第十章蒸馏
101.3a kp 下苯-甲苯系统的y x t --图(此溶液可视为理想溶液)。
解：由安托万公式：237.220350
.120689740.6lg 0
+-=t p A
377
.219943.134395334.6lg 0
+-
=t p B
00
2. (1)(2)化分率。(3)解：(1)(2)
得(3)溶液全部汽化时，5.0=y ，查图得，99=t ℃，全部汽化的瞬间汽、液相组成为5.0=y ，3.0=x 。
3.求解某苯-甲苯二元精馏塔的下述问题：
(1)已知塔顶汽相温度为83℃，含苯0.95(摩尔分率，下同)，计算塔顶压力。 (2)已知塔底温度为110℃，求塔底产品组成。 (3)已知此塔进料含苯0.45，如欲使进料在泡点状态下加入塔内，求进料温度。
为简化计算，(2)、(3)题的操作压力均取(1)中之值；苯和甲苯的饱和蒸气压由例10-l 的安托万方程计算。
解：(1)由安托万公式：
237.220350
.120689740.6lg 0
+-
=t p A
919.2237.22083350
.120689740.6=+-
=
∴ a A kp mmHg p 7.11015.8300
==
943.13430
即(2)a A 377.219943.134395334.6lg 0
+-
=t p B 880.2377.219110943
.134395334.6=+-
=
∴ a B kp mmHg p 5.9959.7460
==
02.05
.992345.996.1020
00
=--=--=B A B A p p p p x (3)用试差法：假设=t 94℃，
237.220350.120689740.6lg 0
+-
=t p A 058.3237.22094350
.120689740.6=+-
=
4.力为3解：∴
5.(1)如果操作压力要保持为101.3a kp 塔顶温度为多少?
(2)塔的操作压力最高不得超过多少?
6.由K 图定出42H C ，62H C ，63H C ，83H C ，104H C n -于20-=t ℃，
Mp p 2=及Mp 5.0下的相对挥发度(以H C 为基准)，并加以比较。
7.
ln ln 式中0
p (1) (2)(3)解： (1)由B A
A x y x y //=α，得：
(2)
是非理想溶液。
(3)由x p p 0
=，得：
F A K =1.4 B K =0.52
由泡点方程：B B A A i i x K x K x K +=∑45.052.055.04.1?+?= 1004.1≈= ∴ 假设正确，F t =61℃
69.252
.04.1===B A K K α
求塔顶温度(用试差法)：假设D t =51℃，查98页图10-2(a)，可得：
A K =1.09
B K =0.38
由露点方程：
1003.138.005.009.195.0≈=+=+=∑B
B A A i i K y K y K y ∴ 假设正确，D t =51℃
87.2
09.1===A K α
95.0 ∴
代入数据????+?=?+=05.095.055.0W D F W D F ，解得：???
????==F
W F D 949
5
提馏段的操作线方程为：
W m m x W
F L W x W F L F L y -+--++=
+'
'
1
05.0949525.194949525.19525.1'?-+?--+?+?=F
F F F
x F F F F F m
0178.0356.1'
-=m x
塔顶为全凝器，95.01==D x y
由相平衡方程95.065.1165.265.1165.2
1
11=+
=+=x x x x y
10.每小时l000kmol 的乙醇-水溶液(乙醇的摩尔分率为0.6)及每小时
2000kmol 的乙醇-水溶液(乙醇的摩尔分率为0.2)作为原料，分别进入某乙醇-水二元精馏塔的不同塔板处。要求塔顶产品中乙醇的摩尔分率不低于0.79，塔底产品中乙醇的摩尔分率不高于0.02。两股进料均为泡点液体，塔顶使用全凝器，回流比为 2.0，乙醇-水溶液在101.3kPa 下的相平衡数据见本书例l0-15，试求：
(1)塔顶及塔底产品流率。
(2)所需理论板数及两股进料的加料位置。
(3)若塔底不用再沸器而通入直接水蒸气时所需的理论板数。 解：(1)作全塔的物料衡算：
(2)h
kmol / '
''1
1'
1V x V L y F D m m +
=+ 34
.36626
.0100079.078.122034.366256.3441'?-?+
=m x 1.094.0'
+=m x
由图上可知，共需7块理论板（不包括再沸器），两股进料的加料位置在第5块和第7块理论板处。
(3)若塔底不用再沸器而通入直接水蒸气时所需的理论板数为8.5块。 11.计算第9题正戊烷-正己烷二元精馏塔塔顶冷凝器及塔底再沸器热负荷。假定塔散热损失可以忽略。
12.由一块理论板及再沸器组成的常压塔，含乙醇
20％(摩尔)的乙醇-水溶液于泡点下加入塔板上，已知进料量为100h kmol /，塔顶汽相全部引出，冷凝后作为产品，要求塔底产品中含乙醇不超过1％(摩尔)，设恒摩尔流假定成立，相平衡关系见本书例10-15。 试求：
(1)塔顶产品的组成及摩尔流率、质量流率。 (2)塔底产品的摩尔流率及由再沸器上升的汽相量。 解：(1)如右图所示，该塔可以看为由两块理论板组成。
01.02==W x x
由相平衡数据，可得：11.02=y 因泡点进料，恒摩尔流假定成立
∴ D V V ==12 h kmol F L /1001==
对下面的虚线框作物料衡算：2211y V Wx x L W +=
代入数据：11.001.01001?+?=?D W x (1) 对上面的虚线框作物料衡算：1122x L Dx y V Fx D F +=+ 代入数据：1110011.02.0100x Dy D ?+=?+? (2) 对全塔物料衡算：W D +=100 （3）
1y 和1x 符合相平衡关系 (4) 假设=1x 0.065，查图，得1y =0.353
将=1x 0.065，1y =0.353代入(2)，得：h kmol D /56.55=
∴由(3)得h kmol W /44.44=
将h kmol D /56.55=，h kmol W /44.44=代入(1)，得：
=1x 0.06556，与假设基本相等 ∴假设正确，353.01==y x D
h kmol D /56.55=
)/(2.154918)353.01(56.5546353.056.55h kg =?-?+??=
(2)塔底产品的摩尔流率及由再沸器上升的汽相量。
h kmol W /44.44=
D V V ==12=55.6h kmol /
13.上题若恒摩尔流假定不能成立，请写出解题所必需的方程式并绘出计算框图(提示：同时考虑热量衡算方程)。
14.某苯-甲苯二元精馏塔，精馏段有一块理论板，提馏段仅设有再沸器，处于泡点下的进料与离开第一层板的液相一起进入再沸器，经平衡汽化一部分后剩下液相作为塔底产品抽出，已知进料中含苯40％(摩尔)，摩尔流率为100h kmol /，要求塔顶产品中含苯不低于70％(摩尔)，回流比为2，操作条件下的相对挥发度可取为2.4，请求出塔顶、塔底产品流率及塔底产品组成。 解：7.01==D x y
