1、精微題庫一、填空題：801、精儲塔別離某二元物系,當操作壓強降低,系統的相對揮發度a,溶液的泡點,塔頂蒸汽冷凝溫度 增大、減小、不變 答案：增大,減小,減小802、精微別離某二元組分混合液F,XF,q,要求塔頂Xd ,輕組分回收率刈.設計時,假設 加大回流比 R,那么精儲段液氣比 ,提儲段液氣比 ,所需理論板數Nt,塔頂產品量D,塔釜Xw,塔頂冷凝量Qc,塔釜加熱量Qr,假設R太大,過程的調節余地將 增大、減小、不變.答案：增大,減小,減小,不變,不變,增大,增大,減小803、精儲塔設計時,F,Xf,Xd,Xw,進料熱狀態q =0.5時,所需塔板數為Nt.試判 斷以下參數變化并定性繪出操作線的

2、變化：1保持回流比不變,將進料狀態由q=0.5改為q=1,那么塔釜加熱量Qr,塔頂冷凝量Qc,所需塔板數Nt.答案：增大,不變,減小2保持塔釜加熱量不變,將進料狀態由q = 0.5改為q = 1 ,那么塔頂冷凝量QC,所需塔板數Nt.答案：減小,增大3保持回流比不變,將進料狀態由 4 = 0.5改為4=0,那么塔釜加熱量Qr,塔頂冷凝量Qc,所需塔板數Nt.答案：減小,不變,增大804、某精儲塔設計中,假設將塔釜間接蒸汽改為直接蒸汽加熱,而 F、D、F、XD、q、R不變,那么W, XW, L/V, Nt增大、減小、不變.答案：增大,減小,不變,增大805、精儲塔設計時,假設塔頂采用全凝器,所需

3、理論板數為Nh,采用分凝器,所需理論板Nt2,那么 nT1 NT2 , =, * 答案* : 806、某精儲塔的實際回流比小于設計時的最小回流比,其結果如何 . 答案：完不成別離任務807、一精儲塔維持其他條件不變而增大回流比R,那么精儲段液氣比L/V,提儲段的液氣比 LV, Xd, Xw 變大,變小,不變,不確定.答案：變大,變小,變大,變小808、連續精儲操作,原工況為泡點進料,現由于某種原因原料溫度降低,使 q1,進料濃度Xf,塔頂采出率D/F及進料位置均保持不變.試判斷：1塔釜蒸汽量V保持不變,那么塔釜加熱量Qr,塔頂冷量Qc,fFXd Xw o答案：不變,變小,變小,變大2保持回流比

4、R不變,那么塔釜加熱量Qr,塔頂冷量Qc,xD, xW變大,變小,不變,不確定.答案：變大,不變,變大,變小809、某精儲塔在給定工況下操作,現維持進料條件 F、片、q和塔釜加熱量不變而將塔頂采出率D/F增大,那么塔頂產品組成xd,塔底產品組成Xw 變大,變小,不變,不確定.*答案* :變小,變小810、某精儲塔維持其他條件不變,將加料板下移,那么精儲段塔板數 ,塔頂產品組成Xd,塔底產品組成 Xw 變大,變小,不變,不確定.答案：1假設原加料板為最正確位置,加料板下移,那么精微塔板數變大,塔頂產品組成變小,塔底產品變大;2假設原加料板位置偏高,加料板下移,那么精微塔板數變大,塔頂產品組成變大

5、,塔底產品變小;3假設原加料板位置已偏低,加料板下移,那么精微塔板數變大,塔頂產品組成變小,塔底 產品變大.811、精儲塔操作中,由于某種原因進料濃度 Xf減小,進料量F與熱狀態q保持不變,塔釜蒸汽量V不變,假設欲維持塔頂產品xD與塔底產品組成xW不變,那么R, D,增大、減小、不變.答案：增大,減小,增大,增大 .812、精儲塔操作中,保持F、Xf,q, L不變,而增大V,那么R, Xd,Xw, L/V, L/V,增大、減小、不變.答案：減小,減小,減小,減小,減小,813、精儲塔操作中,保持F、Xf, q,R不變,而增大W,那么Xd, Xw,L/V, L/V,增大、減小、不變.答案： 增大

6、、增大、不變、增大814、決定精儲塔別離水平大小的主要因素是： 物性方面、設備方面 和操作方面.答案： 相對揮發度,理論板數,回流比815、在1個大氣壓.96C時,苯的飽和蒸氣壓p = 160.5kPa ,甲苯的飽和蒸氣壓P0 = 65.66kPa,苯-甲苯混合溶液達于平衡時,液相組成Xa.氣相組成 yA=.相 對揮發=.答案：0.3760.5962.44816、在1個大氣壓.84C時,苯的飽和蒸氣壓琮= 113.6kPa,甲苯的飽和蒸氣壓 P0 = 44.68kPa,苯-甲苯混合溶液達于平衡時,液相組成Xa.氣相組成 yA=.相對揮發 =.答案：0.8230.9232.56817、某理想混合

