化工原理復(fù)習(xí)必看-第6章-蒸餾習(xí)題

))蒸餾是分離的一種方法，其分離依據(jù)是混合物中各組..8.19.分的在t-x-y圖中的氣液共存區(qū)內(nèi)，氣液兩相溫度,，但氣相組成分的在t-x-y圖中的氣液共存區(qū)內(nèi)，氣液兩相溫度,，但氣相組成相組成，而兩相的量可根據(jù)來(lái)確定。，分離的條件答案:均相液體混合物，揮發(fā)性差異，造成氣液兩相系統(tǒng)（每空1分，共3分）答案:相等，大于，杠桿規(guī)則（每空1分，共3分）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。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。答案:答案:大于每空1分）雙組分溶液的相對(duì)揮發(fā)度a是溶液中雙組分溶液的相對(duì)揮發(fā)度a是溶液中的揮發(fā)度對(duì)的揮發(fā)度之比，若a=1比，若a=1表示。物系的a值愈大，在x-y圖中的平衡曲線愈對(duì)角線。的平衡曲線愈對(duì)角線。答案:易揮發(fā)組分，難揮發(fā)組分，不能用普通蒸餾方法分離答案:易揮發(fā)組分，難揮發(fā)組分，不能用普通蒸餾方法分離遠(yuǎn)離（每空1分，共4分）工業(yè)生產(chǎn)中在精餾塔內(nèi)將過(guò)程和過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)而實(shí)現(xiàn)操作的。是精餾與普通精餾的本質(zhì)區(qū)別。答案:工業(yè)生產(chǎn)中在精餾塔內(nèi)將過(guò)程和過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)而實(shí)現(xiàn)操作的。是精餾與普通精餾的本質(zhì)區(qū)別。答案:多次部分氣化，多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分）精餾塔的作用是答案:提供氣液接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所。（2分）在連續(xù)精餾塔內(nèi)，加料板以上的塔段稱為，其作用是；加料板以下在連續(xù)精餾塔內(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）稱為答案:精餾段（1分）提濃上升蒸汽中易揮發(fā)組分（2分）提餾段提濃下降液體中難揮發(fā)組分（2分）（共6分）離開(kāi)理論板時(shí)，氣液兩相達(dá)到狀態(tài)，即兩相相等,互成平衡。答案:平衡離開(kāi)理論板時(shí)，氣液兩相達(dá)到狀態(tài)，即兩相相等,互成平衡。答案:平衡溫度組成每空1分，共3分）精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，其原因有（1）2）答案:塔頂易揮發(fā)組分含量高塔底壓力高于塔頂（每空2分，共4分）精餾過(guò)程回流比R的定義式為精餾過(guò)程回流比R的定義式為；對(duì)于一定的分離任務(wù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)R=時(shí)，所需理論板數(shù)為最少，此種操作稱為;而R=時(shí)，所需理論板數(shù)為8。答案：R=+8全回流Rmin（每空1分，共4分）21.精餾塔有進(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。答案：五種冷液體小于（每空1分，共3分）23.某連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距等于零，則回流比等于，餾出液流量等于，操作線方程為。答案：8零yn+1=xn（每空1分，共3分）在操作的精餾塔中，第一板及第二板氣液兩相組成分別為y］，x及y2，X；則它們的大小順序?yàn)樽畲?，第二，第三，而最小。答案：y1y2x1x2（每空1分，共4分）對(duì)于不同的進(jìn)料熱狀況，Xq、yq與XF的關(guān)系為T(mén)OC\o"1-5"\h\z（1）冷液進(jìn)料：xqxF,yqxF;（2）飽和液體進(jìn)料：xqxF,yqxF;（3）氣液混合物進(jìn)料：xqxF,yqxFf;（4）飽和蒸汽進(jìn)料：xqxF,yqxF;（5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料：xqxF,yqxF;答案：大于大于（1分）等于大于（1分）小于大于（1分）小于等于（1分）小于小于（1分）（共5分）精餾操作時(shí)，增大回流比R,其他操作條件不變，則精餾段液氣比*（），餾出液組成xD（）釜?dú)堃航M成xW（）.A增加B不變C不確定D減小答案：AAD（每空1分，共3分）精餾塔的設(shè)計(jì)中，若進(jìn)料熱狀況由原來(lái)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（）,提餾段下降液體流量L/（）。