由相平衡方程：7.04.114.21
1
1=+=x x y
解得：493.01=x
D W x R x R R y 1111+++=7.03
1493.032?+?=562.0=
由相平衡方程：562.04.114.2=+=
W
W
W x x y 解得：348.0=W x
由全塔物料衡算：???+=+=W
D F Wx Dx Fx W
D F
代入数据：????+?=?+=348.07.04.0100100W D W
D
解得：???==h
kmol W h kmol D /23.85/77.14
15.苯-甲苯溶液中苯的摩尔分率为0.4，共200kmol ，在常压下进行蒸馏，
(1)(2)R ＝4少？并与(3)，最终回时，馏出解：(1)
乙烷摩尔分率不高于0.05。试估计各组分在产品中的浓度。
17.用亨斯特别克法估算上题中各组分在塔底及塔顶产品中的分配情况，塔中的平均操作压力为 2.8a Mp ，塔顶、进料及塔底的操作温度可分别近似取为3℃，26℃，81℃。
12℃。要求回收率不低于99.1％(摩尔)，乙烷回收率不低于97.6％(摩尔)，试计算：
(1)塔顶和塔底产品量和组成。
(2)塔的操作压力(忽略压降)。
(3)塔底温度。
(4)最小理论板数。
(5)最小回流比。
(6)操作回流比为最小回流比的1.2倍时，用简捷法求所需理论板数和进料位置。
丙酮蒸馏塔设计
丙酮蒸馏塔设计 1、设计基本参数 进塔稀丙酮浓度25%，整出浓丙酮浓度95%， 残液中丙酮浓度0.5%，蒸馏塔进料量2436.5Kg/h；2、全塔物料衡算 计算公式：F=D+W 2-1； F x F=D X D + W x w 2-2; 式中：F 进塔流量Kg/h ； D 塔顶馏出液流量Kg/h ； w 塔底流量Kg/h ； x F 物料中丙酮浓度%； x D 塔顶物料中丙酮浓度%； x w 塔底物料中丙酮浓度%； 其中：F=2436.5 Kg/h, x F =25%, x°=95%, x w=0.5%，带入式2-1,2-2 中得： 2436.5二D+W 2436.5 X 25%=氐95%+W 0.5% 得：D=631.7 Kg/h, w=1804.8 Kg/h 3、塔径计算 气相质量流量：G=D X( R+1),式中R为回流比，选回流比R=3,得 G=631.7 X (3+1)=2526.8 Kg/h ； 混合气体的摩尔数：2526.8 - 56.08=45.1 Kmol/h
混合气体的体积流量：V=32.93 X 45.仁1485.1 m 3/h ; 混合气体的密度：丫V =2526.8 -1485.1=1.7 Kg/m 3 95初酮液体体积流量：L=2526.8 - 802=3.15 m /h ; m/s； 3.15 802 1485.1 ：=0.046 有效空塔速度：v = 0.044 8。2；.7 =0.955 二V
查图得 C 20=0.044 取 C=C 20 空塔速度 V 空=(0.6~0.8) V ，取 0.75,则 V =0.75X 0.955=0.716 m/s ; 塔径圆整取D=①900 4、 理论板数计算 5、 全塔热量衡算 5.1加料液带入的热量 Q j 25%的稀丙酮水溶液由室温12C 加热到70C 纯丙酮 70C 比热为 G=0.558 Kcal/(KgK) 水 70C 比热为 C 2=1 Kcal/(KgK) 25%丙酮溶液的混合比热为： Cp=0.558 X .0936+1 X( 1-0.0936) =0.959 Kcal/(KgK) Q j =Cpm A t=0.959X 2436.5 X( 70-12 ) =135523 Kcal/h 初估塔径D = 1485.1 0.785 3600 = 0.856 0.785 0.716 3600 m ；
第三章 蒸馏和吸收塔设备自测
第三章蒸馏和吸收塔设备 一、填空题（40分） 1．板式塔是_ ___接触式气液传质设备；填料塔是____接触式气液传质设备。 2．塔板的主要类型有____、____、____、____等。 3．气体通过塔板的总压降包括____、____和____。 4．塔板上的异常操作现象包括____、____、____。 4．塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是____、____、____、____、____，塔板适宜的操作区是____区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。 5．塔板的操作弹性是指________。 6．填料的几何特性参数主要包括____、____、____等。 7．填料塔内件主要有____、____、____、____。 8．填料操作压降线(D p/Z~u）大致可分为三个区域，即____、____和____。填料塔操作时应控制在____区域。
1.逐级（不连续）；微分（连续） 2.筛式板、浮阀板、泡罩塔板、舌型塔板 3.干板压降以及克服板上液层的静压强和液体的表面张力 4.漏液现象、液泛现象、雾沫夹带现象 5.两极限的气相流量之比---- 操作弹性 6.比表面积、空隙率、填料因子 7.填料支撑板、液体分布器、液体再分布器、除沫装置 8.恒持液量区、载液区和液泛区；载液区 二、选择题（30分） 1．气液在塔板上有四种接触状态， 优良的接触状态是（），操作时一般控 制在（）。 ①鼓泡接触状态②蜂窝接触状态③ 泡沫接触状态④喷射接触状态 2．板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。 ①空塔气速②液体流量③板上液面落差④塔板间距 3．（）属于散装填料，（）属于规整填料。
第十章 蒸馏习题
第十章蒸馏 习题1：原料组成x F=0.45，进料时为汽液混合物，汽相与液相的摩尔比为1:2，塔顶x D=0.95，易挥发组分回收率为95%，回流比R=1.5R min，相对挥发度为2.5，试求： （1）原料中汽相与液相组成；（2）列出提馏段操作线方程。 习题2：在一精馏塔中分离二元混合物，塔顶装有全凝器，塔底为间接加热的再沸器，原料流率为1000kmol/h，其组成为0.4（摩尔分数），汽液混合物进料，进料时蒸汽量占一半，相对挥发度为5，塔顶产品组成为0.95，塔顶易挥发组分的回收率为92%，回流比为5，试求：（1）所需理论塔板数；（2）本题设计所取回流比在经济上是否合理？ 习题3：有一分离理想二元组分溶液的精馏塔，进料组成为0.28（摩尔分数，下同），要求塔顶产品组成为0.97，塔底产品组成为0.05。若进料的汽化率为0.2，相对挥发度为4，试求：提馏段的最大液体比。 习题4：一连续精馏塔分离二元理想混合液，已知精馏段第n块塔板（实际板）的汽、液组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的汽相组成为0.78（以上均为易挥发组分的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流，进料为饱和液体，其组成为0.46。相对挥发度为2.5。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：