7、液,其中一組平衡數據為 Xa = 0.376, yA = 0.596 ,此時平均相對揮發度為0= .答案： 2.448818、某連續精儲塔,其精微段操作線方程為y =0.78x +0.204 ,那么該塔的回流比R=,偏出7組成Xd=.答案： 3.540.926819、某泡點進料的連續精儲塔,其精微段操作線方程為y = 0.80x十0.172 ,提儲段操作線方程為y=1.25x-0.0187 ,那么回流比R =,儲出7組成xD,原料 組成xf=,釜液組成xW=.答案： 40.860.4240.0748820、某二元理想溶液的連續精儲塔,提儲段操作線方程為：y = 1.3x-0.018,系統的平均

8、相 對揮發度 =2.5,當Xw = 0.06時摩爾分率,此時從塔底數起的第二塊理論板數塔底可視為第一塊理論板下流液體的組成為.答案： 0.120摩爾分率821、別離要求一定.當回流比為一定時,在五種進料狀況中,進料的q值最大,其溫度,此時,提儲段操作線與平衡線之間的距離,別離所需的總 理論板數.答案 ：冷液,t F V t泡,最遠, 最少.二、選擇題：801、蒸儲操作的主要費用是：A、加熱汽化； B、氣相冷凝；C、加熱和冷凝答案：C802、精儲中引入回流,下降的液相與上升的汽相發生傳質使上升的汽相易揮發組分濃度提升,最恰當的 說法是.A.液相中易揮發組分進入汽相；B.汽相中難揮發組分進入液相；

9、C.液相中易揮發組分和難揮發組分同時進入汽相,但其中易揮發組分較多；D.液相中易揮發組分進入汽相和汽相中難揮發組分進入液相的現象同時發生.答案：D.803、某精儲塔操作時,假設保持A. L增大,V減??；C. L減小,V減??；804、某精儲塔操作時,假設保持A. L增大,V減?。籆. L減小,V減小；805、某精儲塔操作時,假設保持F、xF、q、D不變,增大回流比B. L增大,V增大；D. L減小,V增大F、xF、q、D不變,增大回流比B. L減小,V增大D. L增大,V增大；F、xF、q、D不變,增大回流比R ,那么L, V的變化趨勢是答案：B.R ,那么L V的變化趨勢是答案：DR ,那么X

10、d , x的變化趨勢是A. Xd增大,Xw減小;B. Xd減小,Xw增大C. Xd減小,Xw減??； D. Xd增大,Xw增大;答案：A806、某精儲塔操作時,假設保持F、xF、q、V 不變,增大回流比R,那么Xd, Xw的變化趨勢是A. Xd增大,Xw減小;B. Xd減小,Xw增大C. Xd減小,Xw減小;D. Xd增大,Xw增大;答案：D807、某精儲塔操作時,假設保持F、xF、q、V不變,增大回流比R,那么D,W的變化趨勢是A. D增大,W減??； B. D減小,W增大C. D減小,W減?。?D. D增大,W增大;答案：B808、某精儲塔操作時,假設保持F、xF、q、V不變,增大回流比R,那

11、么L,L的變化趨勢是A. L增大,L減小;C. L減小,L減小;B. L減小,L增大D. L增大,L增大;809、某精儲塔因操作中的問題,進料并未在設計的最正確位置,而偏下了幾塊板.假設F、Xf、q、R,V均同設計值,那么L, V變化趨勢是:A. L不變,V減小； B. L增大,V不變；C. L不變,V不變； D. L減小,V不變答案：C.810、某精儲塔因操作中的問題,進料并未在設計的最正確位置,而偏下了幾塊板.假設F、xF、q、R,V均同設計值,那么D,W變化趨勢是：A. D不變,W不變； B. D減小,W增大C. D不變,W減??；D. D增大,W增大；答案：A811、某精儲塔因操作中的問

12、題,進料并未在設計的最正確位置,而偏下了幾塊板.假設F、Xf、q、R,V均同設計值,那么xd, a變化趨勢是：A. Xd增大,Xw減??； B. Xd減小,Xw增大答案：BC. Xd減小,Xw減小； D. Xd增大,Xw增大;812、某精儲塔,冷液進料,由于前一工序原因,使得進料量F增加,但是Xf、q、R,V仍不變,那么L； V變化趨勢是：A.不變,V減?。?B.增大,V不變；答案：B.F增加,但是Xf、q、R,V仍答案：dF增加,但是Xf、q、R,V仍C.不變,V不變； d. r減小,V不變813、某精儲塔,冷液進料,由于前一工序原因,使得進料量不變,那么Xd； Xw變化趨勢是：A. Xd增大

13、,Xw減??；B. Xd減小,Xw增大C. Xd減小,Xw減??；D. Xd增大,Xw增大；814、某精儲塔,冷液進料,由于前一工序原因,使得進料量不變,那么D,W變化趨勢是：A. D不變,W不變； B. D減小,W增大C. D減小,W減??；D. D增大,W增大；815、某二元混合物,其中 A為易揮發組分,液相組成 Xa =0.56相應的泡點為七,與之相平衡的汽相組成yA =0.65 ,相應的露點為t2 ,那么：.A. t1 =t2 ;B. t1t2 ;D.不能判斷816、設計時,假設F,Xf,Xd1Xw,V均為定值,將進料熱狀態從 q = 1變為q 1 ,設計所需理論板數：A.多； B.少； C