A減小B不變C增加D不確定答案：AC（每空1分，共2分）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料，則有L（）L,V'（）V。A等于B小于C大于D不確定答案:AB（每空1分，共2分）精餾塔中由塔頂向下的第n-1，n，n+1層塔板，其氣相組成關(guān)系為（）Ayn+1>yn>yn-1Byn+1=yn=yn-1Cyn+1<yn<yn-1D不確定答案:C（1分）某兩組分混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=，相應(yīng)的泡點(diǎn)溫度為J，氣相組成yA=,相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為上2，則（）At1<t1Bt1=t1Ct1>t1D不能判斷答案:A（1分）完成某分離任務(wù)需理論板數(shù)為叫=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（）A14層B10層C12層D無(wú)法確定答案:C（1分）若進(jìn)料量、進(jìn)料組成、進(jìn)料熱狀況都不變，要提高xD，可采用（）A、減小回流比B、增加提餾段理論板數(shù)C、增加精餾段理論板數(shù)D、塔釜保溫良好答案:C（1分）在精餾操作中，若進(jìn)料位置過(guò)高，會(huì)造成（）A、釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分含量增高B、實(shí)際板數(shù)減少C、餾出液中難揮發(fā)組分含量增高D、各組分含量沒(méi)有變化答案:C（1分）精餾塔采用全回流時(shí)，其兩操作線（）A、與對(duì)角線重合B、距平衡線最近C、斜率為零D、在y軸上的截距為1答案:A（1分）精餾的兩操作線都是直線，主要是基于（）A、理論板的概念B、(理想溶液C、D、服從拉烏爾定律E、恒摩爾流假設(shè)答案:D(1分)當(dāng)XF、xDXW和q—定時(shí)，若減小回流比R,其他條件不變，則()A、精餾段操作線的斜率變小，兩操作線遠(yuǎn)離平衡線B、精餾段操作線的斜率變小，兩操作線靠近平衡線C、精餾段操作線的斜率變大，兩操作線遠(yuǎn)離平衡線D、精餾段操作線的斜率變大，兩操作線靠近平衡線答案:B(1分)理想溶液中組分的相對(duì)揮發(fā)度等于同溫度下兩純組分的飽和蒸汽壓之比()答案：(V)(1分)從相平衡x-y圖中可以看出，平衡曲線距離對(duì)角線越近，則表示該溶液越容易分離()答案：(X)(1分)用于精餾計(jì)算的恒摩爾液流假定，就是指從塔內(nèi)兩段每一層塔板下降的液體摩爾流量都相等()答案：(X)(1分)精餾段操作線的斜率隨回流比的增大而增大，所以當(dāng)全回流時(shí)精餾段操作線斜率為無(wú)窮大()答案：(X)(1分)用圖解法求理論塔板數(shù)時(shí)，適宜的進(jìn)料位置應(yīng)該在跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)的梯級(jí)上()答案：(V)(1分)當(dāng)進(jìn)料量、進(jìn)料組成及分離要求都一定時(shí)，兩組分連續(xù)精餾塔所需理論塔板數(shù)的多少與(1)操作回流比有關(guān)()(2)原料液的溫度有關(guān)()答案：(1)(V)(2)(V)(每空1分，共2分)對(duì)于精餾塔的任何一層理論板來(lái)說(shuō)，其上升蒸汽的溫度必然等于其下降液體的溫度()答案：(V)(1分)當(dāng)F、xF一定時(shí)，只要規(guī)定了分離程度XD和xW，則D和W也就被確定了()答案：(V)(1分)當(dāng)精餾操作的回流比減少至最小回流比時(shí)，所需理論板數(shù)為最?。ǎ┐鸢福海╔）（1分）在精餾操作中，若進(jìn)料的熱狀況不同，則提餾段操作線的位置不會(huì)發(fā)生變化（）答案：(X)(1分)試題：簡(jiǎn)述在定壓下，苯－甲苯混和液的t－x－y圖中的兩條曲線和三個(gè)區(qū)域的名稱。答：圖中有兩條曲線：下方曲線為t－x線，稱為飽和液體線或泡點(diǎn)線；上方曲線為t－y線，稱為飽和蒸氣線或露點(diǎn)線。（2分）兩條曲線將t－x－y圖分成三個(gè)區(qū)域：飽和液體線以下區(qū)域稱為液相區(qū)；飽和蒸氣線以上區(qū)域稱為過(guò)熱蒸氣區(qū)；兩曲線之間的區(qū)域稱為氣、液共存區(qū)。（3分）（共5分）簡(jiǎn)述精餾原理，實(shí)現(xiàn)精餾定態(tài)操作的必要條件是什么答：精餾原理：精餾是利用組分揮發(fā)度的差異，同時(shí)進(jìn)行多次部分氣化和多次部分冷凝的過(guò)程。