（1）精馏段第n板的汽液相默弗里板效率E mV,n、E mL,n；（2）精馏段和提馏段的操作线方程；（3）最小回流比；（4）若改用饱和蒸汽进料，操作回流比R不变，所需的塔板数为多少？ 习题5：用板式精馏塔在常压下分离苯-甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。已知：饱和蒸汽进料，进料量为150kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分数），操作回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。试求：（1）塔顶馏出液及塔釜采出液中苯的组成；（2）精馏段和提馏段的操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值；（4）若塔改成全回流操作，测得塔顶第一块版的汽相默弗里板效率为0.6，全凝器冷凝液组成为0.98，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。
蒸馏塔的设计-
1.二．设计任务及操作条件 1.设计任务： 生产能力(进料量) : 2万 吨/年 操作周期: 300*24=7200 h 进料组成: 41% 塔顶产品组成: >96% 塔底产品组成: >1% 2.操作条件： 操作压力: 4kpa (塔顶表 压) 进料热状态: 泡点进料 单板压降: 不大于0.7kpa
3.设备形式: 板式精馏塔,塔 顶为全凝器,中 间泡点进料,塔 底间接蒸汽加 热，连续精馏。 4.厂址: 齐齐哈尔市 （二)设计内容 二)设计内容 1.概述: 本次设计一筛板设计为例,筛板是在塔板上钻有均布的筛孔,上升气流经筛孔分散,鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层.筛板塔的优点是结构简单,制造、维修方便,造价低,相同的条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔.他的缺点是操作范围小,小孔径筛板易堵噻不适宜
处理粘性大的,脏的和带固体粒子的料液.但设计良好的筛板具有足够的造作弹性,对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板,故近年来我国对筛板的应用日益增多. 2.设计流程的说明： 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免
受泵操作波动的影响 塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。 连续精馏操作流程图 冷凝器 再沸器 3．操作条件：
第十章蒸馏.doc
第十章 蒸馏 1.解：以第二组数据做典型计算： 84.478 .2749 .134;915.033.10169.039.134;69.078.2739.13478 .2733.1010000 00 == = =?===--=--=B A A B A B p p P x p y p p p P x α 各组数据计算结果如下表： 424.47970.3077 1===∑=i i m αα ２.解: （1）溶液开始沸腾的温度为371K ，瞬间蒸汽组成为0.82； （2）当溶液加热到380K 时，体系呈气液平衡状态，液相组成为0.32，汽相组成为0.67； （3）当溶液加热到388K 时，溶液完全汽化为蒸汽，其液相组成为0.195； （4）应将温度控制371K ～388K 之间，才能使溶液得到初步分离。 3.解:（1）0503.092 7.95783.478 3.4=+=A x 223.324 .22010835 .1206898.624.22035.1206898.6lg 0=+-=+- =t p A mmHg p A 3.16700=? mmHg p t p B B 55.7088504.258 .21910894.1343953.658.21994.1343953.6lg 0 0=?=+-=+- = 该体系为理想物系，则：
mmHg p p P mmHg x p p mmHg x p p B A B B B A A A 93.75691.67202.8491.672)0503.01(55.708; 02.840503.03.167000 =+=+=∴=-?===?== (2) P p y A A /= = 84.02 / 756.93 = 0.111 (3) 当P =500 mmHg, A y = 0.55时， 000 00 00 00500500 B A B A B A B A A A A A p p p p p p p P P p P x p P p y - -= = --= == 首先取不同温度，用安托因公式计算出对应的p A 0、 p B 0，再以上述露点方程计 算出y A ，当y A =0.55时，对应温度即为所求温度。由右表可看出此温度约为83.7℃； 与此蒸汽呈平衡的液相组成为：324.01.849500 55.000=?===A A A A A p P y p p x 4.解：（1）已知 36.0, 5.0==W F x x ，平衡蒸馏就是液体的一次部分汽化，其汽相组成为： 5485 .036 .016.1136 .016.2)1(1=?+?=-+= W W D x x y αα 以1kmol 进料为计算基准，F = 1kmol kmol D x y x x F D W D W F 743.036 .05485.036.05.0=--=?--= (2) 如改为简单蒸馏，则 x 1 = 0.5，x 1 = 0.36，仍以1kmol 进料为计算基准，W 1 = 1kmol, 由式（10.3-11）得： 626 .0525 .036 .0475.05.0525 .0475.01475.0744.05.0136.01ln 16.236.05 .0ln 116.211ln 11ln ln 11ln 221121221221 21=?-=-= =-=-=?==??????--+-=?? ????--+-=D x W x W x W W D kmol W W x x x x W W D αα 5.解：（1）塔顶产品量为：D f a a a D /062.0= = 0.62×3500×0.3 / 0.92 = 707.61 kg/h 塔底残液量为：a a a D F W --= = 3500-707.61 =2792.4 kg/h 143.04 .279292 .096.7073.03500=?-?= -=a D a f a W W a D a F a (2) 25.0152 /7.8576/3.1476 /3.14; 958.0152 /876/9876 /92=+= =+= W D x x 152042.076958.0?+?=D M =79.19 kg/kmol