14、.不變； D.判斷依據缺乏.答案：B.817、使混合液在蒸儲釜中逐漸受熱氣化,并將不斷生成的蒸汽引入冷凝器內冷凝,以到達混合液中各組 分得以局部別離的方法,稱為.A、精福;B、特殊蒸儲；C、簡單蒸儲答案:Cq值為；飽和液體進料時,q值818、精儲操作進料的熱狀況不同,q值就不同,汽液混合進料時,.A、0vqv1； B、q1答案:A、C819、某精微塔的理論塔板數為18塊不包塔釜其全塔效率為0.45,那么實際板數為塊.A、34; B、40; C、9答案：B820、實驗說明：當由兩個的揮發性組分所組成的理想溶液,其氣液平衡關系服從拉烏爾定律.A、局部互溶；B、 完成互溶；C、不互溶；答案：B三、判

15、斷題 801、精儲設計時,假設回流比R增加,那么意味產品D減小.答案：V802、包摩爾流假定主要前提是兩組分的單位質量的汽化潛熱相近,它只適用于理想物 系.答案：x803、假設過冷液體X態進料,q線方程的斜率00答案：x804、系統的平均相對揮發度a可以表示系統的別離難易程度,a1,可以別離,a=1,不能別離,a1更不能別離.答案：X805、提儲段操作線是指相鄰兩塊塔板間,下面一塊板蒸汽組成和上面一塊板液相組成 之間的定量關系方程.答案：,806、當精儲的目的只是為了回收稀溶液中的輕組分,對儲出液濃度要求不高時, 可從塔底進料.答案：x807、所謂的回收塔,是指物系在低濃度下的相對揮發度很大,

16、不用精儲段也可到達必要的儲出液濃度.答案：V808、對于理想二組分體系,假設平均相對揮發度為1 ,那么不能用普通精儲方法別離.答案：V809、精儲和蒸儲的區別在于回流,主要是塔頂的液相回流.答案：x810、在連續精儲塔中,如果沒有塔底的局部汽化造成的氣相回流,那么連續精儲塔 不能穩定操作.答案：V811、在一定壓強下,純組分的泡點、露點、沸點均為同一個數值.答案：V812、在壓強一定時,均相液體混合物具有恒定的沸點.答案:* x813、對雙組分理想混合液,相對揮發度的大小可以判別該物系的別離難易程度.因此,在相同條件下,別離相對揮發度大的物系,所需理論板數多.答案：x814、全回流時到達一定的

17、別離要求所需的理論塔板最少.答案：V815、苯甲苯精儲塔頂產生的蒸汽濃度為 0.95 摩爾分率,在冷凝器全部冷凝為液體時,那么儲出液的濃度仍為 0.95 摩爾分率.答案：,816、用圖解法繪制的直角梯級數,即為精儲塔實際所需的層板數；兩操作線交點所在的直角梯級為實際的加料板位置.答案：x； X817、包摩爾氣化,即精儲塔內每塊塔板的上升蒸氣摩爾流量都完全相等.答案：x818、進料為飽和蒸汽時,精儲塔內兩段的液體下降摩爾流量相等.答案：x819、由A.B兩組分組成的理想溶液中,具相對揮發度可以用同溫下的兩純組分的飽和 蒸氣壓的比值來表示.答案：,820、在精儲塔的操作中要將塔頂引出的蒸汽至全凝器

18、中全部冷凝成液體,那么易揮發組 成在氣相中的濃度等于在液相中的濃度.答案:,四、簡做題：801、蒸儲的目是什么蒸儲操作的根本依據是什么 答案：將液體混合物加以別離,到達提純或回收有用祖墳的目的.根本依據是借混合液中各組分揮發 度的差異而到達別離目的.802、雙組分汽液兩相平衡共存時自由度為多少 答案：雙組分別離時平衡物系的自由度為 2.803、分析精儲過程中回流比大小對操作費與設備費的影響并說明適宜回流比方何確定. 答案：回流比有兩個極限,全回流時,到達一定的別離程度需要的理論板層數最小設備費最低,但無產品取出,對工業生產無意義；最小回流比時,需要無限多理論板層數,設備費為無限大,隨回流比加大

19、,Nt降為有限數,設備費降低,但隨 R加大,塔徑、 換熱設備等加大,且操作費加大.操作回流比 R應盡可能使設備費與操作費總和為最小,通常取 R= 1.12 Rmin .804、為什么 =1時不能用普通精儲方法別離混合物答案：相對揮發度0是指混合液中兩組分揮發度之比.當 a =1表示兩組分具有相同的提濃度, 那么無法用普通的精微方法別離.805、為什么說回流液逐板下降和蒸汽逐板上升是實現精儲的必備條件答案：在精儲過程中,每塊塔板上進行的都是兩組分之間的物質和能量交換,如果沒有液體的下降和蒸汽的上升,也就沒有了汽液兩相的接觸,將無從進行物質交換.同時,組分揮發度的差異造成 有利的相平衡條件,使得上