（2分）上升蒸氣流和液體回流是造成氣、液兩相以實(shí)現(xiàn)精餾定態(tài)操作的必要條件。（2分）（共4分）}試題：連續(xù)精餾流程中主要由哪些設(shè)備所組成還有哪些輔助設(shè)備答：主要由精餾塔、塔頂冷凝器和塔底再沸器等設(shè)備組成。（2分）輔助設(shè)備有：原料液預(yù)熱器、產(chǎn)品冷卻器、回流液泵等。（2分）（共4分）簡(jiǎn)述恒摩爾流假定。在精餾計(jì)算中有何意義答：恒摩爾流假定是指在精餾塔的精餾段和提餾段內(nèi)，本段內(nèi)各板上升蒸氣摩爾流量相等，下降液體摩爾流量相等，但兩段之間不一定相等。（3分）意義是精餾的計(jì)算都是以恒摩爾流為前提的，這樣可簡(jiǎn)化精餾計(jì)算。（2分）（共5分）試題：寫(xiě)出實(shí)際生產(chǎn)中加入精餾塔的原料的五種熱狀況及它們的q值。）答：原料的五種熱狀況為：（1）冷液進(jìn)料，q>1。（1分）（2）飽和液體進(jìn)料，又稱泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1。（1分）（3）氣、液混合物進(jìn)料，q=0?1。（1分）（4）飽和蒸氣進(jìn)料，又稱露點(diǎn)進(jìn)料，q=0。（1分）（5）過(guò)熱蒸氣進(jìn)料，qvO。（1分）（共5分）試題：何謂適宜回流比在精餾設(shè)計(jì)計(jì)算中怎樣確定其范圍如何答：精餾操作費(fèi)用和設(shè)備投資費(fèi)用之和為最低時(shí)的回流比，稱為適宜回流比。（2分）在精餾設(shè)計(jì)計(jì)算中，一般不進(jìn)行經(jīng)濟(jì)衡算，常采用經(jīng)驗(yàn)值。（分）據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，適宜回流比的范圍可取為：R=（?2）Rmin。（分）（共5分）\什么時(shí)全塔效率et在精餾設(shè)計(jì)中et如何確定答：全塔效率Et又稱總塔板效率，是指一定分離任務(wù)下，所需理論塔板數(shù)叫和實(shí)際板數(shù)Np的比值，即ET=佇X100%。（3分）NP在精餾設(shè)計(jì)中，由于影響et的因素非常復(fù)雜，故一般用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式估算，也可采用生產(chǎn)實(shí)際或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2分）（共5分）試題：簡(jiǎn)述什么叫填料精餾塔的等板高度HETp答：假想在填料塔內(nèi)，將填料層分為若干個(gè)高度單元，每個(gè)單元的作用相當(dāng)于一層理論板，此單元填料高度稱為理論板當(dāng)量高度，又稱為等板高度，以HETP表示。（3分）通常對(duì)特定的精餾塔和物系，影響精餾操作的因素有哪些答：影響因素有：（1）塔內(nèi)操作壓強(qiáng)（2）進(jìn)、出塔的物料流量（3）回流比（4）進(jìn)料組成和熱狀況（5）再沸器和冷凝器的傳熱性能和條件（6）設(shè)備散熱情況（每個(gè)影響因素給分，6個(gè)共3分）試題：簡(jiǎn)述間歇精餾的操作方式和適用場(chǎng)合。答：間歇精餾的操作方式有三種：（1）恒回流比操作。（2）恒餾出液組成操作。（3）以上兩種操作聯(lián)合的組合式操作（每點(diǎn)1分，合計(jì)3分）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。（1分）（共4分）試題：簡(jiǎn)述什么叫恒沸精餾?答：在混和液（恒沸液）中加入第三組分（稱為夾帶劑），該組分與原混和液中的一個(gè)或兩個(gè)組分形成新的恒沸液，且其沸點(diǎn)更低，使組分間相對(duì)揮發(fā)度增大而得以分離，這種精餾方法稱為恒沸精餾。（3分）試題：什么叫萃取精餾答：萃取精餾也是在待分離的混和液中加入第三組分（稱為萃取劑或溶劑），以改變?cè)M分間的相對(duì)揮發(fā)度而得到分離。不同的是萃取劑的沸點(diǎn)較原料液中各組分的沸點(diǎn)要高，且不與組分形成恒沸液。（3分）試題：在乙醇和水的混和液中，乙醇的質(zhì)量為15kg，水為25kg。求乙醇和水分別在混和液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)和該混和液的平均摩爾質(zhì)量。解：（1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)已矢口m=15kg，m=25kg乙醇水m15a=乙醇==0.375（1分）乙醇m15＋25