化工原理下册第三章 蒸馏和吸收塔设备习题解答
化工原理下册第三章 蒸馏和吸收塔设备习题解答 1．解： 由于设计类题目并不一定有“标准答案”，此处的解仅供参考 （1） 精馏段塔 取板间距0.45T H m =，又知总板效率0.6T E =，则实际塔板数 /6/0.610P T T N N E === 精馏段塔高100.4545T T Z N H =?=?= (2) 塔径 下降液体的平均流量 3 11.8/36000.00328/S L m s == 上升蒸汽的平均流量3 14600/3600 4.05/S V m s == 11 220.00328801.5()()0.0215 4.05 1.13S L S V L V ρρ=?= 取板上液层高度 0.07l h m = 则 0.450.070.38T l H h m -=-= 由以上数据查史密斯关联图，得200.078C = 液体表面张力 20.1/mN m σ=，故C 值不需校正 C =C 20=0.078 极限空塔气速 max 0.078 2.07/m s μ=== 取安全系数为0.7，则空塔气速 0.7 2.07 1.45/m s μ=?= 塔径 1.87D m === 根据塔径标准圆态，取D =2.0m 实际空塔气速 22 4/4 4.05/3.142 1.29/S V D m s μπ==??= （3） 溢流装置 选用单溢流弓形降液管，取溢流延堰长 0.6550.6552 1.31l D m ==?= 则 25211.8 6.03(1.31)n W L l -== 因/0.655W l D =，查取材图3－8知液流收缩系数E =1.02 则堰上液层高度 2 32.8411.81.02()0.013100 1.31ow h m =??= 溢流堰高 0.070.0130.0 w l o w h h h m =-=-= 降液管底隙高度 0.0060.0570.0060.051o w h h m =-=-= 按0.65w l D =，，查取材图(3－10)，得 0.122 d w D =，0.07f T A A =
化工原理蒸馏—答案
蒸馏 一. 填空题 1.蒸馏是分离 __均相混合物的一种方法，蒸馏分离的依据是______挥发度差异_____。 2. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_相同______，但气相组成____大于____液相组成。 3. 气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。3.大于 4. 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。 4. 下降 升高 升高 不利 5. 两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。 5.易挥发组分 难挥发组分 不能用蒸馏方法分离 6. 所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。 6.互呈平衡 液相组成均匀一致 7. 某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n ，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n =0.3，则y n-1 =_________________。 7. 0.794 8. 某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=0.75x +0.24，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。 8. R=3 96.0=D x 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。 9.塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 10. 在总压为103.3kPa 温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为0A p =155.7kPa 0B p =63.3 kPa ，则平衡时苯的液相组成为x =_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 10. 411.0=x 632.0=y α=2.46 11. 精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q 值最大，进料温度F t ____泡点b t 。11. 五种 冷液体 小于 12. 在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则n y =_________，n x =________，1+n y =_________，1+n x =_______. 12. 82.0=n y 70.0=n x 75.01=+n y 62.01=+n x 13. 对于不同的进料热状态， q x ，q y 与F x 的进料关系为 （1）冷液进料，q x _________F x ， q y ___________F x （2）饱和液体进料，q x _________F x ， q y __________F x （3）气液混合物进料， q x _________F x ， q y ___________F x （4）饱和蒸汽进料，q x _________F x ， q y __________F x （5）过热蒸汽进料, q x _________F x ， q y ___________F x 13. （1）＞ ＞ （2）= ＞ （3）＜ ＞ （4）＜ = （5）＜ ＜
蒸馏塔的设计---化工原理设计
过程装备设计课程设计-------分离苯-甲苯精馏塔设计 专业:过程装备与控制 班级: 3班 姓名: 彭云飞 学号: 0603020346 指导老师:杨启明 设计日期: 2010-11-17
目录 （一）设计任务书-------------------------------------------------3 （二）设计内容------------------------------------------------------3 （三）设计中符号说明------------------------------------------5 （四）精馏塔的物料衡算----------------------------------------7 （五）塔板数的确定----------------------------------------------8 (六)精馏塔塔体工艺尺寸设计------------------------------------9 （七）塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------11 (八)塔板负荷性能图------------------------------------------------ 13 (九)接管尺寸的选取-------------------- ----------------------17 （十）封头的选取------------------------------------------------18 （十一）法兰的选取------------------------------------------------18 （十二）筛板塔的工艺设计计算结果总表---------------------19