20、升蒸汽在與自身冷凝回流液之間的接觸過程中,種組分向液相傳遞, 輕組分向氣相傳遞.因此說回流是精儲的必備條件.806、什么是理論板默弗里板效率有何含義答案：理論板是一氣、液兩相皆充分混合而且傳質與傳熱過程的阻力皆為零的理想化塔板.默弗里板效率表示離開同一塔板兩相的平均組成之間的關系,可以適應實際板數的計算需要,表示了實際提濃度和理論提濃度之間的關系.807、包摩爾流假設指什么其成立的條件是什么答案：在熱量恒算式中由于不計入液體始差而引起的顯熱項誤差與潛熱項比較是次要的,其條件是兩組分的汽化熱相等.通常不同液體的摩爾汽化熱較為接近,因而V,L取為摩爾流量,稱之為恒摩爾流假設.808、q值的含義是什

21、么根據q的取值范圍,有幾種加料熱狀態答案：q值的含義：將1kmol原料變成飽和蒸汽所需的熱量與原料的摩爾汽化熱之間的比值關系,其在數值上等于進料中液相所占的分率.有5種加料狀態：q = 0 ,飽和蒸汽進料；01 ,冷液進料；q Y 0 ,過熱蒸汽進料.809、用芬克斯方程所求出的N是什么條件下的理論板數答案：全回流時的理論板數.810、精儲塔在一定條件下操作時,試問將加料口向上移動兩層塔板,此時塔頂和塔底產品組成將有何變化為什么答案：當加料板從適宜位置向上移兩層板時,精儲段理論板層數減少,在其它條件不變時,別離水平下降,xD J ,易揮發組分收率降低,Xw 811、精儲過程能否在填料塔內進行答

22、案：可以812、恒沸精儲和萃取精儲的主要異同點是什么答案：相同點：都是在被別離溶液中參加第三組分以改變原溶液中各組分間的相對揮發度而實現別離.不同點：假設參加的第三組分能和原溶液中的一種組分形成最低恒沸物,以新的恒沸物形式從塔頂蒸出,為恒沸蒸儲；假設參加的第三組分僅是改變各組分之間的相對揮發度,第三組分隨高沸點 液體從塔底排出,為萃取精儲.813、精儲塔在一定條件下操作,試問：回流液由飽和液體改為冷液時,塔頂產品組成有何變 化為什么答案：從泡點回流改為冷液回流時,Xd T.其原因是：冷液回流至塔頂時,冷凝一局部蒸氣,放出的潛熱把冷液加熱至塔頂第一板的飽和溫度.冷凝局部中含難揮發組分較大,使氣相

23、易揮發組分增濃.同時,在塔頂回流比保持不變的條件下,增加了塔內的內回流,這也有利于別離.814、何謂輕關鍵組分、重關鍵組分何謂輕組分、重組分答案：815、為什么操作需要塔頂回流答案：主要是為了保持塔內下降的液流,使精儲塔保持穩定操作.816、簡單蒸儲與精儲有什么相同和不同答案：它們同屬蒸儲操作.簡單蒸儲是不穩定操作,只能得到一種產品,產品無需回流,產量小.精儲是 復雜的蒸儲,可以是連續穩定過程,也可以是間歇過程.精儲在塔頂、底可以獲得兩種產品.精儲必 須有回流.817、怎樣簡捷地在y-x圖上,畫出精儲段和提儲段操作線答案：過點Xd,4 ,和點0, Xd/R+1的連線即為精微段操作線.過點Xf,

24、xc,作斜率為q/q -1的進料線與精微段操作線相交,例如相交點為xq,yqo過點xw,xw和點Xq,yq的連線即為提儲段操作線.818、全回流與最小回流比的意義是什么各有什么用處 一般適宜回流比為最小回流比的多 少倍答案：全回流時,到達指定別離要求的理論板數最少.開工時為不穩定過程,為了盡快到達別離要求,采 用全回流操作,然后再慢慢減小回比,至規定回流比.最小回流比,是指到達指定別離要求的理論板數最多到無窮.是選擇適宜回流比的依據.一般適宜回流比是最小回流比的 1.12.0倍.819、什么叫理論板理論板、實際板、板效率的關系如何答案：某板上升的蒸汽組成與從該板下流的液體組成到達平衡,該板即理

25、論板.理論板數除以板效率即實際板數.820、精儲塔進料的熱狀況對提儲段操作線有何影響答案：進料的熱狀況不同, q值及的斜率也不同,故 q線與精微段操作線的交點亦因進料熱狀不同而變 動,從而提儲段操作線的位置也就隨之而變動.821、精儲操作中,加大回流比時,對塔頂產品有何影響為什么答案：當精儲塔的塔板數已固定,假設原料的組成及其受熱狀況也一定時,那么加大回流比R可以提升產品的濃度因操作線改變,但由于再沸的負荷一定即上升蒸汽V 一定,此時R加大會使塔頂產量下降因V =R +1D ,而R 那么D即降低塔的生產水平.822、精儲塔中精儲段的作用答案：此段是利用回流液把上升蒸汽中難揮發組分(又叫重組分)

