02.5 1.50.95得代入精餾段操作線方程y10.623x00.3580.909由 V V (1 q) F當泡點進料時，q1則V V(R 1)D2.65 100 265kmol / h7用一連續精

40、餾塔分離由組分A、B所組成的理想混合液。 原料液中含 A 0.44，餾出液中含 A 0.957（以上均為摩爾分率）。已知溶液的平均相對揮發度為2.5 ，最小回流比為1.63 ，說明原料液的熱狀況，并求出q 值。解：采用最小回流比時，精餾段操作線方程為即由相平衡方程，得聯立兩方程，解得x = 0.367， y = 0.592此點坐標（ 0.367 ， 0.592 ）即為（ xq， yq）。因 x F = 0.44 ，即 xq xF yq，說明進料的熱狀況為氣液混合進料。13由 q 線方程，此線與平衡線的交點即是操作線與平衡線的交點有解出 q = 0.6768一連續精餾塔分離二元理想混合溶液，已知

41、某塔板的氣、液相組成分別為0.83 和 0.70 ，相鄰上層塔板的液相組成為0.77 ，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78 （以上均為輕組分A 的摩爾分數，下同） 。塔頂為泡點回流。進料為飽和液體，其組成為0.46 。若已知塔頂與塔底產量比為 2/3 ，試求：（ 1）精餾段操作線方程；（ 2）提餾段操作線方程。解：精餾段操作線方程yn 1RxnxDRR1依精餾段操作線方程10.83R0.77xD將該板和上層板的氣液相組成代入有R 1R1(a)0.78RxDR 10.701再將該板和下層板的氣液相組成代入有R(b)聯立（ a）、（ b）解得R2.0 ， xD0.95y20.952 1x13y2x0.95則精餾段操作線方程為2即（ 2）提餾段操作線方程ym 1L/xmWxWL/L/W提餾段操作線方程的通式為W將L/LqF , FDWq 1( 泡點進料 )代入上式則有ym 1LqFWxWLqFxmLqFWWLD WWxWLDxmLDym 1R1W DxmW DxW轉化上式為R1R1（ C）DxFxW20.46xW根據WxDxW即30.950.46解得xW0.13將有關數據代入（c），則提餾段操作線方程為14y2 13 2 x3 20.133 y 4.5x 0.195212 1即9、用一精餾塔分離二元液體混合物，進料量 100kmol/h ，易揮發組分 xF=0.5 ，泡點進料，得塔