谭天恩版化工原理第十章蒸馏复习题
谭天恩版化工原理第十章蒸馏复习题 一．填空题 1.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。 答案:均，挥发性差异，造成气液两相系统（每空1分，共3分） 2.在t-x-y图中的气液共存区内，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。 答案: 相等，大于，杠相液体混合物杆规则（每空1分，共3分） 3.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。 答案:大于（每空1分） 4.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。 答案:易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离远离（每空1分，共4分） 5.工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合 起来而实现操作的。而是精馏与普通精馏的本质区别。 答案:多次部分气化，多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分） 6.精馏塔的作用是。 答案:提供气液接触进行传热和传质的场所。（2分） 7.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。 答案:精馏段（1分）提浓上升蒸汽中易挥发组分（2分）提馏段提浓下降液体中难挥发组分（2分）（共6分） 8.离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，____互成平衡。 答案: 平衡温度组成（每空1分，共3分） 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和 （2）。 答案: 塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）
10. 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:R= D L ∞ 全回流 R min （每空1分，共4分） 11. 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。 答案: 五种 冷液体 小于（每空1分，共3分） 12. 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 。 答案: ∞ 零 y n+1=x n （每空1分，共3分） 13. 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1,x 1及y 2,x 2；则它们的大小 顺序为 最大， 第二， 第三，而 最小。 答案: y 1 y 2 x 1 x 2 (每空1分，共4分） 14. 对于不同的进料热状况，x q 、y q 与x F 的关系为 （1）冷液进料：x q x F ，y q x F ； （2）饱和液体进料：x q x F ，y q x F ； （3）气液混合物进料：x q x F ，y q x F f ； （4）饱和蒸汽进料：x q x F ，y q x F ； （5）过热蒸汽进料：x q x F ，y q x F ； 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） 15. 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 V L （ ），馏出液组成x D ( ),釜残液组成x W ( ). A 增加 B 不变 C 不确定 D 减小 答案: A A D 二. 选择题（每空1分，共3分） 1.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N T （ ），提馏段下降液体流量L /（ ）。 A 减小 B 不变 C 增加 D 不确定 答案: A C （每空1分，共2分） 2. 对于饱和蒸汽进料，则有L '（ ）L ，V '（ ）V 。 A 等于 B 小于 C 大于 D 不确定
下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备
下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备 B3-1评价气液传质设备性能的主要指标是 、 、 、 和 。 B3-2按结构塔设备分为 和 。按气液接触方式分为 和 填料塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。错流板式塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。 B3-3工业上应用最广泛的板式塔类型有 、 、 和 。 B3-4板式塔操作中可能出现的非理想流动有 、 、 和 。 B3-5板式塔设计中，加大板间距的优点是 和 ，其缺点是 。 B3-6板式塔流体力学验算的项目为 、 、 、 和 。 B3-7板式塔的负荷性能图由 、 、 、 和 五条曲线包围的区域构成。 B3-8负荷性能图的作用是 、 和 。 B3-9 评价填料性能优劣的主要参数是 、 和 。 B3-10在填料塔的-u 曲线图上，有 /P Z Δ和 两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是 、 、 ；塔的操作应在 。 B3-1 填料塔设计时，空塔气速一般取泛点气速的 。 B3-12 填料层高度的计算可采用 和 。 B3-13下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是 ，单板压降最小的是 ，造价最低的是 。 A ．板式塔 B ．浮阀塔 C ．泡罩塔 B3-14 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线 ，雾沫夹带线 ，漏液线 。 A ．下移 B ．不变 C ．上移 D ．不确定 B3-15填料因子φ值减小，填料板的液泛气速 ，流动阻力 。 A ．增大 B ．不变 C ．不确定 D ．减小