26、逐步冷凝下來,同時回流液中揮發組分(又叫輕組分)汽化出來,從而在塔頂得到較純的易揮發組分.822、試說明精儲塔中提儲段的作用答案：此段是利用上升蒸汽把液相中易揮發的組分汽化出來,同時上升蒸汽中的難揮發組分逐板冷凝下來,從而在塔釜獲得較純的難揮發組分.823、試說明精儲操作中“回流的作用.答案：其作用：穩定每層塔板兩相濃度,同時由于回流液的溫度低于下一層塔板上升蒸汽的溫度, 故作為下一層塔板上升蒸汽的冷凝劑使上升蒸汽中難揮發組分冷凝下來,而提升上升蒸汽中易揮發 組分的濃度,與此同時,回流液中的易揮發組分也汽化出來(得到上升蒸冷凝時放的熱量),這樣就保證了每層塔板上發生一次局部汽化和局部冷凝作用,

27、經過屢次(多層)的局部汽化和冷凝就能 到達別離混合液的作用,故回流是保證精儲能連續穩定進行下去的必要條件之一.五、計算題：801、在常壓下將含苯60%,甲苯40%的混合液進行平衡蒸儲,氣化率為 30%,物系的 相對揮發度為2.47,試求：(1)汽、液兩相的組成；(2)假設對此混合液進行簡單精儲,使殘液含量與平衡蒸儲相同,所得儲出物中苯的平均 含量為多少儲出物占原料液的百分率為多少(3)假設將剩下的殘液繼續進行簡單蒸儲,使總氣化率與平衡蒸儲相同,所得儲出物單獨 收集,此儲出物中苯的平均含量為多少兩階段簡單蒸儲所得儲出物的總平均組成如 何*答案*解：(1)根據題意,做平衡蒸儲時,殘液率.物料衡算式

28、為：q =1 -0.3 =0.7相平衡方程式為:; x 2.47xy =1 (1-1)x1 1.47x聯立以上求解得:x =0.539, y =0.743x2 =0.539.設第一階段簡單蒸儲終了時,(2)按題意,在第一階段簡單蒸儲終了時,液相剩余含量殘液量為W2,那么所得儲出物占原料的百分率為：儲出物的平均組成為：(3)在第二階段簡單蒸儲終了時,汽化率為30%.設終了時殘液含量為 x；,那么試差求得：x2： -0.5297兩階段所得儲出液中苯的平均含量為0 =2W10.6 -0.7 0.5279 = 0.7641 -W2 W11 -0.7分凝器全凝器第二階段所得儲出液中苯的平均含量為：802

29、、某精微塔流程如下列圖.塔頂設置分凝器和全凝器. F=500kmol/h, q = 1,Xf=0.5 摩爾分率,下同,Xd =0.95,Xw =0.05V =0.8L , yw =0.08設全塔揮發度恒定,物系符合包摩爾流假定 試求：1回流比R;2離開塔頂第一塊理論板的液體組成Xi 0*答案*解：1由于q =1 ,所以 L= L+ F貝 UV =0.8L =0.8(L F)而V =L V0 =(R 1)DR 1 =0.8(L F) =0.8(R )(1)D DDF Xd -Xw0.95 -0.05 代入1式解得：R = 3=2D Xf -Xw0.5-0.052由于是理論板,那么離開塔頂第一塊理

30、論板的汽、液組成應滿足相平衡方程,即離開再沸器的汽、液組成 yw,xw ,由于再沸器相當于一塊理論板,故yw,Xw也滿足相平衡關系,可求得其.當塔頂設分凝器時,不影響精微段操作線方程,那么yx應滿足操作線方程.分凝器相當于一塊理論板,故y0, %滿足精微段操作線方程,即那么,Xi( -(： -1)y10.9281.65 -0.65 0.928= 0.887803、連續精微別離雙組分理想混合液,原料液中含易揮發組分0.40,儲出液中含易揮發組分0.95 以上均為摩爾分數,溶液的平均相對揮發度為 2.8,最小回流比為1.50.說明原料液的進料熱狀況,求出q值.*答案*解:Rminj =1.5ye

31、-Xeye - XeYe二 X2.8Xe1： - 1Xe1 1.8Xe聯立求解可得：X2 -1.404Xe 0.352 =0解得：Xe =0.327, Ye =0.576Xe YXf = 0.40 Y, Ye原料液的進料熱狀況為汽、液混合進料.由 q線方程可得：0.576 =qx0.327 04q -1q -1解得：q =0.707804、原料組成Xf =0.45,進料時為汽液混合物,汽相與液相的摩爾之比為1: 2,塔頂Xd =0.95 ,易揮發組分回收率為0.95%,回流比R = Rmin ,相對揮發度a =2.5,試求: (1)原料中汽相和液相組成；(2)列出提儲段操作線方程.*答案*解：

32、由題意可得q =2/3,那么相平衡方程為:xy =1 ： -1x2.5x1 1.5xqXf2 / 30. 45 八 .c lq 線萬程為： y=x =x = 2x+1. 3 5q -1 q - 12/312-/ 3 1聯立兩式求解可得：x 0.825X - 0.45 =0解得：x = 0.375, y =0.6(2)由于Xf,Xd,Xw,F未知,可利用兩點求直線的方法求取提儲段操作線方程,即Y _ Yd -XwX -XwXd - Xw(只要求出兩操作線的交點的坐標及釜液組成Xw即可)那么精微段操作線方程為：Y =旦 X 上 =2.334 x -0.95= 0.7x 0.285R 1 R 1 2

