精餾分知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)題

1、第9章液體精儲(chǔ)內(nèi)谷小結(jié)氣液相平衡相平衡方程交點(diǎn)軌跡q線求q值（加料板）簡(jiǎn)化：恒摩爾流假設(shè)（無加料無出料板）冷凝器 Qc =V(Ivd -Ild)再沸器 Qb=V(Ivw-Ilw)圖解法加料熱狀態(tài)逐板計(jì)算法XD- yeiin 二Ve -Xe設(shè)計(jì)型計(jì)算全回流yn+ = Xn復(fù)習(xí)題1蒸儲(chǔ)概述蒸儲(chǔ)操作是借混合液中各組分揮發(fā)性的差異而達(dá)到分離目的。輕組分：混合物中的易揮發(fā)組分；重組分：混合物中的難揮發(fā)組分例：蒸儲(chǔ)是分離 的一種方法，其分離依據(jù)是混合物中各組分的 ,分離的條件是。答：均相液體混合物，揮發(fā)性差異，造成氣液兩相系統(tǒng)精儲(chǔ)操作壓力的選擇減壓蒸儲(chǔ)：降低了液體的沸點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)合：分離沸點(diǎn)較高的熱敏性混合

2、液，混合物沸點(diǎn)過高的物系（避免采 用高溫載熱體）。加壓蒸儲(chǔ)：提高冷凝溫度避免使用冷凍劑。應(yīng)用場(chǎng)合：分離常壓下呈氣態(tài)的物系，儲(chǔ)出物的冷凝溫度過低的 物系。舉例：脫丙烷塔操作壓力提高到1 765kPa時(shí)，冷凝溫度約為 50 C,便可使用江河水或循環(huán)水進(jìn)行冷卻，石油氣常壓呈氣態(tài)，必須采用加壓蒸儲(chǔ)。2雙組分溶液的氣液相平衡例：當(dāng)混合物在t-x-y圖中的氣液共存區(qū)內(nèi)時(shí)，氣液兩相溫度 ，但氣相組成 液相組成，而兩相的量可根據(jù) 來確定。答：相等，大于，杠桿規(guī)則例：當(dāng)氣液兩相組成相同時(shí)，則氣相露點(diǎn)溫度 液相泡點(diǎn)溫度。答：大于例：雙組分溶液的相對(duì)揮發(fā)度“是溶液中 的揮發(fā)度對(duì)的揮發(fā)度之比，若a=1表示。物系的砥愈

3、大，在x-y圖中的平衡曲線愈 對(duì)角線。答：易揮發(fā)組分，難揮發(fā)組分，不能用普通蒸儲(chǔ)方法分離，遠(yuǎn)離理想溶液的含義例：理想溶液滿足拉烏爾定律，也滿足亨利定律；非理想稀溶液滿足亨利定律，但不滿足拉烏爾定律；服從亨利定律并不說明溶液的理想性，服從拉烏爾定律才表明溶液的理想性例：精儲(chǔ)塔分離某二元物系，當(dāng)操作壓強(qiáng)降低時(shí)，系統(tǒng)的相對(duì)揮發(fā)度a,溶液的泡點(diǎn),塔頂蒸汽冷凝溫度。答：增大，減小，減小例.已知75c時(shí)甲醇（A）、水（B）的飽和蒸汽壓為 PA0=149.6kPa , pB0=38.5kPa,平衡的氣液兩相濃度分別為y=0.729 , x=0.4，則其相對(duì)揮發(fā)度之值為 .（4.035）3平衡蒸儲(chǔ)與簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)簡(jiǎn)

4、單蒸儲(chǔ)過程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度，其沸點(diǎn)則.答：不斷降低 不斷升高4精微例：精儲(chǔ)塔的作用是 。答：提供氣液接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所。例：在連續(xù)精儲(chǔ)塔內(nèi)，加料板以上的塔段稱為 ,其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板） 稱為,其作用是。答：精微段提濃上升蒸汽中易揮發(fā)組分提儲(chǔ)段 提濃下降液體中難揮發(fā)組分例：離開理論板時(shí)，氣液兩相達(dá)到 狀態(tài)，即兩相 相等，互成平衡。答：平衡 溫度 組成例：精儲(chǔ)塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，其原因有（1） 和（2） 。答：塔頂易揮發(fā)組分含量高塔底壓力高于塔頂加料熱狀態(tài)參數(shù)q的計(jì)算例：已知汽液混合物進(jìn)料中，汽相與液相的摩爾數(shù)之比為3:2,易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為 0.3,