B3-16下面参数中，属于板式塔结构参数的是和；属于操作参数的是和。 A．板间距B．孔数C．孔速D．板上清液层高度
化工原理蒸馏习题详解
蒸馏练习 下册 第一章蒸馏 概念 1、精馏原理 2、简捷法 3、漏液 4、板式塔与填料塔 公式 全塔物料衡算【例1－4】、 精馏段、提馏段操作线方程、 q 线方程、 相平衡方程、 逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程） 进料热状况对汽液相流量的影响 2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？ 正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即 1==''V L V L 4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？ 1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 5．恒沸精馏原理 6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分） 1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3.液相流量下限线（1分） 4.液相流量上限线（1分） 5.液泛线（1分） 最适宜的区域为五条线相交的区域内。 7．进料热状况参数
8、平衡蒸馏原理 9、液泛的定义及其预防措施 10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、什么是理想物系？ 四 计算题 1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（α=2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？ 2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：263.0723.01+=+n n x y 提馏段：0187.025.11-=+n n x y 设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。 3、在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h ，组成为含苯0.3（质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为88%，要求塔釜含苯不高于0.05，求馏出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。(苯的相对分子量为78 ，甲苯92) 解：336.0927.0783.0783 .0=+= F x 0584.092 95 .07805.07805.0=+= w x 3 .87)336.01(92336.078=-?+?=+=FB B FA A F x M x M M h kmol F /3.573 .875000 == （5分） 3.57==+F W D （1）
蒸馏和吸收塔设备试题
第3章蒸馏和吸收塔设备 一、选择题 1.下述说法中错误的是（）。 A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B、精馏用板式塔，吸收用填料塔 C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔 D、吸收不可以用板式塔，但可以用填料塔 2.在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（）接触，而在每一块塔板上汽液 两相以（）方式接触。 A、逆流 B、并流 C、错流 D、不确定 3.溢流液泛是由于（）造成的。 A、降液管通过能力太小 B、液流分布不均匀 C、塔板上严重漏液 D、液相在塔板间返混 4.下列属于错流塔板的有（）。 A、喷射塔板 B、浮阀塔板 C、舌形塔板 D、浮舌塔板 5.下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是（），单板压降最小的是（），造价最低的是 （）。 A、筛板塔 B、浮阀塔 C、泡罩塔 6.在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是：液泛线（），液沫夹带 线（），漏液线（）。 A、上移 B、不变 C、下移 D、不确定 二、填空题 7.填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料两大类，请写出三种常见的填料的名称 ___________、___________、_______________。 8.填料塔的塔径与填料直径之比不能太小，一般认为比值至少要等于_______。填料塔适宜的空塔气速 一般可取_______气速的50%~80%。 9.筛板塔两相接触的传质面积为。若处理的液体量很大或塔径很大时，一般采用，以 达到的目的。 10.板式塔与填料塔比较：精馏操作中，对易起泡体系应选用塔更适合；对热敏性物系，精馏塔 此时应选用塔更适合。 11.填料塔的持液量增加，则压降，动力消耗，汽液允许流速度。 12.写出三种常见填料的名称 _______、____________、________ 。 13.写出三种常用板式塔的名称、、。 14.在浮阀塔的负荷性能图中，塔的适宜操作范围通常是由下列5条边界线圈定的；雾沫夹带线：液泛线： _____________、_____________、____________。 15.塔板负荷性能图由、、 、、线所组成。 16.板式塔的全塔效率是指与之比。 17.实体填料的类型有（写出三种） 18.板式塔的三种不正常操作现象是、和。 19.板式塔的单板效率是指气相（或液相）与 之比。 20.生产中常用的三种塔板型式是。 21.板式塔的设计原则是：总体上______________________________________ ，在每层塔板上
第八章 蒸馏和吸收塔设备自测
