精馏计算题.doc

1、1、每小时分离乙醇-水混合液 2360kg 的常压连续精馏塔，塔顶采用全凝器，进 料组成 xF=0.2。现测得馏出液组成 xD=0.8，釜液组成 xW=0.05，精馏段某一块 板上的汽相组成为 0.6，由其上一板流下的液相组成为 0.5（以上均为摩尔分率） 。 试求： 1.塔顶馏出液量及釜液排出量； 2.回流比。 解：（1）设料液的平均分子量为 ，则FM6.238.01.46F 料液的摩尔流率 hkmolF/10.236 WDFxx 即 05.8.2.01 解之得 kmol/h h;/kmol （2） 由 1DxRy18.056.0R2 2、用板式塔在常压下分离苯甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜

2、用间接蒸汽 加热，平均相对挥发度为 2.47，进料量为 150kmol/h，组成为 0.4(mol%)的饱和 蒸汽，回流比为 4，塔顶馏出液中苯的回收率为 0.97，塔釜中甲苯的回收率为 0.95，求： （1）塔顶馏出液及釜液的组成； （2）精馏段与提馏段操作线方程； （3）回流比与最小回流比的比值； （4）全回流操作时，塔顶第一块板的汽相莫弗里板效率为 0.6，全凝器液相组 成为 0.98，求由塔板第二块的汽相组成。 解：（1） ； ； ;97.0FDx95.0)1(FWx150D4.WFx 解得： 028.;9.0;/3.87;/7.62 Dxhkmolhkol （2）精馏段操作线方程：

3、186.0.141xxRy 饱和蒸汽进料：q=0 提馏段操作线方程： WqFLxqFLyw01.53. 3.871507.624.383.8776245. xxRDR （3）q 线方程为： 1qyF 饱和蒸汽进料时：q=0，故由上式得： 4.0Fqxy213.40)7.2(4.)1(qqyx8.3.09minqDxR42.18.in （4） 1*nmvyE6.02*1yEmv （全回流操作线方程为 ）；98.01Dx2xnxy121*1 47.)(yy 6.047.1298.02y952.02 3、某连续精馏塔进料液中含易挥发组分 55%（mol%，下同） ，与此相平衡的 汽相组成为 75%，

4、要求塔顶产品含易挥发组分 95%，饱和液体进料。求： （1）最小回流比； （2）若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为 1.5 时，求进料板上一板 流下的液体组成。 解：（1）饱和液体进料时：q=1 由 q 线方程： 得： ；由已知：1qxyF5.0Fqx75.0qy 故： 5.079minqDxR （2） ；由精馏段操作线方程 有：5.1 1RxyD 5.90.75.062.0x 4、用连续精馏塔每小时处理 100kmol、含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求 馏出液中含苯 90%，残液中含苯 1%（组成均为 mol%） ，求： （1）馏出液和残液各多少 kmol/h？ （2）饱和液

5、体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为 132kmol，求 R=? 解：（1） WDFxx %1904.10WD 解得： hkmolhkol/8.3/2.56； （2） qV 故： lL/2413 02.843LR 5、用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度，加料量 F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为 0.5（mol% ，下同） ， 塔顶产品浓度为 0.9，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比 R=2Rmin，易挥 发组分的回收率为 90%，塔釜为间接蒸汽加热，试求提馏段上升蒸汽量？ 解：由 q 线方程 知： q=0 时：1qxyF 5.0Fqxy 由相平衡方

6、程： 有：x)( 2.)13(.)1(qq6.25.09minqDyR36.12in 易挥发组分回收率： FDxhkmolD/59.01% 由已知饱和蒸汽进料： VhkolFRV /15)2.3()1( 6、在连续精馏塔中，精馏段操作线方程 y = 0.75x + 0.2075，q 线方程为 y =0.5x + 1.5x F，求： （1）回流比 R 和馏出液组成 xD； （2）进料的 q 值，并判断进料状态； （3）当进料组成为 0.44 时，精馏段与提馏段操作线交点处 xq 值为多少？ 解：（1）精馏段操作线方程为： 20751RxyD 故有： 解得：2075.1 .RxD 83.0Dx （

7、2）q 线方程为： FFxqy5.11 故有： （或 ）5.01q Fxq5.1 解得： 3. 因 ， 故：进料为汽液混合进料0 （3）由 275xyF104.Fx 解得： 362q 7、某精馏塔用于分离苯甲苯混合液，泡点进料，进料量 30kmol/h，进料中 苯的摩尔分率为 0.5，塔顶、塔底产品中含苯分别为 0.95 和 0.10，采用回流比 为最小回流比的 1.5 倍，操作条件下，试求： （）塔顶、塔底的产品量； （2）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组 成。 解：（1） WDFxx WD10.95.03 解得： hkmolhkol/1.4/9.5； （2）

8、泡点进料时：q=1 由 q 线方程： 得： ；qxyF5.0Fqx 由相平衡方程 有：x)1( 706.5)140.2()1( qqy8.5076.9minqDyR.185.1in 对于全凝器，有 9.1Dxy 由 有：xy)(1 8.095.)140.2(.)(1 y 由操作线方程有： 910.7.158.07.112 RxyD 由 有：xy)1( 89.)4.2(.)(22 y 8、精馏塔采用全凝器用以分离平均相对挥发度为 2 的某理想溶液，已知原料液 的总浓度为 0.5（mol%，下同） ，塔顶馏出液浓度为 0.96，实际回流比为最小 回流比的 1.5 倍，进料为气液两相共存且汽相和液相

9、的分子数相等，求离开第 二块理论板的汽相组成。 解：由于汽相和液相的分子数相等，由 q 为液相分率的定义有： 5.021q 故 q 线方程为 xxqxyF15.01.1 由 和xy1 解得：)(4.qx586.014.1qy7.24.0586.9minqDxyR31725.1in 精馏段操作线方程为： 25.076.12.3906. xxRxyD 对于全凝器，有 9.01D 由 有：xy)(1 923.06.)12()(1y5.093.765.02.765.012 9、某精馏塔在常压下分离苯和甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线 方程分别为 和 ，每小时送入塔内 75kmol.3.xy 18.2.xy 的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多 少？ 解：精馏段操作线方程： 1RD 故有： 解得：263.01 7RxD94.0612DxR 由 .y 可求出交点8.5 .537q 泡点进料时：q=1 由 q 线方程： 得：1qxyF0.4Fqx 因提馏段操作线过点（ ）W, 故 08.25.1Wx0752.x 由 有：DF WD752.094.3. 解得： hkmolhkmol/58/42.39；RV.124.9)61()( q=1 时： l/.