一常壓連續(xù)操作的精餾塔

［一］填空題1、精餾過(guò)程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而進(jìn)行的。精餾設(shè)計(jì)中，回流比越大，所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)先降后升的變化過(guò)程。2、分離任務(wù)要求一定，當(dāng)回流比一定時(shí)，在5種進(jìn)料狀況中，冷液體進(jìn)料的q值最大，提餾段操作線(xiàn)與平衡線(xiàn)之間的距離最遠(yuǎn),分離所需的總理論板數(shù)—最少 。3、相對(duì)揮發(fā)度a=1，表示不能用普通精餾分離分離，但能用萃取精餾或恒沸精餾分離 分離。4、 某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h,xF=0.6,要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為66.7kmol/h。5、精餾操作的依據(jù)是 混合液中各組分的揮發(fā)度差異，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣 。6、 寫(xiě)出相對(duì)揮發(fā)度的幾種表達(dá)式a 。7、 等板高度是指與理論板傳質(zhì)作用相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨取６?、選擇1、 已知q=1.1，則加料中液體量與總加料量之比為_(kāi)。A1.1:1 B1:1.1 C1:1 D0.1:12、 精餾中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高最恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)法是D。A液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相；B汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；C液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時(shí)發(fā)生。3、 某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.6，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1,與之相平衡的汽相組成yA=0.7，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2,則_A_At1=t2 Bt1<t2 Ct1>t2 D不確定4、 某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0.6,要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為 B。A60kmol/hB66.7kmol/hC90kmol/hD不能定5、 精餾操作時(shí)，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不變，而將塔頂泡點(diǎn)回流改為冷回流,則塔頂產(chǎn)品組成xD變化為_(kāi)B A變小 B變大 C不變 D不確定6、 在一二元連續(xù)精餾塔的操作中，進(jìn)料量及組成不變，再沸器熱負(fù)荷恒定，若回流比減少則塔頂溫度A,塔頂?shù)头悬c(diǎn)組分濃度 B,塔底溫度C ,塔底低沸點(diǎn)組分濃度A 。A升高 B下降C不變D不確定7、某二元混合物，a=3，全回流條件下xn=0.3.則yn-1=B0A0.9B0.3C0.854D0.7948、 某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為tl,氣相組成為yA=0.4,相應(yīng)的露點(diǎn)組成為t2,則B。Atl=t2 Btl<t2 Ctl>t2 D不能判斷9、 某二元混合物，a=3，全回流條件下xn=0.3,則yn-1=DA0.9 B0.3 C0.854 D0.79410、 精餾的操作線(xiàn)是直線(xiàn)，主要基于以下原因D 。A理論板假定 B理想物系C塔頂泡點(diǎn)回流 D恒摩爾流假設(shè)11、二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線(xiàn)的變化 B。A平衡線(xiàn) B操作線(xiàn)與q線(xiàn)C平衡線(xiàn)與操作線(xiàn) D平衡線(xiàn)與q［三］計(jì)算題1、一常壓連續(xù)操作的精餾塔，用來(lái)分離苯和甲苯混合物?；旌衔锖?.6摩爾分率，以100Kmol/h流量進(jìn)入精餾塔，進(jìn)料狀態(tài)為氣液各占50%摩爾數(shù)，操作回流比為最小回流比的1.5倍；要求塔頂餾出液組成為0.95（苯的摩爾分率，下同），塔底釜液組成為0.05。在操作條件下，苯和甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為2.5。試求：（1） 塔頂和塔底產(chǎn)品量；（2） 最小回流比；（3） 精餾段操作線(xiàn)方程；（4） 提餾段操作線(xiàn)方程。解答：求塔頂和塔底產(chǎn)品量由F=D+WFx=Dx+WxFDW得D=F(xF-xW)/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)D=61.11kmol/hW=F-D=100-61.11=38.89kmol/h求最小回流比由題可知q=0.5q線(xiàn)方程為：y=0.5x/(0.5-l)-x/(0.5-l)y=-x+1.2 ①平衡線(xiàn)方程為：y=ax/(1+(a-1)x)y=2.5x/(l+l.5x) ②令①=②并化簡(jiǎn)得1.5x2+1.7x-1.2=0求得q線(xiàn)與平衡線(xiàn)交點(diǎn)：x=0.492qy=0.708q.?? Rmin=(XD-yq)/(yq-Xq)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=1.12求精餾段操作線(xiàn)方程R=1.5R=1.5x1.12=1.68minyn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=1.68xn/(1.68+1)+0.95/(1.68+1)y=0.627x+0.354n+1 n求提餾段操作線(xiàn)方程L‘=L+qF=RD+0.5F=1.68x61.11+0.5x100=152.66=V+(q-1)F=D(R+1)+(0.5-1)x100=113.77,=(LZ/V’)x-wx/Vz=152.66x/113.77-0.05x38.89/113.77m+1 mw m=1.34x-0.017m+1m2、某具有全凝器及間接加熱再沸器的精餾塔，分離兩組分理想溶液。已知：F=100kmol/h,xf=0?5,?=1,a=3，塔內(nèi)為理論板。測(cè)得：xd=0?95,xw=0?05,L=60kmol/ho⑴求D=？,W=？；⑵求精餾段操作線(xiàn)的斜率以及最小回流比與最大回流比時(shí)精餾段操作線(xiàn)的斜率；⑶求兀0、y1、x1、y2及yw⑷現(xiàn)因再沸器加熱蒸汽壓力下降,致使熱量下降10％,問(wèn)欲使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不變,在操作上可采取哪些措施？3一精餾塔，原料液組成為0.5(摩爾分率)，飽和蒸氣進(jìn)料，原料處理量為100kmol/h，塔頂、塔底產(chǎn)品量各為50kmol/h。已知精餾段操作線(xiàn)程為y=0.833x+0.15,塔釜用間接蒸氣加熱，塔頂全凝器，泡點(diǎn)回流。試求：塔頂、塔底產(chǎn)品組成；

（2） 全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量；（3） 蒸餾釜中每小時(shí)產(chǎn)生蒸氣量（4） 若全塔平均a=3.0，塔頂?shù)谝粔K塔板默弗里效率Em=0.6，求離開(kāi)塔頂?shù)诙K塔板的氣相組成。解：（1）塔頂、塔底產(chǎn)品組成；0.833，R=5又x0.833，R=5又x=0.90由物料衡算Fx=Dx+Wxx=(100x0.5-50x0.9)/50=0.12） 全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量；V=（R+1）D=300kmol/h3） 蒸餾釜中每小時(shí)產(chǎn)生蒸氣量；q=0,V’=V-F=300-100=200kmol/h4） 求離開(kāi)塔頂?shù)诙K塔板的氣相組成。mV1x—mV1x—x*D1=y1+(o—1)x0.91+0.91+1.14xO-(O—l)y—3-2x0.9—0.750.9—x故 一U=0.6x=0.81y=0.833x0.81+0.15=0.8250.9-0.75 1 218.有一精餾