第六章 蒸馏和吸收塔设备（二） 一、填空题（40分） 1．板式塔是____接触式气液传质设备，操作时为____连续相；填料塔是____接触式气液传质设备，操作时为____连续相。 2．塔板的主要类型有____、____、____、____等。 3．气体通过塔板的总压降包括____、____和____。 4．塔板上的异常操作现象包括____、____、____。 4． 塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是____、____、____、____、____，塔板适宜的操作区是____区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。 5．塔板的操作弹性是指________。 6．填料的几何特性参数主要包括____、____、____等。 7．通常根据____、____及____ 三要素衡量填料性能的优劣。 8．填料因子是指____________。 9．填料塔内件主要有____、____、____、____。 10．填料操作压降线(Dp/Z~u）大致可分为三个区域，即____、____和____。填料塔操作时应控制在____区域。 二、选择题（30分） 1．气液在塔板上有四种接触状态，优良的接触状态是（），操作时一般控制在（）。 ①鼓泡接触状态②蜂窝接触状态③泡沫接触状态④喷射接触状态 2．板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。 ①空塔气速②液体流量③板上液面落差④塔板间距 3．（）属于散装填料，（）属于规整填料。 ①格栅填料②波纹填料 ③矩鞍填料 ④鲍尔环填料 ⑤脉冲填料 ⑥弧鞍填料 4．填料的静持液量与（）有关，动持液量与（）有关。
第十章 第3课时 实验方法(1)——物质的分离与提纯
第3课时实验方法(1)——物质的分离与提纯 知识点一物质分离、提纯常用的物理方法 (一)物质分离、提纯的区别与联系 1．混合物的分离是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物分成各组分的纯净物。 2．混合物的提纯是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物中的杂质除去。 分离和提纯的要求不同，设计操作步骤时一定要加以区别。 3．提纯的“四个原则”及“四个必须” (1)“四个原则” 一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原。 (2)“四个必须” 一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳；四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。 (二)物理法分离提纯物质所选装置 1．常用装置 (1)过滤
(2)蒸发 (3)萃取和分液 (4)蒸馏
(5)升华 2． 创新装置 (1)过滤装置的创新——抽滤 (2)蒸馏装置的创新 (三)物质分离提纯的物理方法
1．“固＋固”混合物的分离(提纯) 2．“固＋液”混合物的分离(提纯) 3．“液＋液”混合物的分离(提纯) [对点训练] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)过滤时，为加快过滤速度，可用玻璃棒搅拌漏斗中液体(×) (2)蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热(×) (3)根据食用油和汽油的密度不同，可选用分液的方法分离(×) (4)用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇(×) (5)蒸馏时温度计的水银球应插入液体中(×) (6)蒸馏中，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出(√) (7)利用加热的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物(×) (8)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法(×) 2．下列实验装置不适用于物质分离的是()
化工原理蒸馏
1.在t-x-y 图中的气液共存区内，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。 2.当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。 3.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。 4. 例：在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸馏与简单蒸馏。若原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分率）。物系的相对挥发度为2.47。试求： 1）用平衡蒸馏方法分离，当汽化率为 0.4时，釜液与馏出液的组成 2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均组成。 在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下，简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏，而平衡蒸馏的优点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。 5.在常压操作的连续精馏塔中分离含苯0.46（摩尔分数）的苯－甲苯混和液。已知原料液的泡点为92.5℃，苯的汽化热为390KJ/kg ，甲苯的汽化热为361KJ/kg 。求以下各种情况下的q 值：（1）进料温度为20℃的冷液体；（2）饱和液体进料；（3）饱和蒸气进料。 6.例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h ，流入精馏塔的回流液为670kmol/h ，试求： 1、每小时能获得多少kmol/h 的馏出液？多少kmol/h 的釜液？180 608.6 2、回流比R 为多少？ 3.72 3、精馏段操作线方程？ 7. 20分)采用连续操作的精馏塔分离某双组分液体混合物，进料量为200kmol/h ，进料中易挥发组分浓度0.4，汽液混合物进料，汽液量的摩尔比为1：1，该塔塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，要求塔顶产品浓度为0.95，塔釜产品浓度为0.05(以上皆为摩尔分率)，634.0,411.0==y x ??????--+-=F F x x x x W F 11ln ln 11ln 22ααx x x x y 47.1147.2)1(1+=-+=αα11---=q x x q q y F 2 Wx Fx y D F -=2Wx Fx y D F -=788.0172.395.0172.372.3111=+++=+++=+n n D n n x x R x x R R y 201.0788.0172.395.0172.372.3111+=+++=+++=+n n D n n x x R x x R R y
第十章精馏