a二1-a=1—0.375=0.625（1分）水乙醇a—乙醇Mxa—乙醇Mx=乙醇乙醇aa—乙醇^—水-\o"CurrentDocument"MM乙醇水0.37546=019（2分）0.375*0.625*刀4618x二1-x=1-0.19=0.81（1分）水乙醇3）混和液的平均摩爾質(zhì)量MmM=Mxx+Mxx=46x0.19+18x0.81=23.32kg/kmol（2分）m乙醇乙醇水水試題：若苯一甲苯混和液在45°C時(shí)沸騰，外界壓力味。已知在45°C時(shí)，純苯的飽和蒸氣壓p0苯二22.7kpa，純甲苯的飽和蒸氣壓p0甲苯二7.6kpa。求其氣液相的平衡組成。解：（1）平衡時(shí)苯的液相組成x、氣相組成y苯苯p-p020.3-7.612.7x二里亠二二二0.84（2分）苯P0苯―P0甲苯22.7—7.615.1而y二巴苯?x二絲7x0.84二0.94（1分）苯p苯20.3（2）平衡時(shí)，甲苯在液相和氣相中的組成分別為x和y甲苯甲苯x二1-x二1-0.84二0.16（1分）甲苯苯y(tǒng)二1-y二1-0.94二0.06（1分）甲苯苯試題：苯一甲苯理想溶液在總壓為下，飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系如下：在85C時(shí)，p0苯二116.9kpa，p0甲苯=46kpa；在105C時(shí)，p0苯=204.2kpa，p0甲苯=86kpa。求：（1）在85C和105C時(shí)該溶液的相對(duì)揮發(fā)度及平均相對(duì)揮發(fā)度；（2）在此總壓下，若85C時(shí)，x二0.78，用平均相苯對(duì)揮發(fā)度值求y。苯解：（1）在85C時(shí)：a二上k二竺￡二2.54（1分）1p0甲苯46

204.2在105C時(shí)：a=_2.37（1分）2862_2.46（1分）平均相對(duì)揮發(fā)度2_2.46（1分）⑵用-m求y苯⑵用-m求y苯（85°C時(shí)）a-xy=m苯苯1+匕一1Jx苯_2.46x0.78_1+1.46x0.78=0.897（2分）試題：在連續(xù)精餾塔中分離含苯50％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同）的苯－甲苯混和液。要求餾出液組成為98％，釜?dú)堃航M成為1％（均為苯的組成）。求：甲苯的回收率。解：（1）把已知的質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成摩爾分?jǐn)?shù)M廠78,M甲廠92進(jìn)料組成：x_50忙_0.541（1分）f50/78+50/92餾出液組成：xD_98/78_0.983（餾出液組成：xD98/78+2/92_船殛_0/012_船殛_0/012（1分）W（2）求D、W取F=100kmol/h為計(jì)算基準(zhǔn)，（1分）由全塔物料衡算可得:F=D+W，及F-x_D-x+W-x（2分）聯(lián)立兩式可得：FDWF（x-x）100（0.541-0.012）,/八、D_f—__54.48kmol/h（1分）x—x0.983—0.012DWW_F—D_100—54.48_45.52kmol/h（1分）（3）求甲苯回收率耳，即是求釜?dú)堃褐须y恢復(fù)組分的回收率（釜?dú)堃褐须y揮發(fā)組分的量與W其在原料液中的量之比）：W（1—x）45.52（1—0.012）x100%耳_x100%__97.98%（2分）WF（1—xJ100（1—0.541JF試題：在一兩組分連續(xù)精餾塔中，進(jìn)入精餾段中某層理論板n的氣相組成丫“］為，從該板流出的液相組成xn為（均為摩爾分?jǐn)?shù)），塔內(nèi)氣液比V/L=2，物系的相對(duì)揮發(fā)度a為，求：（1）從該板上升的蒸氣組成yn;（2）流入該板的液相組成xn」；（3）回流比R。解：（1）求yn可用氣液平衡方程由a、xn求出ynnnn

a-xyn二1+（a-1）xn2.5x0.651+1.5x0.65二2.5x0.651+1.5x0.65二0.823（2分）2）求n－11分）可解出：2R=R+1,R=1（1分）①由精餾段操作線方程y“+1=岳xn+韶’得0-75=2x0-65+牛解出xd=（2分）②因y=召xn-1+話，代入已知量得》0.823=1x+085，解出x二0.796（2分）2n-12n-1試題：在連續(xù)精餾塔中分離某兩組分混合物。已知原料液流量為100kmol/h，組成為（易揮發(fā)組分摩爾分?jǐn)?shù)，下同），飽和蒸氣進(jìn)料；餾出液組成為，回流比R為，若要求易揮發(fā)組分回收率為96%，求：（1）餾出液的摩爾流量D；（2）提餾段操作線方程。解：（1）求D據(jù)易揮發(fā)組分回收率可求出DD?x——d=0.96，可得0.98D二0.96x100x0.5，解出D=h（2分）F?xF（2）提餾段操作線方程先求L，W，x；已知飽和蒸氣進(jìn)料q=0W】L二RD二2.6x48.98二127.35kmol/h（1分）W二F-D二100-48.98二51.02kmol/h（1分）由F?x二D?x+W?x（分）可得FDW分）100x0.5-48.98x0.98分）=0.03951.02④提餾段操作線方程為：q=0ym+1L+ym+1L+qFxL+qF-WmWxL+qF-WW127.35x127.35一51.02m51.02127.35-51.02x0.039即y'=1.668x'-0.026（4分）m+1m某連續(xù)操作精餾塔，分離苯－甲苯混和液，原料中含苯45%，餾出液中含苯95%，殘液中含

