化工原理第五章精馏题

(2) 若F、xF、Np为不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,?试定性说明可采 用的措施有哪些?

用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物,塔顶设全凝器,塔底设有再沸器, 进料量为150kmol/h,其中含苯(摩尔分率,下同),泡点进料,?通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为%,塔底产品中苯的组成为,实际操作回流比R=,已知操作条件下平衡关系如图所示,若设该塔在最适宜位置进料。

试求:

(1) 塔顶、塔底产品流量及塔顶组成; (2) 该塔具有理论板数和进料位置; (3) 精馏段及提馏段液气比各为多少?

(4) 因长期操作再沸器内结垢,试问对塔顶产质量有何影响??如何才能维持 正常生产?(设产品流量不变)。

某两组分混合液用精馏分离,其易挥发组分在进料中浓度为50%(摩尔),?泡点进料,系统的相对挥发度α=2,塔顶出料是进料量的60%(摩尔%),如现采有的理论板数为无穷多,试计算: (1) R=时釜底与塔顶产口的组成各为多少?

(2) R=时,试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示意图。

某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部,已知xF=(摩尔分率,下同) ,xD=,xw=,相对挥发度α=3,回流比R=2Rmin。试求: (1) 提馏段操作线方程;

(2) 进入第一块理论板(由顶往下数)的汽相浓度;

(3) 若因故塔釜停止加热,欲维持XD不变应如何操作?此时塔釜排液xw=?

用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中易挥发组分,饱和水蒸汽S=50kmol/h由 塔底进入,加料组成xF=(摩尔分率,下同),温度为20℃,F=100kmol/h,料液由塔顶加入,无回流,试求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率η。

在本题范围内平衡关系可表示为y=3x,液相组成为x=时,泡点为80℃,比热为100kJ/kmol·℃,汽化潜热40000kJ/kmol。

精馏流程如图所示。已知原料组成xF=(摩尔分率,下同),xw=,y1=,塔顶蒸汽全部冷凝为泡点液体,该液体在贮罐内静止分层,上层组成xD=作为产品,下层x0=于泡点下回流,试在y~x图上作图求理论塔板数。

有一精馏塔,用以分离α=2的A、B二元混合物。测得进入第n层理论板的蒸汽量为100 Kmol/h,组成yA=,进入液体量为100 Kmol/h,组成xA=。设A、B的摩尔潜热近似相等,热损失为零,忽略显热变化。该板的液相默弗里效率EmL=,问离开该板的气液相组成各为多少?

用图示的蒸馏釜对苯、甲苯二元混合物进行连续精馏(塔内没有塔板),原料直接加入塔 釜,原料组成xF=(摩尔分率,下同),要求塔顶产品组成xD=。塔顶设分凝器,其中50%的蒸汽冷凝并返回塔顶做回流。出分凝器的蒸汽与冷凝液保持平衡。进料量为100 Kmol/h。问塔顶、塔釜产量为多少?气化量为多少?已知α=

欲用连续精馏塔分离二元混合液。已知原料为饱和液体,原料组成xF=(摩尔分率,下同),回流比R=4,塔顶采出率D/F=(摩尔比),物系的α=。试求:

(1) 当塔顶产品组成xD=时,精馏段及提馏段的操作线数值方程。 (2) 板数不限时,馏出液最大浓度。

某精馏塔分离A组分和水的二元混合液(其中A为易挥发组分),xD=,xw=,xF=,原料为饱和液体。塔顶设全凝器,泡点回流。回流比R=,塔底用饱和水蒸气直接加热,每层塔板的气相默弗里效率EmV=,在本题计算范围内,相平衡关系为y=+。试求:

(1) 从塔顶的第一块实际板下降的液体组成; (2) 塔顶的采出率D/F。

所示的回收塔。饱和液体进料,F=100kmol/h,易挥发组分含量xF=(摩尔分率,下同);要求塔顶易挥发组分回收率为,xw=,系统的α=。试求: (1).馏出液组成xD,塔顶、塔底产物流率; (2).操作线方程

(3).在加料流率及塔釜蒸发量不变时,可能获得的最高馏出液浓度。

分离二元理想混合物采用如图所示的精馏分离流程,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热,第一股加料,F1=1kmol/s, xF1=(摩尔分率,下同),q1=1, 第二股加料,F2=h, xF2=,q2=0;要求:xD=,xW=。 (1).若回流比R=1,求塔中段(两个加料口之间)的操作线方程; (2).若相对挥发度α=3,求最小回流比Rmin。

习题39 附图 习题40 附图

某精馏塔塔顶有饱和液体进料,xf=(摩尔分率,下同); 塔底出料xw=,塔顶蒸汽冷凝到泡点,1/3作产品,2/3作回流,xD=, 系统的α=。试计算:

(1). 所需的理论板板数。

(2).若F、xF、q不变,塔釜加热量和回流量也不变,当塔的理论板数不限时,问塔顶可达到的最大浓度为多少?

