化工原理习题讲稿.doc

【例1-1】 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成xF=0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？ 解题思路： （3）提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求，也可以用两点式方程求得，即点（xw，xw）和进料线与精馏线交点 （4） 解题过程： 点评：此题对精馏这一章的，几乎所有主要知识点都复习到了。 1．全塔物料衡算方程和塔顶产品收率的概念； 2．平衡线方程； 3．进料状况参数q的意义及L′与L的定量关系； 4．进料线方程； 5．最小回流比及其计算式； 6．精馏段方程和提馏段方程； 7．逐板计算法； 8．默弗里板效率的概念及计算。 【例1-2】 如图所示的精馏塔具有一块实际板，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，原料组成xf=0.2（摩尔分率，下同），塔顶易挥发组分回收率为80%，且塔顶组成xD=0.28，系统的平均相对挥发度α=2.5。 假定塔内汽、液摩尔流率恒定，塔釜可视为一块理论板，试求该板的板效率。 解题思路：假定此实际板为第1块板，如图所示： 解题过程： 【例1-3】用一连续精馏塔分离苯-甲苯物系，已知进料组成xF=0.44，要求塔顶组成达xD=0.9（摩尔分率，上同）。已知物系的平均相对挥发度α=2.47，最小回流比Rm=3，试求此时的进料状况参数q值。 解题思路： q 通过联立求解平衡线方程与最小回流比方程，求出xq和yq，再代入进料线方程，即可。 解题过程： 点评：进一步弄清楚进料线方程、平衡线方程与最小回流比公式之间的相互关系。 【习题1-1】某液体混合物含易挥发组分0.65（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽加入连续精馏塔中，加料量为50，残液组成为0.04，塔顶产品的回收率为99％，回流比为3，试求：⑴塔顶、塔底的产品流率；⑵精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流率；⑶写出精馏段和提馏段的操作线方程。 【习题1-2】一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。已知进料中含苯0.5（摩尔分率，下同），且为饱和蒸汽进料。塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成为0.03，塔顶为全凝器，泡点回流。原料处理量为10，系统的平均相对挥发度为2.5，回流比是最小回流比的1.166倍。试求：⑴塔顶、塔底产品的流率；⑵塔釜中的上升蒸汽流率；⑶塔顶第二块理论板上升蒸汽的组成。 【习题1-3】某二元混合物含易挥发组分0.4（摩尔分率，下同），用精馏方法加以分离，所用精馏塔具有7块理论板（不包括釜）。塔顶装有全凝器，泡点进料与回流。在操作条件下该物系平均相对挥发度为2.47，要求塔顶组成为0.9，轻组分回收率为90％。试求： ⑴为达到分离要求所需要的回流比为多少？ ⑵若料液组成因故障降为0.3，馏出率D/F 及回流比与⑴相同。塔顶产品组成及回收率有何变化？ ⑶若料液组成降为0.3，但要求塔顶产品组成及回收率不变，回流比应为多少？