甲苯95%（以上均為摩爾分?jǐn)?shù)）。塔頂全凝器每小時(shí)全凝28000kg蒸汽，液體在泡點(diǎn)下回流。提餾段回流液量為470kmol/h,原料液于泡點(diǎn)進(jìn)料。求：（1）釜?dú)堃汉宛s出液的流量（W和D）；（2）回流比R解：（1）求釜?dú)堃毫髁縒,餾出液流量D①M(fèi)廣78,M甲苯=92。泡點(diǎn)進(jìn)料q=1，此時(shí)V7V即等于全凝器冷凝蒸汽量，故2分）G_280002分）Mm頂m頂式中M=78X+92X（1—）=78.7kg/kmol（1分）m頂°V=28000=355.8kmol/h（1分）78.7由提餾段物料衡算可求出WW二L'-V'二L'-V二470-355.8二114.2kmol/h（1分）由全塔物料衡算求DF=D+WF-x二D-x+W-x（2分）式中，xF=,xD=FDWFDx=1—=，W=hW）聯(lián)立求解：F=D+0.45F=+X可解出D=h及F=h（2分）（2）求R355.8-91.4355.8-91.4914=2.892分）試題：在某兩組分連續(xù)精餾塔中，已知原料液流量為788kmol/h，泡點(diǎn)進(jìn)料；餾出液組成為（易揮發(fā)組分摩爾分?jǐn)?shù)，下同），釜?dú)堃航M成為；回流比R為3,塔頂回流液量為540kmol/h。求：（1）精餾段操作線方程；（2）提餾段操作線方程及提餾段回流液量L'答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)？解：（1）精餾段操作線方程將已知量R=3,xD=代入精餾段操作線方程可得:Rx30.95y=x+亠=x+即n+1R+1nR+13+1n3+1y=0.75x+0.238（3分）n+1n（2）提餾段操作線方程及提餾段回流液量

已知R=3,L=540kmol/h，可得D=—==180kmol/h（1分）R3由全塔物料衡算：F=D+W，可得W=F—D=788—180=608kmol/h（1分）泡點(diǎn)進(jìn)料q=1,提餾段回流液量L=L+qF=L+F=540+788=1328（1分）提餾段操作線方程為：2分）代入已知量得：y'丄x丄x2分）代入已知量得：m+1L'-WmL'-WWx0.03即1328608x0.03即m+1x—m+11328—608m1328—608y'=1.844x'—0.02533（2分）m+1m試題：某雙組分連續(xù)精餾塔，原料液流量為20kmol/h，塔頂產(chǎn)品量為h，泡點(diǎn)進(jìn)料，回流比為，求:（1）精餾段及提餾段的回流液量；（2）精餾段及提餾段的上升蒸汽量。解：（1）精餾段及提餾段的回流液量（L及L'）精餾段回流液量LL=RD=X=h（1分）②3提餾段回流液量L'泡點(diǎn)進(jìn)料q=1,L'=L+qF=+20=h（2分）（2）精餾段及提餾段的上升蒸汽量（V及V'）精餾段上升蒸汽量VV=L+D=+=h（2分）提餾段上升蒸汽量V'，q=1V'=V+（q—1）F=V=h（1分）在泡點(diǎn)進(jìn)料下，某兩組分連續(xù)精餾塔的操作線方程為：1、精餾段：y=0.723x+0.2632、提餾段：y=1.25x—0.01873、求：（1）回流比；（2）餾出液；（3）釜?dú)堃旱慕M成；（4）原料液的組成。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求回流比R由精餾段操作線方程y=0.723x+0.263可知：=0.723（1分）即0.723（R+1）=R，R—0.723R=0.723R+1解出R=（1分）（2）餾出液組成xD

話=0.263（】分）代入Rt得Xd丄+l）x0.263=3.6110.263,x=0.95（1分）D|（3）求x，因x為提餾段操作線與對(duì)角線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，故聯(lián)立兩線方程WWy=1.25x-0.0187（2分）解出x二1.25x-0.0187,x=（1分）WWW（4）求原料液組成xF，泡點(diǎn)進(jìn)料q=1，此時(shí)兩操作線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即xFy=0.723x+0.263Fy=1.25x+0.0187（2分）即0.723x+0.263=1.25x-0.0187，解出FFFx=0.263+0.0187=0.535（1分）f1.25-0.723試題：有一相對(duì)揮發(fā)度平均值為3的兩組分理想溶液，在泡點(diǎn)溫度下進(jìn)入連續(xù)精餾塔。