33、.334 12.334 1將上式與q線方程聯立求解可得：Xd =0.394, Yd =0.561由回收率和采出率的關系可得:= 0.95 =外=_ 00.45 - Xw 0.95KFxFxD -xWxF0.95-xW 0.45解得:Xw= 0.0409y -0.04090.561 -0.0409x -0.0409 0.394 -0.0409化簡得： y =1.473x -0.0193805、有一別離理想二元組分溶液的精儲塔,進料組成為 0.28 摩爾分率,下同,要求塔頂 產品組成為0.97,塔底產品組成為0.05.假設進料的汽化率為0.2,相對揮發度為4,試求: 提儲段的最大液汽比.*答案*解

34、：分析,當回流比為最小回流比時,提儲段操作線的斜率L7V為最大,應先求 Rm ,求Rmin要求q線與平衡線的交點即在最小回流比時兩操作線的交點坐標ye,Xe ,而q =1-0.2 = 0.8.qXf0.80.28,q 線萬程： y=x =x = -4x + 1.40q -1 q -10.8 -10.8 -1 x 4x相平衡方程：y =X一 =(2)1 (： -1)x 1 3x聯立求解1荷2得：xe =0.218, ye =0.527xD - ye0.97 - 0.527最小回流比Rmin = = =1.434ye-Xe0.527 -0.218提儲段液汽比:L 二 L qF 二 RD qF 二R

35、 qF DV - L qF -W - RD qF - F D - R 1-(1-q)F DF _ Xd _ 0. 9 7D - xF -Xw0. 285450=061 6R= Rm =1.434及q =0.8代入3式得提儲段最大液汽比L 1.434 0.8 42.84V max 1.434 1 -0.2 4806、一連續精儲塔別離二元理想混合液,精儲段第n塊塔板實際板的汽、液組成分別為0.83和0.70,相鄰上層塔板的液相組成為0.77,而相鄰下層塔板的汽相組成為 0.78 以上均為易揮發組分的摩爾分數,下同.塔頂為泡點回流,進料為飽和液體,具組成為0.46.相對揮發度為2.5.假設塔頂與塔底

36、產量比為 2/3,試求：1精儲段第n板的液相默弗里板效率EmL,n； 2精微段操作線方程；3提儲段操作線方程；4最小回流比；5假設改用飽和蒸汽進料,操作回流比 R不變,所需的塔板數為多少?*答案*解：1液相默弗里板效率EmL, n0.77 -0.700.77 -0.661= 0.642R和Xd2將題目所給條件分別帶入精微段操作線方程得到兩個方程,聯立求解可得即： 0.83=R- 0.77 -xR 1 R 1解得：R =2.5, xD =0.98 2 50 98那么精微段操作線方程為：y =,2_x -0衛 =0.714x 0.282.5 12.5 1(3) 要求提儲段操作線方程,須先求釜液組成

37、 x及兩操作線在回流比R時的交點坐標yd和4. D/W=2/3DxF -xw20.46 -Xw一 = 一 =WXd -xF 30.98 -0.46解得：Xw =0.113q =1xd = xF = 0.46那么 yd =0.714xd 0.28 =0.714 0.46 0.28 =0.608有兩點求直線的方法可求得提儲段操作線方程:y - Xwy - Xwx - XwXd - Xw化簡得：y = 1.428x -0.0484(4) q=1,Xe=XF=0.4 6入相平衡方程求得ye(5)飽和蒸汽進料,回流比 R = 2.0不變,到達相同白別離要求,q值越小,Rmin越大.q = 0 ,ye =

38、 xF =0.46ye- -(- -1)ye0.462.5 -1.5 0.46= 0.254R =2.5 Rmin即使塔板無窮多也不能到達別離要求.807、常壓連續精儲塔別離二元理想溶液,塔頂上升蒸汽組成y=0.96 (易揮發組分的摩爾分數,下同),在分凝器內冷凝蒸汽總量的 1/2 (摩爾量),作為回流,余下的蒸汽在全凝 器內全部冷凝作為塔頂產品.操作條件下,系 統的相對揮發度a =2.4.假設回流比為最 小回流比的1.2倍,當飽和蒸汽進料時, 試求：(1)塔頂產品及回流液的組成；(2)由塔頂第二層理論板上升的蒸汽組成；題807圖(3)進料飽和蒸汽組成.*答案*解：1求塔頂產品組成 Xd和回流

39、液組成Xo對全凝器有,Vo=D, y0=XD.由出分凝器的汽液流量比求 R,即離開分凝器的汽液組成y與人應滿足性平衡關系,yi =0.96與xo應滿足精微段操作線關Xo2.4xo,、系,所以：yo = xD = 11 二 一 1xo 1 1.4XdRxD1 xDy =O.96 =% +=%+2R 1 R 1 22聯立求解1和2得方程：xo O.5O9Xo -1.371 =O解得：Xo = O.944代入相平衡方程解得：Xd =o.9762求塔頂第二層理論板上升的汽相組成丫2.離開第一層理論板的液相組成為1 Xr由精微段操作線萬程可得：y2 = K =O.5 O.9O9 - O.976/2 =O

