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第三章_精馏

第三章精馏

一、概念题

1、t09a01070

精馏塔塔顶某理论板上汽相的露点温度为t 1、液相的泡点温度为t 2，塔底某理论板上汽相的露点温度为t 3、液相的泡点温度为t 4，试按从大到小顺序将以上4个温度排列如下：??????????????????????????。答： 4t =3t >2t =1t

2、t09a01075

某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成x A =0.4，相应的泡点为t 1；汽相组成4.0=A y ，相应的露点为t 2。则t 1与t 2大小关系为????????????。答： 21t t < 3、t09a01080

简单蒸馏的主要特点是 __________________________________________。答：间歇、不稳定、分离程度不高 4、t09a01086

当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。答：离开的汽相与液相之间达到平衡时 5、t09a01090

“蒸馏操作依据是组分间沸点差异”此话错在何处？______________________。答：错在“沸点差异”上。 6、t09a01093

某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y 1，经全凝器恰好冷凝到泡点，部分回流入塔，组成为x 0，则y 1 ???????x 0 答： = 7、 t09a01097

精馏塔设计时，当回流比加大时，蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量将_______________。答：增大 8、t09a01111

直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________________________________ ______________________的场合。

答：难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低。 9、t09a02073

理想溶液的特点是同分子之间的作用力__________异分子之间的作用力，形成的溶液_____________容积效应和热效应。答：等于，无 10、t09a02081

简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。答：降低，升高 11、t09a02092

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_______，馏出液量等于_________；答： ∞，0 12、t09a02095

精馏塔中的恒摩尔流假设，其主要依据是各组分的__________________________________，但精馏段与提馏段的摩尔流量由于________影响而不一定相等。

答：摩尔汽化潜热相等，进料 13、t09a02096

全回流时，精馏段操作线方程为__________，提馏段操作线方程为_________。答：n n n n x y x y ==++11， 14、t09a02116

间歇精馏与连续精馏不同点在于：___________________________________和____________________________________________。

答：前者为非稳态，而后为稳态；前者只有精馏段，没有提馏段。 15、t09a02117

间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。答：增加回流比，不断下降。 16、t09a03068

溶液的相对挥发度α的表达式为____________。α>1表示组分A 和B______________，α=1则表示组分A 和B__________________________________。

答： B B A A x p x p 或B B A A x y x y ，可以分离，不能用普通精馏方法加以分离。

17、t09a03071

设计精馏塔时，若增大系统压强，则其相对挥发度将________，塔顶温度将_______，塔釜温度将__________。

答：变小，变大，变大 18、t09a03118

恒沸精馏与萃取精馏主要针对_____________________和__________________的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的____________________。答：沸点相差很小，具有恒沸物，相对挥发度 19、t09a05005

（1）精馏过程是利用多次＿＿＿＿＿＿＿＿和多次＿＿＿＿＿＿＿＿的原理而进行的。

（2）精馏过程的回流比是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿之比，最小回流比是指＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答：（1）部分汽化部分冷凝

（2）回流液量与塔顶产品量之比；塔板数为无限多时的回流比的极限值 20、t09a05006

如图，已测得塔板上四股物料的组成为 0.62,0.70,0.75,0.82,

试

找

出

y 6,x 6,y 7,x 7

的

对

应

值,y 6=______ ,x 6=______ ,y 7=______ ,x 7=_______。答： y 6 =0.82 x 6=0.70 y 7 =0.75 x 7=0.62 21、t09a05045

等板高度（HETP ）的含义是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜），则等板高度（HETP ）＝＿＿＿＿＿＿。

答：与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度。 HETP ＝8/(16-1)=0.533 22、t09a05051

吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N 及N min 均包括塔釜)?试说明:

(1)当(R-R min )/(R+1)=1.0时,R=___,N=___; (2)当(N-N min )/(N+1)=1.0时,R=___,N=___? 答：（１）Ｒ＝∞，Ｎ＝Ｎmin ；

（２）Ｒ＝Ｒmin ，Ｎ＝∞。 23、 t09a05074

某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论塔板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知y 1=0.4,则y 2=______?(由塔顶往下数)；?全回流操作通常用于_________________时。