進(jìn)料組成為（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），餾出液組成為；回流比為，全塔效率為。求（1）用逐板計(jì)算法求精餾段所需要的理論板數(shù)叫；（2）計(jì)算精餾段所需的實(shí)際板數(shù)Np。（假設(shè)塔頂為全凝器）T精P精答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）用逐板計(jì)算法求Nt。已知XF=,XD=,R=,a=3。T精FD求精餾段操作線方程：Rx1.50.9y=——x+亠。代入已知量得：y=x+=0.6x+0.36（A）（2分）n+1R+1nR+1n+11.5+1n1.5+1n氣液平衡方程：由y=/y可得x=/r=/\（B）（2分）+Ma-1人y+\L-yxxy+3\L-y/③因假設(shè)塔頂為全凝器，故有x°=y=0.9（1分）代入（B）式可求出X],y=0.9y=0.9y+3（1-y）=0.9+3x0.111=0.75（1分）將x=0.75代入（A）式可求出y2,y=0.6x+0.36=0.6x0.75+0.36=0.81（1分）再將y=0.81代入（B）式求出x2，2122x==0.587Vx（xF=）（1分），故可知第二塊理論板為加料板，精餾段所需0.81+3x0.19fF理論板數(shù)Nt=2—1=1塊（層）（1分）T精（2）求精餾段所需的實(shí)際板數(shù)NP，已知ET=50％，P精T|N1N二—精二二2（1分）P青E0.5T試題：在一雙組分連續(xù)精餾塔中，已知精餾段操作線方程為y=0.715x+0.271；q線方程為y=2.81x-0.91，求：（1）回流比及進(jìn)料熱狀況參數(shù)；（2）餾出液及原料液組成；（3）若回流比為3，測(cè)得從精餾段第二層塔板下降液體的組成為（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），從第三層塔板上升的蒸氣組成為，則此時(shí)的餾出液組成又為多少答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求回流比R和進(jìn)料熱狀況參數(shù)q由精餾段操作線方程：y=—x+丄知：（分）n+lR+1nR+1R——=0.715，可得R-0.715R二0.715，得R=（分）R+1由q線方程;y=—x-—知：（分）q-1q-1=2.81，得：2.81q—q=2.81，得q=（分）q-1（2）求餾出液組成xD，原料液組成xF，由精餾段操作線方程得：芒亠=0.271，x=0.271x3.51=0.951（分）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"R+1d由q線方程得：丄=0.91，x=0.91x（1.55—1）=0.501（分）\o"CurrentDocument"q-1F（3）若R'=3，精餾段x2=，y3=，求xD'R'x'由精餾段操作線方程得：y=R-x+丄，代入已知量：R+12R'+1x'0.86—x0.82=亠，得x'=0.98（2分）4D在連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），餾出液組成為，

釜?dú)堃航M成為。泡點(diǎn)進(jìn)料。（1）求每獲得1kmol/h餾出液時(shí)的原料液用量F；（2）若回流比為，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，求上升到加料板上的氣相組成。（物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為3）答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)2分）代入已知量可得：解：（1）求當(dāng)D=1kmol/h時(shí)F為多少已知xF=,xD=,xW=,D=1kmol/h,由全塔物料衡算可得：F二D+W二1+2分）代入已知量可得：F?x=D?x+W?xFDW0.6（1+W）=1x0.9+0.02W可求出（0.6-0.02W=0.9-0.6=0.3,解出W=h,F=h。（2分）⑵求R/Rmin,已知Xm=3m①泡點(diǎn)進(jìn)料q=1，則xq=xF=（1分），②由氣液平衡方程:qFy=:m?蔦、=3x0.6=0.818（2分）q1+Ox-1人1+2x0.6mq③求Rmin,min④求R/Rmin③求Rmin,min④求R/RminR=-Dq==0.376（2分）miny-x0.818-0.6qq,R/R=上=3.99（倍）（1分）min0.376（3）求上升到加料板上的氣相組成。因加料板是提餾段第一層板,故所求量為y2'①L二RxD=1.5x1二1.5kmol/h（1分）泡點(diǎn)進(jìn)料q=1,已知F=h,W=h,xW=,xj=②提餾段操作線方程為：ym+1'=占玉?