化工原理复习必看 精馏分知识点复习题

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第9章 液体精馏

内容小结

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1 蒸馏概述

蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。 轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分

例：蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。 答：均相液体混合物，挥发性差异， 造成气液两相系统

精馏操作压力的选择

减压蒸馏：降低了液体的沸点。应用场合：分离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系（避免采用高温载热体）。

加压蒸馏：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。应用场合：分离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。

2 双组分溶液的气液相平衡

例：当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成，而两相的量可根据 来确定。答: 相等，大于，杠杆规则

例：当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。答：大于

例：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中 的挥发度对 的挥发度之比，若α=1表示 。物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。答：易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离，远离

理想溶液的含义

例：理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性

例：精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低时，系统的相对挥发度 ( )，溶液的泡点( )，塔顶蒸汽冷凝温度( )。答：增大，减小，减小

3 平衡蒸馏与简单蒸馏 4 精馏

例：精馏塔的作用是 。答：提供气液接触进行传热和传质的场所。

例：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为 ，其作用是 ；加料板以下的塔段（包括加料板）称为_____，其作用是 。答：精馏段 提浓上升蒸汽中易挥发组分 提馏段 提浓下降液体中难挥发组分

例：离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等，____互成平衡。答: 平衡 温度 组成

例：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1） 和（2） 。答: 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶

加料热状态参数q的计算

例：已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2，易挥发组分的摩尔分数为0.3，则q=______。 答：0.4(q=2/(3+2)=0.4)

例：精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q值最大，进料温度____泡点温度。答: 五种 冷液体 小

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于

对于不同的进料热状况，xq、yq与xF的L与, V与的关系为 （1）冷液进料：x＞xF ，y＞xF ，q>1, ＞L+F, V＜； （2）饱和液体进料：xq＝xF ，y＞xF ； q＝1, ＝L+F, V=； （3）气液混合物进料：xq＜xF ，yq＞xF 0<q<1, ＞L, V＞； （4）饱和蒸汽进料：x＜xF ，yq＝xF ； q=0, =L, V=+F； （5）过热蒸汽进料：xq＜xF ，yq＜xF ； q<0, ＜L, V＞+F； 操作线方程

例：某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172，且塔顶产品量为100 kmol/h，则馏出液组成

xD _________, 塔顶上升蒸汽量V _________。答：0.86， 500 kmol/h

例：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于____，馏出液流量等于 ，操作线方程为 。答: ∞ 零 yn+1=xn

例：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2（自塔顶开始计数), 则它们的大小顺序为 。答: y1 ＞y2＞x1＞x2

例：精馏的两操作线都是直线，主要是基于 恒摩尔流假设

5 双组分精馏的设计型计算

例：精馏过程回流比R的定义式为 ；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而R= 时，所需理论板数为∞。答案:

L

∞ 全回流 Rmin D

例：完成某分离任务需理论板数为NT=7（包括再沸器），若ET=50%，则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（ ）答： 12层 （7-1）/0.5=12

例：在精馏操作中，若进料位置过高，会造成釜残液中易挥发组分含量增高。 例：精馏塔采用全回流时，其两操作线 与对角线重合 最优加料位置

精馏计算中，以下说法正确的是____________。 A.再沸器算一块理论板 B.分凝器算一块理论板 C.加料板算一块理论板 答：A、B

6 双组分精馏的操作型计算

操作条件变化对产品质量的影响

例：操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因，再沸器中加热蒸汽压力下降而使提馏段上升蒸汽流量下降，而进料热状况q、浓度xF及进料量F不变，同时回流量L恒定，则馏出液浓度xD及流量D、残液浓度xW的变化趋势为：xD_______、D_______、xW_______。(变大,变小,不变,不确定) 答：xD增大、D减小、xW增大

解：

L qF 不变

W D=F-W F不变 D

W

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减小 / L不变 D减小 L/V L/(L D) 1/(1 D/L)

假设xD减小，则xW减小，此时塔板数将小于实际板数，假设不成立；同理，xD不变也不成立，所以xD增大，xW也增大。

精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V（ ），馏出液组成xD ( ),釜残液组成xW ( ).答： 增加 增加 减小

精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数NT（ ），提馏段下降液体流量（ ）。答：减小 增加

7 间歇精馏、恒沸精馏与萃取精馏

间歇精馏

间歇精馏往往采用填料塔 间歇精馏为一非定态过程 间歇精馏时全塔均为精馏段

为保持间歇精馏时馏出液组成恒定，其回流比应不断增大 为保持间歇精馏时回流比成恒定，其馏出液组将不断减小

计算题

1.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分数，下同)，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.02，泡点进料，物系的平均相对挥发度为3。试求：

(1) 每获得1 kmol/h馏出液时的原料液用量F；

(2) 若回流比为1.5，它相当于最小回流比的多少倍？

(3) 假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6，求上升到加料板上的气相组成。 [所用知识点] 全塔物料料衡算、最小回流比、提馏段操作线方程 解：(1) 求当D＝1kmol/h时的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 (a) F xF D xD W xW

即 0.6 1 W 1 0.9 0.02W (b) 联立式(a)、(b)得：W＝0.52 kmol/h，F＝1.52 kmol/h。

(2) 求R/Rmin

因系泡点进料q＝1，则xq＝xF＝0.6。 由相平衡方程

xq3 0.6

yq 0.818

1 1xq1 2 0.6

xD yqyq xq

0.9 0.818

0.376

0.818 0.6< …… 此处隐藏：2364字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……