答：ｘ1=ｙ1／[α-（α-１）ｙ1]=0.4/(3-2×0.4)=0.182 ∴ ｙ2=ｘ1=0.182 精馏开工阶段或实验研究 24、t09a05077

试比较某精馏塔中（从塔顶往下）第n-1,n,n+1层理论板上参数的大小,即:

y n-1___y n ,T n-1___T n ,y n ___x n ,T n ___t n ,T n ___T n ＋1?(>,=,<) （T —气相温度；t —液相温度）答：＞，＜，＞，＝，＜ 25、t09a05925

试述五种不同进料状态下的ｑ值：（１）冷液进料＿＿＿＿；（２）泡点液体进料＿＿＿＿＿；（３）汽液混合物进料＿＿＿＿；（４）饱和蒸汽进料＿＿＿＿；（５）过热蒸汽进料＿＿＿＿。

答：（１）ｑ＞１（２）ｑ＝１（３）０＜ｑ＜１（４）ｑ＝０（５）ｑ＜０ 26、t09b01083

平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于_____________________________________ __________________________________________________。答：前者为稳态过程，后者为非稳态过程

27、t09b01084

某二元理想混合物（相对挥发度为3）中易挥发组分4.0=F x （摩尔分率），用平衡蒸馏方法使50%的物料汽化，则汽相中易挥发组分的回收率为?????????????。答： ???

???

+=?=

=x x y Lx Vy F F L V 2134.02

解之得：528.0=y

272.0=x %

664

.0528

.02

=?==∴F Fx Vy 回收率 28、t09b01102

图解法求理论板数时，与下列参数：F 、x F 、x D 、q 、x W 、R 及操作压力P 中的???????无关。答：F

29、t09b01107

精馏塔设计中，回流比并不总是越大越好，原因是____________________________

_____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________。

答：回流比增大，所需理论板数减少，塔设备所引起的设备费降低；但冷凝器、再沸器热负荷增大，换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。当R 大到一定值后，总费用（设备费和动力费之和）呈现上升趋势。 30、

t09b02100

当精馏操作中的q 线方程为x=x F 时，则进料热状态为__________________，此时q=________。答：饱和液体 1 31、t09b02104

设计二元理想溶液精馏塔时，若F 、x F 、x D 、x W 不变，在相同回流比下随加料q 值的增加，塔顶冷凝器热负荷??????????；塔釜热负荷???????????。答：不变；上升 32、t09b02105

在设计连续操作的精馏塔时，如保持x F 、D/F 、x D 、R 一定，进料热状态、空塔气速也一定，则增大进料量将使塔径?????????，所需的理论板数???????????。答：变大，不变。 33、t09b02109

已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为y 1=0.63（摩尔分率，下同），将其全部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层x D =0.9作为产品，下层x 0=0.5于泡点下回流，则回流比R=???????。答：对贮罐列物料衡算式，得：

???+=+=01Lx Dx Vy L D V D 整理得： 110+++=R x x R R y D

将x D =0.9、x 0=0.5、y 1=0.63代入可求得： R=2.08 34、t09b02119

水蒸汽蒸馏的先决条件是料液与水____________，这样可以___________体系的沸点。答：不互溶，降低

35、t09b03099

在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻实际塔板上液相组成分别为7.01=-n x 、5.0=n x （均为易挥发组份摩尔分率）。已知操作条件下相对挥发度为3，则=n y ?????????，以液相组成表示的第n 板的单板效率=L m E ??????????。

答：全回流时，7.01==-n n x y ()**

*2137.011n

n n n n x x x x y +=-+=

*即αα

%2.764375.07.05

.07.04375

.0*

11,*=--=--=

=∴--n

n n n n mL n x x x x E x

36、t09b05092

在连续操作的精馏塔中,若 F 、x F 、q 均不变,则加大回流比，可以使塔顶产品浓度x D _____，此时若加热蒸汽量V 不变,其塔顶产品量D 将____?；若在改变R 的同时，欲要保持D 不变,必然要增加蒸汽用量,则其冷却水量将____?。