5、則4=答：0.4(q=2/(3+2)=0.4)例：精微塔有 進(jìn)料熱狀況，其中以 進(jìn)料q值最大，進(jìn)料溫度 泡點(diǎn)溫度。答：五種 冷液體 小對(duì)于不同的進(jìn)料熱狀況，Xq、yq與Xf白L與匚，V與V的關(guān)系為(1)冷液進(jìn)料：Xq Xf , yq_ Xf , q1, L L+F, VvV;（2）飽和液體進(jìn)料：Xq=XF , yq_XF ； q= 1,L = L+F, V= V ;（3）氣液混合物進(jìn)料： XqXF 0qL, VV;（4）飽和蒸汽進(jìn)料：Xq_Xf , yq=XF ； q=0, L =L, V= V+F;（5）過熱蒸汽進(jìn)料：XqVXF , yqVXF ； qV+F;操作線方程例：某連續(xù)精儲(chǔ)塔，已知

6、其精微段操作線方程為 y=0.80X+0.172 ,且塔頂產(chǎn)品量為100 kmol/h ,則微出液組成Xd =,塔頂上升蒸汽量 V =。答：0.86, 500 kmol/h例：某連續(xù)精福塔中，若精福段操作線方程的截距等于零，則回流比等于，播出液流量等于 ,操作線方程為 。答：8 零yn+1=Xn例：在操作的精微塔中，第一板及第二板氣液兩相組成分別為y1,X1及y2,X2 （自塔頂開始計(jì)數(shù)）,則它們的大小順序?yàn)?。答：y1 y2XX2例：精微的兩操作線都是直線，主要是基于恒摩爾流假設(shè)5雙組分精微的設(shè)計(jì)型計(jì)算例：精微過程回流比 R的定義式為 ;對(duì)于一定的分離任務(wù)來說，當(dāng) R=時(shí)，所需理論板數(shù)為最少

7、，此種操作稱為 ；而R=時(shí)，所需理論板數(shù)為8。答案： oo 全回流 RminD例：完成某分離任務(wù)需理論板數(shù)為Nt=7 （包括再沸器），若Et=50%,則塔內(nèi)需實(shí)際板數(shù)（不包括再沸器）為（）答： 12 層 （7-1） /0.5=12例：在精儲(chǔ)操作中，若進(jìn)料位置過高，會(huì)造成釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分含量增高。例：精儲(chǔ)塔采用全回流時(shí)，其兩操作線與對(duì)角線重合最優(yōu)加料位置例：精儲(chǔ)計(jì)算中，以下說法正確的是 。A.再沸器算一塊理論板B.分凝器算一塊理論板C.加料板算一塊理論板 答：A、B例：圖解法求理論板時(shí)與下列參數(shù)F、xf、q、xd、xw、a中的哪一個(gè)量無關(guān)？F例：設(shè)計(jì)精儲(chǔ)塔時(shí)，若將塔釜由原來的直接蒸汽加熱改為間

8、接蒸汽加熱，而保持進(jìn)料量、進(jìn)料量、進(jìn)料熱狀 況、塔頂儲(chǔ)出液量、儲(chǔ)出液濃度及回流比等不變，則提微段操作線斜率 ,殘液濃度。； 變大變小不變不確定6雙組分精微的操作型計(jì)算操作條件變化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響例：操作間接蒸汽加熱的連續(xù)精儲(chǔ)塔時(shí)，由于某種原因，再沸器中加熱蒸汽壓力下降而使提福段上升蒸汽流 量V下降，而進(jìn)料熱狀況 q、濃度Xf及進(jìn)料量F不變，同日回流量L恒定，則儲(chǔ)出液濃度 Xd及流量D、殘液濃度Xw的變化趨勢(shì)為：Xd、D、xw。(變大，變小，不變，不確定)答：xd增大、D減小、xW曾大L = L qF = L解：_ _卜=W D=F-W F 不變=D JV=LW V，L不變 V 減小=L/V L