40、.9432 23進料飽和蒸汽組成 xF依題意 K =R/1.2 =O.833.9=7j ye -Xeye - Xe= O.833(3):Xe2.4Xeye =1 (二 T)Xe1 1.4Xe聯立(3)和(4)可得：y：1.611 ye+O.38=O解得：ye=O.587,那么XF=ye=O. 2 87808、用板式精儲塔在常壓下別離苯-甲苯溶液,塔頂為全凝器,塔釜間接蒸汽加熱,平均相 對揮發度為2.47.為飽和蒸汽進料,進料流量為15Okmol/h,進料組成為O.4 摩爾 分數,操作回流比為4,塔頂儲出液中苯的回收率為0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率 為0.95,試求：1塔頂儲出液及塔釜采出

41、液的組成；2精儲段及提儲段操作線方程；3回流比與最小回流比的比值；4假設塔改為全回流操作,測得塔頂第一塊板的汽相 默弗里板效率為0.6,全凝器冷凝液組成為0.98,求由塔頂第二塊板上升的汽相組成.*答案*解：1有全塔物料衡算式可得：Xf =dXd +WXW1由塔頂輕組分回收率定義可得:dXf(2)由塔底重組分回收率定義可得：W Jw1Xf3F1 - Xw將2和3代入1可得：即 0.4 0.97 0O4951 %4解得：xw = 0.02061 - xwXd -XwXf - XwXd0.4 0.02060.97 0.4Xd -0.0206 -Xd解得：Xd =0.9292求精儲段及提儲段操作線方

42、程精儲段操作線方程：y =x qx 空空=0.8x 0.1858R 1 R 155q =0 ,yd =Xf =0. 4由精微段操作線方程可得：0.4 =0.8% 0.1858= xd =0.2678由 y % _ y- XX - K X- X/日 y -0. 0 20 60. 4 0. 02 06得 =x-0. 02 0 60. 2-6 7 8 0. 02 06化簡得：y =1.535x -0.011(3)求 R/&nq =0 , ye = xf =0. 4Xeye-(:-i)ye0.42.47 -1.47 0.4= 0.2125809、某二元混合液體,重組分為水.設計擬用直接蒸汽加熱方式精儲

43、,料液以飽和蒸汽狀態參加塔的中部,塔頂設全凝器,泡點回流.：料液 F=100kmol/h, xf = 0.4 摩爾分數,下同,設計回流比R=1.5%in ,要求塔頂xd =0.9,塔頂回收率n =90%,操作條件下相對揮發度口=2.5.且滿足包摩爾流假定.試求：1塔底產品組成；2分別列 出涉及條件下精儲段和提儲段操作線方程.*答案*解：1釜液流量用 W*、塔底產品組成用 xW,*代表直接蒸汽加熱的情況.易揮發組分衡算:FXf Vo 0 =DXd W Xw飽和蒸汽進料：q =0, y = y = x =0.4那么：W = L = L q F = R D(2)精微段操作線方程提儲段操作線方程：=

44、q =0, W* = L= L+qF =RD , V.=V =V F = (R+ 1)D FW W . RDrdy= 一 x - - Xw =x -VoVo(R 1)D -F (R 1)D -F題810圖810、如下列圖的精儲塔由一蒸儲釜及一塊實際板組成.料液由塔頂參加,泡點進料,Xf =0.20 摩爾分數, 下同,今測得塔頂易揮發組分的回收率為80%,且Xd =0.30 ,系統相對揮發度a =3.0.試求：1殘液組成Xw ；2該塊塔板的液相默弗里板效率 EmL.*答案*解：1求Xw.由回收率定義及采出率的關系得:c c DXdXf -Xw Xd0.2-X W0.3= 0.8=, Xw = 0

45、.0857FXfXd - Xw Xf0.3- Xw0 . 2(2)求 EmL液相默弗里板效率EmL,n =KXnXf -X1-塔頂為全凝器,y =Xd =0. 3,x0.3那么X1 =y = =0.125二-：- -1y13-2 0.3X1與yw符合操作關系,yw與Xw成平衡關系,那么泡點進料,無回流的回收塔.只有提儲段,那么操作線方程為：yn+ = -L；xn -WXwV v泡點進料,l. = f,全凝器v = dF_ 0.3-0.0857 1 875D D/FxF -xw0.2 -0.0857ynl =1.875xn -0.875 0.0875 =1.875xn -0.075EmL,nXf

46、 -Xi _ 0.2 -0.157Xf -x； - 0.2 -0.125= 57.3%811、一個只有提儲段的精儲塔即回收塔別離雙組分理想溶液,組成為 0.5 摩爾分數,下同,流率為1kmol/s的原料液在 泡點溫度下子塔頂參加,塔頂無回流,塔釜用間接蒸汽加熱,要求塔頂產品組成達 到0.75,塔底產品組成限制為0.03,假設體 系的相對揮發度為3.4,試求：1塔釜上 一塊塔板的液相組成；2假設理論板數增 至無限多,在其他條件不變時的塔頂產品組成*答案*題811圖LWy = xXwVV解：1求塔釜上一塊塔板的液相組成 X.提儲段操作線方程為:塔頂無液相回流.那么V=D.泡點進料.那么L=FL W