一、填空题 1、 对于二元理想溶液，y-x 图上的平衡曲线离对角线越近，说明该物系__________。 2、 精馏塔内回流包括__________ 和__________。 3、 精馏操作中，回流比的上限称为__________。 4、 精馏操作中，回流比的下限称为__________。 5、 对于正在操作中的精馏塔，若加大操作回流比，则塔顶产品浓度会__________。 6、 某精馏塔的精馏段操作线方程为 ，则该精馏塔的操作回流比为__________，馏出 液组成为__________。 7、 分离任务要求一定，当回流比一定时，在五种进料状况中，__________进料的q 值最大，分离 所需的总理论板数__________。 8、 精馏分离的依据是________________________的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必 须进行多次地______________、_______________。 9、 ｑ称为_________________________，饱和液体进料q=____，饱和蒸汽进料q=____。 10、 二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为245.075.0+=x y ，提馏段操作线方程为02.025.1-=x y ，当q=1时，则=W x _____D x =______。 11、 在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品D x _____，若此时加热 蒸汽量V 不变，产品量D 将______。若在改变R 的同时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将________。 12、 直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________，与间接蒸汽相比，相同要求下，所需 理论塔板数将____________。 13、 全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为________，理论塔板数为__________。 当回流比减少到_______________________称为最小回流比，所需的理论塔板数__________。适宜的回流比应通过_________________________________确定。 14、 y-x 相平衡曲线上各点的温度是_______ 。 15、 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度__________，塔顶温度_________，塔釜 温度_________。 16、 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应______，蒸馏釜中所需 的加热蒸汽消耗量应_________，所需塔径应________，操作费和设备费的总设资将是___________________________。
大学化工原理习题-第三章 蒸馏和吸收塔设备自测
20XX年复习资料 大 学 复 习 资 料 专业： 班级： 科目老师： 日期：
第三章蒸馏和吸收塔设备 学生自测 一、填空题（40分） 1．板式塔是____接触式气液传质设备，操作时为____连续相；填料塔是____接触式气液传质设备，操作时为____连续相。 2．塔板的主要类型有____、____、____、____等。 3．气体通过塔板的总压降包括____、____和____。 4．塔板上的异常操作现象包括____、____、____。 4．塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是____、____、____、____、____，塔板适宜的操作区是____区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。 5．塔板的操作弹性是指________。 6．填料的几何特性参数主要包括____、____、____等。 7．通常根据____、____及____ 三要素衡量填料性能的优劣。 8．填料因子是指____________。 9．填料塔内件主要有____、____、____、____。 20XXXX．填料操作压降线(D p/Z~u）大致可分为三个区域，即____、____和____。填料塔操作时应控制在____区域。 二、选择题（30分） 1．气液在塔板上有四种接触状态，优良的接触状态是（），操作时一般控制在（）。
①鼓泡接触状态②蜂窝接触状态③泡沫接触状态④喷射接触状态 2．板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。 ①空塔气速②液体流量③板上液面落差④塔板间距 3．（）属于散装填料，（）属于规整填料。 ①格栅填料②波纹填料③矩鞍填料④鲍尔环填料⑤脉冲填料⑥弧鞍填料 4．填料的静持液量与（）有关，动持液量与（）有关。 ①填料特性②液体特性③气相负荷④液相负荷 5．（）越小，（）越大，越易发生液泛。 ①填料因子f值②气体密度③液体密度④液体粘度⑤操作液气比 三、计算与分析题（30分） 本题附图为某塔板的负荷性能图，A为操作点。 （1）请作出操作线； （2）塔板的上下限各为什么控制； （3）计算塔板的操作弹性； （4）该塔板设计是否合适，若不合适如何改变塔板的结构参数。
化工原理蒸馏部分模拟试题及答案
化工原理蒸馏部分模拟试题及答案 一、填空 1精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。 2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）。 3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 , 分离所需的总理论板数最 少。 4相对挥发度α=1，表示不能用普通精馏分离分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。5某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。 6精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。 7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线。 二、选择 1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。 A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1 2 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。 A 液相中易挥发组分进入汽相； B 汽相中难挥发组分进入液相； C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。 3 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2，则???A??? A t1=t2 B t1