蒸餾補充習題

第七章餾填空題（1）精餾過程是利用

和

的原理進行完成的。答案：多次部分氣化；多次部分冷凝（2）當分離要求和回流比一定時需的理論板數(shù)。

進料值最小，此時分離所答案：過熱蒸氣；最多分析：5進料狀況中是依過冷液體、飽和液體、氣液混合、飽和蒸氣和過熱蒸氣順序由大變小的，這是由熱狀況參q定義所確定的。由定義可見，在H、h為定值的情況下，原料的原狀態(tài)焓值越低值越大。VL的改變使提餾段操作線與平衡曲線間的距離發(fā)生變化，q值減小時，兩線靠近，故所需理論板數(shù)增多。（3）精餾操作的依據(jù)是。精餾操作得以實現(xiàn)的必要條件包括和。答案：混合液中各組分的揮發(fā)度的差異；自塔頂向下的液流和自塔底向上的氣流分析：精餾操作的依據(jù)只能是各組分間揮發(fā)度的差異或者說相對揮發(fā)度不等于1而不可認為是各組分間沸點的不同。對純組分，當壓力一定時，沸點低者揮發(fā)性大但對混合溶液由于一個組分的揮發(fā)性受其他組分的影響故不能僅從沸點或蒸氣壓大小來判斷其揮發(fā)性能為此組分的揮發(fā)度是以蒸氣壓與液相摩爾分數(shù)的比值來表示的有些物系各組分沸點雖存在差異但在恒沸組成處，相對揮發(fā)度為1不能用普通的精餾方法分離。塔內(nèi)始終有逆向流動的液、氣兩股物流是實現(xiàn)精餾的必要條件，但并不意味塔頂必須有液相回流塔底必須有產(chǎn)生回流蒸氣的再沸器例如將液態(tài)原料自

甲苯苯A甲苯苯A塔頂加入將氣態(tài)原料自塔底加入或?qū)柡驼魵庵苯蛹尤胨椎惹闆r均可替代回流作用。（4）當增大操作壓強時，精餾過中物系的相對揮發(fā)度，塔頂溫度，塔釜溫度。答案：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(fā)度差異變小。（連續(xù)精餾操作時操作壓力越大對分離越若進料汽液比為1:4（摩爾）時，則進料熱狀況參q。答案：不利；0.21分析：若進料汽液比為1，則液相占總進量的比率為0.2值既4是進料的液相分率，又是熱狀況參數(shù)。（6）精餾塔設(shè)計時，若工藝要求一定，減少需要的理論板數(shù)，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(shè)備費的總投資將是的變化過程。答案：增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升（7）總壓(748mmHg)，100℃時苯與甲苯的飽和蒸氣壓分別是179.18)74.53kPa)，平衡時苯的氣相組成為_____甲苯的液相組成為_______，（以摩爾分數(shù)表示）。苯與甲苯的相對揮發(fā)度為______。答案：；0.567；2.40；分析

BAB

74.53

0.241；由y

A0.2410.433得yy（8精餾塔結(jié)構(gòu)不變操作時若保持進料的組成流率狀況及塔頂流率一定，只減少塔釜的熱負荷，則塔頂______，塔x______，提餾段操作線斜率DW_____。答案：減少；增大；增大分析：塔釜熱負荷減少意味著蒸發(fā)量減少，當D變時V的減少導致L少，即回流R減小，故精餾段操作線斜率減小，提餾段操作線斜率增加。塔板數(shù)不變時，兩段操作線斜率的改變只能

D

減小和x增大。W

（9全回流時頂產(chǎn)品量為_______,底產(chǎn)品量為_______,進料量為_______,回流比_______,理論數(shù)為_______,全回流適用的場合通常是_______。答案：；；R生產(chǎn)開工或?qū)嶒炑芯?。Tmin（）精餾塔的塔底溫度總是_塔頂溫度，其原因一是是________。答案：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(nèi)壓降使塔底壓力高于塔頂，因而塔底的泡點較高。（某精餾塔操作時保持進料流率及組成料熱狀況和塔頂蒸氣量不變，增加回流比，則此時塔頂產(chǎn)品組成

D

，塔底產(chǎn)品組成W

，塔頂產(chǎn)品流率，精餾段液氣比。答案：增加；減少；減少；增加分析：D，不變時，R增加，D須減少。在理論板數(shù)不變時回流比的增加必會使產(chǎn)品分離程度提高增加時液氣比

