辽宁大学化学科学与工程学院：《化学工程基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 精馏习题课

精馏习题课 第六

1 精馏习题课 第六章

主要掌握的内容 1相对挥发度定义; 2理想溶液的相平衡方程 3物料衡算式; 4三条操作线方程; 5热状态参数的确定; 6回流比与最小回流比的计算 7理论塔板数计算,图解法逐板计算法,捷 算法

2 主要掌握的内容 1.相对挥发度定义; 2.理想溶液的相平衡方程; 3.物料衡算式; 4.三条操作线方程; 5.热状态参数的确定; 6.回流比与最小回流比的计算 7.理论塔板数计算,图解法,逐板计算法, 捷 算法

主要公式 0 2.y-1+cx B F=D+w 3 Fx= Dx twx W 4.三条操作线 R J +-D q J R+1R+1 q L L-w L-n

3 主要公式： 0 0 1. B A P P  = x x y   + = 1 2.    = + = + FxF DxD WxW F D W 3. 4.三条操作线 1 +1 + + = R x x R R y D 1 −1 − − = q x x q q y F x W L W W x L W L y − − − = ' '

5.泡点进料 q 露点进料 q=0 气液混合物进料q=液相所占分率 6。R D 4 R=(11~2)Rn q (x4/xB)p 10g 7。N (A7B丿W log a 8.L′=L+qF ′=V+(q-1)F

4 5. 泡点进料 q = 1 露点进料 q = 0 气液混合物进料 q = 液相所占分率 q q D q m y x x y R − − 6. = R Rm = ( 1.1 ~ 2 ) 1 log ( / ) ( / ) log ( 7. = −  A B W A B D m x x x x N 8. L' = L + q F V ' = V + ( q – 1 ) F

连续精馏塔分离含苯40%(mo%)的苯 甲苯混合液,要求塔顶馏分含苯90%。笠产品含 苯不大于10%,回流比采用最小回流比的1.6倍, 塔顶采用全凝器,进料量为100kmo/h,求: 1求塔顶采出率及回收率; 2当进料为20℃的冷液时塔顶冷凝器的冷凝量、 气化的蒸气量、提馏段的回流量 3自塔顶向下数,第二块理论板上升蒸气组成 4自塔笠向上数,第一块理论板回流液的组成; 5加料板上的气液含量

5 连续精馏塔分离含苯40%(mol%)的苯— 甲苯混合液，要求塔顶馏分含苯90%。釜产品含 苯不大于10%，回流比采用最小回流比的1.6倍， 塔顶采用全凝器，进料量为100kmol/h ,求： 1.求塔顶采出率及回收率； 2.当进料为20℃的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、 气化的蒸气量、提馏段的回流量； 3.自塔顶向下数，第二块理论板上升蒸气组成； 4.自塔釜向上数，第一块理论板回流液的组成； 5.加料板上的气液含量；

6由图解法求所需理论板数,并指出进料的位置; 7由图中求(3)(5)所问; 8如果采用泡点进料,最小回流比应为多少? 9如进料为气液各占一半的情况用简捷法求理论 板数及加料板位置; 10比较冷液、泡点、气液混合物的Rmn说明了 什么问题? 已知:γ(苯)=93 kcal/kg Y(甲苯)=86kca/kg cp(苯)=cp(甲苯)=184kJ/kg℃

6 6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置； 7.由图中求( 3 )、（5）所问； 8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？ 9.如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论 板数及加料板位置; 10.比较冷液、泡点、气液混合物的Rmin，说明了 什么问题？ 已知：γ（苯）= 93kcal/kg γ（甲苯）= 86 kcal/kg cp（苯）= cp（甲苯）= 1.84kJ/kg·℃

求塔顶采出率(D/F)及回收率(Dx/Fx); F=D+w 100=D+W FF=Dxn+m(2)100×0.4=09D+0.W 解方程组得 D=37.5 kmol/h W=625 kmol/h D/F=375/100 =0.375 DxD/FxF=0.375×0.9/(100×0.4) 0.844

7 1. 求塔顶采出率( D / F ) 及回收率( DxD / FxF )； 解方程组得: D = 37.5 kmol/h W = 62.5 kmol/h D/F = 37.5/100 =0.375 DxD / FxF = 0.375×0.9 / ( 100×0.4 ) = 0.844   F = D +W (1)   100 = D +W ( 2) FxF = DxD +Wx W 100  0.4 = 0.9D + 0.1W

2当进料为20℃的冷液时塔项冷凝器的冷凝量、 气化的蒸气量、提馏段的回流量; 求:VV′L △t y 丿=L+D y =R+D △t=泡点温度进料温度 L→R→R. **泡点温度由物系的相 nn '=+(q-1)F平衡关系与含量得到。 L′=L+F 丿′、L 8

8 2.当进料为20℃的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、 气化的蒸气量、提馏段的回流量； 求:V、V ' 、L' V = L + D = DR + D L→ R → Rmin V ' = V +（q - 1）F L ' = L+ qF V ' 、 L ' → q △t = 泡点温度-进料温度 ** 泡点温度由物系的相 平衡关系与含量得到。   + = cp t q

C 106 95 85 0.10.4 0.9 x-y

9 106 95 85 ℃ 0.1 0.4 0.9 x - y

Cp△t=(04×18×4×78+0.6×184×92)(95-20 11925kJ/kmol y=(0.4×93×78+0.6×86×92)×4.18 31972k/ kmol q=(11925+31972)/31972=137 q线方程 q 1.37 0.4 137-1137-13.7x-108

10 Cp△t = ( 0.4×1.8×4×78 + 0.6×1.84×92)(95 - 20) = 11925 kJ / kmol γ = ( 0.4 × 93 × 78 + 0.6 × 86 × 92 ) × 4.18 = 31972 kJ / kmol q = ( 11925 + 31972 ) / 31972 = 1.37 q 线方程: 1 −1 − − = q x x q q y F 1 37 1 0 4 1 37 1 1 37 − − − = . . x . . = 3.7x −1.08