在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯混合液,在全回流条件下测得相邻板上液体组成分别为,和,试求三层板中下面两层的单板效率。

在操作条件下苯-甲苯的平衡数据如下 x y

在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度

为。原料液组成为(易挥发组分摩尔分率,下同),饱和蒸气加料。塔顶采出率

D为40%,且已知精馏段操作线方程为y=+,试求: F 1.提馏段操作线方程:

2.若塔顶第一板下降的液相组成为,求该板的气相默夫里效率Emv1。

综 合 思 考 题

选择与填空

[1]. 已分析测得这四股物料的组成为,,,,试找出y6、x6、y7 、x7的对应值,y6= 、x6= 、y7= 、 x7= 。 [2]. 如图所示

a 点表示 ; b 点表示 ; c 点表示 ; ab段表示 ; bc段表示 。

习题1附图 习题2附图

[3].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

xn-1= ,xn=(均为易挥发组份摩尔分率)。已知操作条件下相对挥发度α=3,则yn= ,x* n= ,以液相组成表示的第n板的单板效率EmL= 。

讨论:在精馏塔任意一块理论板上,其液相的泡点温度小于气相的露点温度。

[4]. 分离要求一定。当回流比一定时,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 . 对有恒沸现象的二元体系,用恒沸精馏比萃取精馏好,因为前者能耗小。 [5].(1) \蒸馏操作依据是组分间沸点差异\此话错在何处?

(2) 精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t1,液相泡点温度为t2。塔底某理论板上汽相露点温度为t3,液相泡点温度为t4。试按温度大小顺序用>、=、

(3) 恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组分),其目的是 .

[6].已知某精馏塔在情况一下操作得到F1、xF1、q1、R1、D1、xD1、xw1。今改变操作为情况二,

且知F1=F2,xD1=xD2,xw1=xw2,q1=q2但xF1、=、<) D1 D2 ; W1 W2 ;R1 R2

[7].吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N及Nmin均包括塔釜)。试说明: (1)(R-Rm)/(R+1)=时, R= ,N ; (2) 当(N-Nmin)/(N+1)=时,R= ,N= 。 [8].某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程截距等于零,则: (1) 回流比等于 ;(2)馏出液量等于 ; (3) 操作线斜率等于 。(以上均用数字表示)

[9].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操作,已知Xn=,则yn-1= (由塔顶往下数)。

[10].某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1,温度T,经全凝器恰好冷凝到点,?部分回流入塔,组成x0,温度t,则

y1 x0,T t 。(>,=,<)

习题10附图

[11].试比较某精馏塔中第n-1,n,n+1层理论板上参数的大小,

即: yn+1 yn,tn-1 Tn,yn Xn-1,Tn tn,Tn+1 Tn 。(>,=,<)

[12].设计二元理想溶液精馏塔时,若F,xF,xD,xW 不变,则随原料中液相分率增加其最小回流比 ;在相同回流比下,总理论板数 ;精馏段理论板数 ;塔顶冷凝器热负荷 ;塔釜热负荷 。

[13].(1) 在设计连续操作的精馏塔时,如保持xF,D/F,xD,R一定,进料热状态及空塔气速也一定,则增大进料量将使塔径 ,而所需的理论板数 。

(2) 全回流时,精馏段操作线的斜率为 ,提馏段操作线的斜率为_________对相同的xD和xW,部分回流比全回流所需的理论板数 。

[14].(1) 理想溶液的特点是同分子之间的作用力 异分子之间的作用力,形 成的溶液 容积效应和热效应。

(2) 精馏塔设计时,当回流比加大时,所需要的理论板数 ,同时蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量 ,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量 ,所需塔径 。 [15]. 精馏操作时,增大回流比,若F,xF,q不变,则精馏段液汽比L/V , 提馏段液汽比L/V ,塔顶xD ,塔底xW 。

[16]. 试比较连续精馏塔的塔釜用直接蒸汽加热(D)与间接蒸汽热(I) (<,>,=)。

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