答：增加减少增加 37、 t09c02078 有三个精馏塔分离相同的理想混合液，塔顶冷凝部份如图，塔顶第一板上升气相流率均为Vkmol/s ，其摩尔组成均为

1y ，相对挥发度相同且均为常数。

V V V 31 V V 4

请对图示的三种冷凝器情况，按从大到小的顺序排列回流液浓度3

L L L x x x ，，以及产品浓度

321D D D x x x ，，的相对大小：????????????????????????????????????????????????????????????????。

答：

231L L L x x x >> 123D D D x x x >>

分析：根据杠杆原理，将以上三种情形的组成变化表示在同一()y x t -图

上（见图），便可得出上述答案。 38、t09c05123

某精馏系统流程如图示。每塔各股进料状态均为q=1。试在同一张y~x 图中画出A 塔和B 塔操作线示意图。答：塔A ：精馏段操作线：过点A(x D , x D )，与进料线FF '（q=1）相交；x F ~x T 之间段：与进料线FF '、TT '相交，斜率为V F L +，比精馏段操作线斜

率

大；提馏段操作线：过点(x B , x B )，斜率为V

T F L ++，比V

F L +要大。塔B ：见图中虚线W B T '。

精馏段操作线：过点(x T , x T )，提馏段操作线：过点(x w , x w ) 39、t09d04079

已知三元理想溶液上方蒸汽组成为4054.0=A y ，4324.0=B y ，在平衡温度下，kPa

p A 3.1330=，kPa p B 7.1060=，kPa p C 3.530=，则平衡时，=A x ??????????，=B x ?????????。

答： ??

???

??????=++=======--=13.537.1063.1331622

.010

0C B A

C C C C

B B B B A A A A

B A

C x x x x P x P p y x P x P p y x P

x P p y y y y ??=???++?13.537.1063.133P y y y C B A 即

??=???++1

3.531622.07

.1064324.03.1334054.0P

300.03

.1334054

.06.983.1336.98=?==

=∴

A A Py x kPa

P 400.07

.1064324.06.987

.106=?==B B

Py x

40、x09a02001

二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。Ａ平衡线; Ｂ操作线与ｑ线；Ｃ平衡线与操作线; Ｄ平衡线与ｑ线。答： B 41、x09a02052

连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。

0 x W x B x T x F x D 1

ＡＮˊ＞ＮＢＮˊ＝ＮＣＮˊ＜ＮＤ判断依据不足。答： C 42、x09a02060

对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，kPa

p A 7.1060=，kPa p B 400

=，液相摩尔组成4.0=A x ，则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为??????????。

A 0.5

B 0.64 B 0.72 D 0.6

答： B 理由：

668

.20

0==

p p α ()64.04

.0668.114

.0668.211=?+?=-+=

A A A

x x y αα

43、 x09a02066

恒摩尔流假定主要前提是两组分的分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。此话________。

A 对

B 错

C 无法判断答： B 44、x09a02068

精馏塔设计时，若F 、x F 、x D 、x w 、V 均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，则设计所需理论板数??????。 A 多 B 少 C 不变 D 判断依据不足答：B 理由：由F 、x F 、 x D 、 x w 一定知D 、W 一定，由()D R V 1+=一定，知R 一定，故精馏段操作线斜率不变。由此可作出q>1时精、提段操作线如附图所示。由图可见，理论板数将变少。 45、x09a02069

某二元混合物，其中Ａ为易挥发组分，液相组成ｘ＝0.6相应的泡点为ｔ，与之相平衡的汽相组成ｙ＝0.7，相应的露点为T ，则：（）。

Ａｔ＝T Ｂｔ＜T Ｃｔ＞T Ｄ不能判断答： A 46、x09a02101

在非理想系统的实际精馏塔中，各板上的温度t 、压力p 及相对挥发度a 应该_______ 。 A 都是相同的 B 都是变化的，但p 的变化较小 C a 不变，p 、t 变化 D p 变、t 不变，a 变化较小答： B 47、x09a02104