9、 不變 D 減小=L/V =L/(L+D) = 1/(1+D/L)假設(shè)xd減小，則xw減小，此時(shí)塔板數(shù)將小于實(shí)際板數(shù)，假設(shè)不成立；同理，xd不變也不成立，所以 Xd增大，xw也增大。例：精儲(chǔ)操作時(shí)，增大回流比R,其他操作條件不變，則精儲(chǔ)段液氣比L/V (),微出液組成 xd (),釜?dú)堃航M成Xw ().答：增加 增加 減小例：精儲(chǔ)塔的設(shè)計(jì)中，若進(jìn)料熱狀況由原來的飽和蒸氣進(jìn)料改為飽和液體進(jìn)料，其他條件維持不變，則所需的理論塔板數(shù)Nt ()，提微段下降液體流量()。答：減小 增加7間歇精儲(chǔ)間歇精福間歇精福往往采用填料塔間歇精播為一非定態(tài)過程間歇精福時(shí)全塔均為精福段為保持間歇精儲(chǔ)時(shí)儲(chǔ)出液組成恒定，其

10、回流比應(yīng)不斷增大為保持間歇精儲(chǔ)時(shí)回流比成恒定，其儲(chǔ)出液組將不斷減小簡(jiǎn)述間歇精微的操作方式和適用場(chǎng)合。答：間歇精微的操作方式有三種：(1)恒回流比操作。(2)恒福出液組成操作。(3)以上兩種操作聯(lián)合的組合式操作適用場(chǎng)合：小批量、多品種的生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)場(chǎng)合，也適用于多組分的初步分離。8恒沸精儲(chǔ)與萃取精儲(chǔ)恒沸精儲(chǔ)與萃取精微主要針對(duì) 的物系，采用加入第三組分的辦法以改變?cè)锵档?。(具有恒沸物或相對(duì)揮發(fā)度接近1相對(duì)揮發(fā)度)恒沸精微的原理是。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(diǎn)明顯低于原溶液中組分沸點(diǎn)或原恒沸物的沸點(diǎn)，使混合液變成“純組分一恒沸物”組成，從而可以用一般的精微

11、方法分離。計(jì)算題1.在連續(xù)精微塔中分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為0.6(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，儲(chǔ)出液組成為0.9,釜?dú)堃航M成為0.02,泡點(diǎn)進(jìn)料，物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為3。試求：(1)每獲得1 kmol/h微出液時(shí)的原料液用量 F;(2)若回流比為1.5,它相當(dāng)于最小回流比的多少倍？(3)假設(shè)原料液加到加料板上后，該板的液相組成仍為0.6,求上升到加料板上的氣相組成。所用知識(shí)點(diǎn)全塔物料料衡算、最小回流比、提儲(chǔ)段操作線方程解：(1)求當(dāng)D = 1kmol/h時(shí)的F已知xf=0.6, xD= 0.9, xw= 0.02, D = 1 kmol/h ,由全塔物料衡算可得F = D W = 1 W(

12、a)F Xf = D Xd W Xw即0.6 1W )=1 0,9 0.02W(b)聯(lián)立式(a)、(b)得： W= 0.52 kmol/h , F= 1.52 kmol/h。(2)求 R/Rmin因系泡點(diǎn)進(jìn)料q=1,則Xq = XF=0.6o由相平衡方程3 0.612 0.6= 0.818RminXD - yqyq 一汽0.9-0.818 小0.3760.818 -0.6R/Rmin1.50.376= 3.99(倍)（3）求上升到加料板上的氣相組成因加料板是提儲(chǔ)段第一層板，故所求量為yL = R D =1.5 1 = 1.5 kmol/h泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1,已知 F= 1.52 kmol/h ,

13、 W= 0.52 kmol/h , xw= 0.02, x/ = 0,6提福段操作線方程為L(zhǎng) qFym 1 = - 77 XmL qF -WWL qF -W Xw代入已知量5 1. 52ym 1 =xm 1.5 1.5-2 0. 5 20. 5 2 0. 0 2，1.5- 1.52 0. 52即ym 1 =1. 2 0 x8, -0. 0 04 1 6所以y2=1.208x1-0.00416 =1.208 0.6 -0.00416 =0,7212.在一雙組分連續(xù)精儲(chǔ)塔中，已知精微段操作線方程為y =0,715x+ 0,271 ； q線方程為y = 2.8僅-0.91,求：（1）回流比及進(jìn)料熱狀況參數(shù)；（2）儲(chǔ)出液及原料液組成；（3）若回流比為3,測(cè)得從精微段第二層塔板下降液體的組成為0.82（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），從第三層塔板上升的蒸汽組成為0.86,則此時(shí)的微出液組成又為多少？解：（1）求回流比R和進(jìn)料熱狀況參數(shù) q由精微段操作線方程:R Xdyn 1 -XnR 1 R 1R有：=0,715R 1解得：R = 2.51由q線方程：y =Xfq -1xq -