47、 F W ,八 y 一x-xwx- - Xw =1.532x-0.532 0.03提儲段操作線方程為：V V D D= 1.532x-0.016那么：yw =0.095 =1.532x0.016 ,解得：x = 0.0722當塔板無窮多時,有兩種情況: 產品中無輕組分組成.是上升到塔頂的蒸汽組成于進料組成處于相平衡；二是塔釜先設塔頂到達平衡,那么：Xd =yi; Xf3.4 0.5=0.773 1： -1Xf1 2.4 0.5DXf -Xw0. 5-XwF Xd -Xw0.773 - XwF/D1=0.653 塔頂米出率不變1.532解得：Xw=-0.14440再設塔底到達平衡,即 Xw =0

48、DXf - XwXD 一 XW0.5 -0Xd - 0= 0.653,解得:Xd =0.766I- -0即挾點出現在塔頂,此時 Xd為可成立的極限值.812、在連續精儲塔中別離重組分為水的二元理想溶液.包摩爾流假定.塔頂采用全凝器,泡點回流.塔釜采用飽和蒸汽直接加熱,飽和蒸汽的流率為 60kmol / h 組成為0.4 摩爾分數,下同、流率為100kmol/h的 原料以飽和蒸汽狀態參加塔中部適當位置.要求塔 頂產品組成到達0.95,塔底產品組成不大于0.04. 試求：1塔頂輕組分的收率；2保持進料狀況,進 料組成,入塔飽和蒸汽率,塔頂、塔底產品組成不 變.在塔上部新增側線抽出,側線產品組成為0

49、.6的飽和液體,確定此時該塔的最小回流比.流程 如下列圖.*答案*解：1求塔頂輕組分的回收率原工況：塔釜直接蒸汽加熱的普通精儲塔,那么DiXdiFXf直接蒸汽加熱時全塔的物料衡算關系為:F S = Di W*一 一一* *FXf S 0 = DiXdi W Xw聯立可得：2求全塔最小回流比.增加側線,該塔成為帶側線抽出的復雜精微塔,應考慮加料板和側線抽出 板處各自最小回流比,然后取較大值作為全塔的最小回流比.先設挾點在q線與平衡線的交點 e處.飽和蒸汽進料,q = 0 ,y, = Xf = 0.4 ,y0.4那么 A =y =- =0.25;-(：- -1)ye2 -1 0.4飽和液體采出時X

50、e, Ye應滿足最小回流比Rmin時的第段操作線方程式ye_ Rmin-D2/D1一Rmin1.Xd1XD2D2/D1R 1min(1)新工況下全塔物料衡算:. _ - - *F S = D1D2 w易揮發組分衡算: . _ _ _ . FXf S 0 =DKd1D2XD2 W Xw(3)., *D2 = F S -D1 -w(4). . * *4代入3得：100M0.4 =D1 0.95+100 + 60 -D1 -W 父0.6 十 W 父 0.045由恒摩爾流假定可知：V = S和L = W最小回流比時第m段操作線通過xW,0和xe,ye兩點,其斜率為那么：W*=1.905S=1.905M

51、60 = 114.3kmol/h 代入5解得 D1 = 22.88kmol/h將 D1, D2, Xd2, Xd1, Xe, ye 代入(1)式得:解得：Rm =5.99設挾點在側線出料口處,將 Xd2 =0.6代入相平衡方程,得:最小回流比 Rmin可由普通精儲塔求得：K = - yD2 J9 0.75 =1.33Yd2 -Xd20.75 -0.6由于RminRml ,所以挾點只能出現在 Q線與平衡線的交點 處,Rm=5.99813、含易揮發組分0.42均為摩爾分數的雙組分混合液在泡點狀態下連續參加精儲塔塔頂, 釜液組成保持0.02.物系的相對揮發度為2.5,塔頂不回流.試求：1欲得塔頂產物

52、的 組成為60%時所需的理論板數；2在設計條件下假設板數不限,塔頂產物可能到達的最局含重Xd max.*答案*解：該塔無回流,為回收塔,其操作線即為一般提儲段操作線：y=LX-WXWV VL . L 、, CF W且：L =F, V =D,y= x - xWD D當x=xF時,y=xD；當x = xW時,y=xW;此為操作線兩點.（1） 用作圖法可得 Nt =9 包括塔釜.逐板計算為8塊即在點0.42, 0.6和點0.02, 0.02連線上作階梯.相平衡數據可由相平衡方程計算得至IJ.（2） 在設計條件下.假設板數不限,那么 Nt =O時,塔頂產物可達xDmax.814、設計一連續精儲塔,在常壓下別離甲醇 一水溶液15kmol/h.原料含甲醇0.35,塔頂產品 含甲醇0.95,釜液含甲醇0.04 均為摩爾分數.設計選用回流比為1.5,泡點加料,問 接蒸汽加熱.用作圖法求所需理論板數、塔釜蒸發量及甲醇回收率.設沒有熱損失,物 系滿足包摩爾流假定.*答案*解：甲醇回收率：=也=生 殳=0.35 一0.04 照 =92.5%FXfXd -Xw Xf0.