对有恒沸现象的二元体系，用恒沸精馏比萃取精馏好，因为前者能耗小。 A 对 B 错 C 无法判断答： B 48、x09b02001

在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组份的混合液能得到分离，可采用哪种分离方法？

Ａ．恒沸精馏Ｂ．普通精馏Ｃ．萃取精馏Ｄ．水蒸汽直接加热精馏答： C

49、x09b02061

某二元混合物，汽液相平衡关系如图。1t 和2t 分别表示图中1，2点对应的温度。则?????????。

0 x W x F x D

0 x 1

A 21t t =

B 21t t <

C 21t t >

D 1t 与2t

大小关系不能判断答：D 50、x09b02070

连续稳定进料操作的精馏塔，其提馏段液汽比总是大于1和精馏段液汽比总是小于1。___ （A ）对（B ）错（C ）不确定答：A 51、x09b02073

精馏塔设计时采用的参数F 、x f 、q 、D 、x D 、R 均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则所需理论板数?????????。

A 增大

B 减小

C 不变

D 不确定答：B 52、x09b02076

苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时1000kmol 流量进入一精馏塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9，若塔高不受限制，从塔顶采出量最大可以达到________kmol/h 。 A 575.5 B 500 C 590.5 D 555.5 答：D 53、x09b02078

精馏塔引入回流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于________。

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的现象同时发生。答： D 54、x09b02083

在连续蒸馏操作中，若F 、x F 、q 不变，仅加大回流比时，则可以使塔顶产品浓度x D _______。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定

答：A 理由：R 增大，精馏段理论板分离能力提高，故分离程度变大，即x D 变大。 55、x09b02087

某精馏塔，精馏段理论板数为N 1，提馏段理论板数为N 2，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且F 、x F 、q 、R 、V 等均不变，则此时????????。

A x D 增加，x W 不变

B x D 增加，x W 减小

C x

D 增加，x W 增加 D x D 增加，x W 的变化视具体情况而定。

答： B 理由：精馏段板数增多∴精馏段分离程度提高，即x D 增大。这时，从精馏段进入加料板的液相组成降低，而提馏段板数不变，故x W 必减小。或V R F 、、不变 W D 、∴不变，由全塔物料衡算方程可知x W 将变小。 56、x09b02088

操作中的精馏塔，若维持F 、q 、x D 、V '及进料位置不变，而减小x F ，则有????????。 A D 增大，R 减小 B D 不变，R 增加 C D 减小，R 增加 D D 减小，R 不变

答： C 理由：精馏段板数不变，∴当x F ↓时，为维持x D 不变，必须加大回流比，以提高精馏段塔板的分离能力。又因()()F q D R V 11-++='不变、q 、F 不变，故随着R ↑，D 势必减小。 57、x09b02100

被分离物系最小回流比R min 的数值与___________无关。

A 被分离物系的汽液平衡关系

B 塔顶产品组成

C 进料组成和进料状态

D 塔底产品组成。

答：D 58、x09b04084

精馏塔在一定条件下操作时，将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶产品浓度x D 将???????，塔底产品浓度x W 将???????。

A 变大

B 变小

C 不变

D 不确定

答： B A 理由：加料口向上移动两层塔板，则精馏段板数减少，分离能力降低，故分离程度变小，即x D 变小。而提馏段虽板数增加，但因并非最佳进料位置,其分离能力并未增大,故x W 仍将变大,此结论也可从物料衡算关系得到。 59、x09b04089

操作中的精馏塔，保持F 、q 、x F 、D 不变，若采用回流比R 小于最小回流比R min ，则x D ???????、x W ???????。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定

答：B ，A 理由：在理论板数一定的前提下，若R

'V L ，每块理论板的分离能力降低，因此，↑W x 。

或由??