叮-L+就W?xw,代入已知量：y'=1.5+1.52?x'-0.52X0.02，即y'二1.208x'-0.00416（3分）m+l1.5+1.52-0.52m1.5+1.52-0.52m+1m③所求y'=1.208x'-0.00416=1.208x0.6-0.00416=0.721（1分）21試題：在連續(xù)精餾塔內(nèi)分離兩組分理想溶液，塔頂為全凝器。進(jìn)料量為100kmol/h，其組成為（摩爾分?jǐn)?shù)）。塔頂易揮發(fā)組分的回收率為90%，精餾段操作線方程為y=0.8x=0.19。求：（1）餾出液的組成xD和流量D；（2）釜?dú)堃旱慕M成x和流量W。DW答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)D?x解：由題給：F=100kmol/h,xF=,D=0.9FF?xF（1）求xD和D

由精餾段操作線方程：y=—x+亠（2分）與題給方程比較可知:n+lR+1nR+1R——=0.8，可得R-0.8R=0.8，得R=4（1分）R+1由精餾段操作線方程知#打=0.19，代入R=4,得：XD=°」9￡+1）=阿（1分）③把F=100kmol/h,xF=,xD=代入可得:D-xDFD-xDF-xF二0.9,0.9F-xF0.9x100x0.5095二47.37kmol/h（2分）（2）求x和WW可由全塔物料衡算得：100二47.37+W100x100二47.37+W100x0.5二47.37x0.95+W-xF-x二D-x+W-x（2分）IFDW解出W二100-47.37二52.63kmol/hxw二0-45加=5263=0-095（2分）}在一常壓連續(xù)精餾塔中，分離某兩組分理想溶液。原料液組成為（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），餾出液組成為。操作回流比為最小回流比的倍，進(jìn)料熱狀況參數(shù)q為。操作條件下物系的平均相對(duì)揮發(fā)度a為2；塔頂采用全凝那，計(jì)算精餾段自塔頂向下的第二層理論板上升蒸汽的組成y2。m2答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：已矢口xF=，xD=，R=，q=，a=2，求yFDm2（1）求Rmin①求氣液平衡方程：y二］+：”匚必二呂（A）（分）mq線方程：y—qx-xf=x一=6x一2（B）（分）q-1q-11.2-11.2-12x③聯(lián)立解（A）、（B）兩式，可解出6x-2—一—，即6x2+2x一2—0，q1+xqqq解出xq-2解出xq-2+護(hù)2-4x6x（-2）2x65.211120.434；（2分）VLVLVLVLy二6x-2二6x0.434-2二0.604（1分）qq④求Rminmin（2）]Rminx-y=_Dqy—x④求Rminmin（2）]Rminx-y=_Dqy—xqq0.95-0.6040.604-0.434=2.04（2分）求實(shí)際回流比R3）R=1.5R=1.5x2.04=3.06（1分）min4）求y2①精餾段操作線方程：yn+1Rx3.060.95x+—=x+R+1nR+13.06+1n3.06+1y=0.754x+0.234（2分）n+1n②求X］塔頂采用全凝器，故y=x°=0.95（1分）2x0.95氣液平衡方程：y=—得0.95+0.95x=2x得x==0.905（1分）11+x1111.051③求y2X］與y2符合精餾段操作線方程：y=0.754x+0.234=0.754x0.905+0.234=0.916（1分）21在常壓操作的連續(xù)精餾塔中分離含苯（摩爾分?jǐn)?shù)）的苯－甲苯混和液。已知原料液的泡點(diǎn)為92.5°C，苯的汽化熱為390KJ/kg，甲苯的汽化熱為361KJ/kg。求以下各種情況下的q值：（1）進(jìn)料溫度為20C的冷液體；（2）飽和液體進(jìn)料；（3）飽和蒸氣進(jìn)料。解：（1）20C的冷液體進(jìn)料下的q值①原料液的平均汽化熱rmr=r-x+r-xMA=78,MB=92（1分）mAABBAB所以r=0.46x78x390+0.54x92x361=31930KJ/Kmol（1分）m②原料液的平均比熱容Cp,m進(jìn)料溫度為20C，料液泡點(diǎn)為92.5C，平均溫度為t=-（20+92.5）=56.25C（1分）m2查出在56.25C時(shí)，苯的Cp為（kg?C）,甲苯的Cp為KJ/（kg?C）（1分）所以C=0.46X78X1.81+0.54x92x1.82=155.4KJ/（kmol?C）（1分）p,m求q：對(duì)于冷液體進(jìn)料有：r+CAt31930+155.4x（92.5-20）31930=1.353（3分）(2)飽和液體進(jìn)料據(jù)其定義可知：At=O,q=—=1(1分)r(3)飽和蒸氣進(jìn)料據(jù)定義知：q=0(1分)用一連續(xù)精餾塔分離由組分A、B所組成的理想混和液。