精馏习题及答案解析

由天下分享时间：2024/11/20 7:18:59 加入收藏我要投稿点赞

精馏习题课

例题1.一分离苯、甲苯的常压精馏塔，按以下三种方式冷凝(图1，图2，图3)，塔顶第一板上升蒸汽浓度为含苯0.8(摩尔分率)，回流比均为2。

(1)采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插二支温度计，测得温度分别为t0、t1，问t0、

t1是否相等?为什么?并求t0、t1的值。

(2)在图1，图2，图3三种冷凝情况下，第一板浓度为y1含苯0.8(摩尔分率)。

①比较温度t1、t2、t3的大小；

②比较回流液浓度xL1、xL2、xL3的大小；

③比较塔顶产品浓度xD1、xD2、xD3的大小。将以上参数分别按顺序排列，并

说明理由。

(3)三种情况下精馏段操作线是否相同?在同一y?x图上表示出来，并将三种情况下

xD、xL、xV的值在y?x图上表示出来。

已知阿托因常数如下

(阿托因方程为lgp?A?B/(C?T)，其中P单位为mmHg，T单位为℃)：

苯甲苯 A 6.89740 6.958 B 1206.35 1343.91 C 220.237 219.58 0

例题2.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。进料为含苯0.4(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h。要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.014。若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的1.25倍，塔底采用再沸器。全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。试求：

①塔顶、塔底产品的流率D、W及塔顶产品的组成xD； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少； ③精馏段及提馏段的操作线方程；

④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？

例题3.如图所示，对某双组分混合液，分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏方法进行分离，操作压力、原料液的量F、组成xF均相同。

①若气相馏出物浓度（或平均浓度）相同，即xD,简＝xD,平，试比较残液（或液相产品）浓度xW，简、xW，平，气相馏出物量V简、V平；

②若气相馏出物量相同，即V简=V平，试比较残液（或液相产品）浓度xW，简、xW，平，气相馏出物浓度（或平均浓度）xD,简、xD,平及残液（或液相产品）量。

例题4.现成塔的操作因素分析：

①操作中的精馏塔，将进料位置由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板，其余操作条件均不变（包括F、xF、q、D、R），此时xD、xW将如何变化？

②操作中的精馏塔，保持F、xF、q、D不变，而使V'减小，此时xD、xW将如何变化？ ③操作中的精馏塔，若保持F、R、q、D不变，而使xF减小，此时xD、xW将如何变化？ ④操作中的精馏塔，若进料量增大，而xF、q、R、V'不变，此时xD、xW将如何变化？

例题5.如图所示，组成为0.4的料液（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽状态自精馏塔底部加入，塔底不设再沸器。要求塔顶馏出物浓度xD=0.93，xW=0.21，相对挥发度α=2.7。若恒摩尔流假定成立，试求操作线方程。

若理论板数可增至无穷，且F、xF、q、D/F不变，则此时塔顶、塔底产品浓度的比为多大？

精馏习题课答案

例题1.解：(1)t0>t1,因为t0是露点温度，t1是泡点温度。有两种求法：