L必R然也增大。（）板式塔塔板上氣液兩相觸狀態(tài)有_，它們是_板式塔不正常操作現(xiàn)象常見的有_______，它們是_答案：3；鼓泡接觸狀態(tài)，泡沫接觸狀態(tài)，噴射接觸狀態(tài)；種；嚴重漏液、溢流液泛、嚴重霧沫夾帶。（）常見的連續(xù)接觸式的氣傳質(zhì)設(shè)備是_，塔內(nèi)_分散相，______為連續(xù)相，為保證操作過程中兩相的接觸良好，塔內(nèi)頂部應設(shè)

裝置，中部應設(shè)

裝置。答案：填料；液體；氣體；液體分布裝置；液體再分布裝置選擇題（1）精餾的操作線為直線，主要因為（）。A．論板假定；C.理想物系；B．塔泡點回流；D.恒摩爾流假定答案：D分析由于作了恒摩爾流假定后通過塔頂或塔底的物料衡算關(guān)系才推導出直線的操作線方程。（2）操作中連續(xù)精餾塔，如采用回流比小于原回流比，則（）。A．、x均增加；Ｂ．x減小，x增加；DDWＣ．xx均不變；Ｄ．不能正常操作D答案：Ｂ

分析當回流比變小時精餾段操作線斜率變小同時提餾段操作線斜率變大，若保持塔板數(shù)不變，必然是結(jié)果B。（）某真空操作精餾塔，在真空度降低后，若保F、x、加F料位置不變，則塔頂產(chǎn)品組成變化為（）。D變小；B變大；C.不變；D．不確定；答案：A分析：當壓力增大后，組分間相對揮發(fā)度變小，故分離能力變低。（4）精餾操作時，若、不變的條件下，將塔頂產(chǎn)品增加，F(xiàn)其結(jié)果是（）A下降，上升；B．x下降，不變；DWWC．下降，亦下降；D．無法判斷；DW答案：C分析：D增加時，必然減小，但因回流比R變，只V和L同時DRL增加，即'和L'同時增加，q為例，從提餾段操作線斜率看，'R當D增大后，

'

變小，而N不變，故有x減小。T計算題（1）某連續(xù)精餾操作分離二元混溶液，已知操作線方程為：精餾段

y0.16

提餾段

y0.02若進料時，原料為氣液相各占一半的混合態(tài)，求塔頂及塔底產(chǎn)品產(chǎn)率及回流比。分析若求產(chǎn)品產(chǎn)率必須確定塔頂產(chǎn)品,塔底品和進料的組成將精餾段操作線方程提餾段操作線方程分別與對角方程聯(lián)立即可確定塔頂?shù)捉M成。而進料組成可由兩個操作線方程與進料方程聯(lián)解求得解：聯(lián)解得塔頂產(chǎn)品組成

y0.16xxD

及

x再聯(lián)解

y0.02

及yx得塔底產(chǎn)品組成部分

xxW再聯(lián)解得

y0.16x,y0.4

及y0.02

將此代q線方程，且由題巳知q

12

y

qxxFqq0.4

0.50.3F0.5

解得

xF由全塔物料衡算式

F及全塔輕組分物料衡算式

FxFD

W知塔頂產(chǎn)品產(chǎn)率塔底產(chǎn)品產(chǎn)率

FWFx0.800.05DWWF0.4F由精餾段操作線方程斜率

0.80解得4（）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，原料液中含輕組分摩爾分數(shù)，下，操作回流比取最小回流比1.4倍，所得塔頂產(chǎn)品組成為，釜液組成為0.05料液的處理量為．料液的平均相對揮發(fā)度為3若進料時蒸氣量占一半，試求：（1）提餾段上升蒸氣量；（2）自塔頂?shù)?層板上升的蒸氣組成。分析欲解提餾段的蒸氣量V與之有關(guān)的精餾段的蒸氣VV又須通D才可確定?？梢姡却_定最小回流比R解題的思路。

，進而確定R是min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(lián)立求解即可。解：(1)由相平衡方程

y

x1及進料方程

y

qx0.5xFxq0.5聯(lián)立解得

x

2

１＝0

4取

x0.7

則

y

3x1

3R

min

xyy

0.63

1.23

R=1.4

1.722

00再由物料衡算方程

F

及

FxDxFW

W解得

DmlhFDlhVRm/V

'

)F0.5F136.1km(2)已知y0.95D由相平衡關(guān)系

y

0.86再由精餾段操作線方程解得（在一連續(xù)精餾塔中分離二元理想混合液料液為飽和液體組成為，要求塔頂餾出液組成不小于，釜殘液組成不大于以上均為輕組分A的摩爾分數(shù))。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(chǎn)品。全塔平均相對揮發(fā)度為，操作回流比1.5R。當餾出液流量為00kmol/h時，試求：min（1）塔頂?shù)?塊理論板上升的蒸汽組成；（2）提餾段上升的氣體量。分析：因為出分凝器的冷凝液L與未液化的蒸V成相平衡關(guān)系，故分凝