原料中含易揮發(fā)組分A為(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，餾出液中含組分A為。在操作條件下，溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為，最小回流比為求：(1)q值；(2)說(shuō)明原料液的進(jìn)料熱狀況。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：(1)求q值【由Rmin的定義可知：平衡線與精餾段操作線的交點(diǎn)也必然是q線與平衡線的交點(diǎn)①氣液平衡方程：o①氣液平衡方程：ox_2.3x1+Cx-1L1+1.3x(A)(分)②精餾段操作線方程：TOC\o"1-5"\h\zRxRx1.650.96y=X+D—=minX+D=X+R+1R+1R+1R+11.65+11.65+1minmin得y=0.623x+0.362（B）（2分）2.3X③聯(lián)立（A）（B）兩式得：0.632x+0.362=—，整理得:q1+1.3xq0.623x+0.362+0.81x2+0.471x=2.3xqqqq0.81x2-1.21x+0.362=0，可得：qq1.21-11.21》—4x0.81x0.362/八、x==0.414（3分）q2x0.81y=0.623x+0.362=0.623x0.414+0.362=0.620（1分）qq④:由q線方程：y=—-—x—XF，代入已知量y，x，x，得:⑤q—1q—1qqFq0.450.620=丄x0.414—，整理得：0.62q—0.414q=0.62—0.45q—1q—1得q=0.825（分）（3）因q=0.825，在0?1之間，故進(jìn)料熱狀況為氣液混合物。（1分）

在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某兩組分理想溶液。已知進(jìn)料組成為（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），釜?dú)堃航M成為；塔頂采用全凝器，操作回流比為最小回流比的倍；操作條件下物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為；精餾段操作線方程為y=0.72x+0.275。求（1）塔頂易揮發(fā)組分的回收率耳；（2）進(jìn)料熱狀D況參數(shù)q。答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求耳：D①求回流比R和餾出液組成xD。精餾操作線方程為：y=—x+亠（2分）n+iR+1nR+1由精餾段操作線方程知：一匚=0.72，整理得R-0.72R=0.72R+1得R二2.571（1分）②求D/F:由全塔物料衡算：JF二D+W|F-x二D-x+W-x（2分）1-FDW整理得j1=D+W‘FFDWx=—x+—xFFDFW將巴=1—代入下式得：x=x—x+x，可得：FFFFDFWWDx—xDx—x二WFx—xDW0.5—0.050.982—0.05=0.4828（2分）③耳=X100%=0.4828X0.982X100%=94.82%（1分）dF-x0.5F*（2）求qR=2571=1.447（1分）min1.7771.777x—y0.982—yR=_Dq=q=1.447（分）miny—xy—xqqqq—-a?x2.303xx由氣液平衡方程知y=f一=—（分）q1+MX—1人1+1.303xxqq聯(lián)立以上兩式且整理得：（447x+0.982）（+1.303x）=5.635xqqq即1.885x2—2.91x+0.982=0qq

2.91-2.9讓-4x1.885x0.9822.91-1.03得x===0.5（2分）q2x1.8852x1.885④因x二x二0.5，所以進(jìn)料為飽和液體，則q=1（1分）qF試題：#在某連續(xù)操作的板式精餾塔中，分離兩組分理想溶液。原料液流量為100kmol/h，組成為（易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料。餾出液組成為，塔頂易揮發(fā)組分的回收率為95％。操作回流比為3，圖解所需理論板數(shù)為20（不包括再沸塔）。全塔效率為50％，空塔氣速為0.8m/s,板間距為0.4m，全塔平均操作溫度為60°C，平均壓強(qiáng)為。求：（1）塔的有效高度Z；（2）塔徑D。塔答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解：（1）求塔的有效高度Z實(shí)際塔板數(shù)N二竹==40（1分）pE0.5T塔的有效高度Z=（N-1）H=（40-1）x0.4=15.6m（1分）PTD?x耳=D?x耳=d=0.95（分）DF?xF①求D已知塔頂易揮發(fā)組分的回收率耳=95%，Dx=0.3