?+=+=W

D F Wx Dx Fx W

D F 可知x W 必变大。

60、x09b04092

操作中的精馏塔，若保持F 、q 、x D 、V '不变，而增大x F ，则R ???????、D ???????。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定

答：B A 理由：由x F ↑、x D 不变可知，精馏段的分离任务减轻，现因精馏段塔板数不变，故可适当减小回流比R 的方法，以降低精馏段塔板的分离能力，从而保持x D 不变。又因F q D R V )1()1(-++='不变，故↑D 。 61、x09b04094

精馏塔在操作过程中，若进料量F 适当增加，而进料组成，热状况q 、回流比R 、塔顶馏出物D 均不变，则塔顶组成x D 将???????，塔釜组成x W 将??????????。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定

答： A A 理由：由R 、D 、q 不变、F ↑可知，提馏段操作斜率()()F

q D R qF RD V L 11-+++=

随F 增大而增大，所以，提馏段理论板分离能力降低，x W ↑。 x D 的变化情况需由物料衡算关系判别。

由全塔物料衡算式可知，()F W F D

x x x D

+-=

，由D 不变、F ↑可知x D ↑。x D ↑,也可作如下定性分析: F ↑,提馏段分离能力↓,使得进入精馏段气相易挥发组分含量↑,而精馏段R 未变,分离能力未变,故必使x D ↑。 62、x09b04097

连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态（F 、x F 、q ）不变，则x D ???????，x W ???????。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定

答：B B 理由：由()()F q D R V 11-++='增大，q 、F 、RD 不变可知D 增大，故D

L R =减小，精馏段操作

线斜率↓+1

R R ，精馏段理论板分离能力降低，x D ↓。由V '增大，qF L L +='不变可知，提馏段操作线斜

率

V L '

减小，提馏段理论板分离能力提高，x W ↓。 63、x09b04101

操作中的精馏塔，今保持F 、x F 、q 、V 不变，使残液量W 增加，则x D ???????，x W ???????。

A 变大

B 变小

C 不变

D 不确定

答：A A 理由：W F D W -=∴↑

减小， ()D R V 1+= 不变，R ∴增大，↑+∴1

R R

，精馏段理论

板分离能力提高，x D ↑。提馏段斜率 V W V V L '

+'=''V W '+

=1=()F

q V W 11-++，其中V 、q 、F 不变，W ↑，故↑''V L ，提馏段理论板分离能力降低，x W ↑。

64、x09b04103

精馏塔操作时，保持V '、q 、F 、x F 不变，而增加D/F ，则x D ???????，x W ???????。（A ）变大（B ）变小（C ）不变（D ）不确定

答：B B 理由：()()F q D R V 11-++=' 不变，其中q 、F 不变，而D ↑ ↓∴R ，精馏段操作线斜率1+R R ↓，精馏段理论板分离能力降低，x D ↓。 F 不变，D ↑ ∴W=F-D ↓ ∴V W V W V V L '

+='+'=''1随W ↓而↓，提馏段理论板分离能力提高，x W ↓。

65、x09b04104

某精馏塔设计时，若将塔釜由原来的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持x F 、F 、D/F 、q 、R 、x D 不变，则精馏段操作线斜率_______，提馏段操作线的斜率________。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不确定

答：C C 66、x09c02065

在原料量和浓度相同的条件下，用简单蒸馏得汽相平均组成为x D1，用平衡蒸馏得汽相组成为x D2。若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则?????????。

A x D1>x D2

B x D1=x D2

C x D1

D 不能判断

答： A 分析方法1：因为平衡蒸馏是一次汽化过程,所得汽相是与其最终残液相平衡的汽相组成,此残液浓度一定低于原料液浓度;而简单蒸馏是渐次汽化过程,所得汽相是不断收集得到的,最先收集到的是与原料浓度相平衡的汽相,故有)x D1>x D2 。分析方法2：由物料衡算可知，对简单蒸馏和平衡蒸馏均有

D W F

x x x x D F D

--=- (1)

假设：x D1=x D2 由附图1可知必有x W1x W2，可见假设也不成立。∴ x D1只能大于x D2。 67、x09c02079

0 x W1 x W2 x F x D1=x D2 1 附图

0 x W1 x W2 x F x D1 x D2 1 附图2

用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为2，则料液的热状况参数q=________。 A 0.48

B 0.38

C 0.3

D 0.5

答：B e

e e D

x y y x R --=min e e e x y y --=∴90.02 (1) 又

()e

e e e e x x x x y 5.115.211+=

-+=

αα (2) 联立求解式1、2得： 48.027.0==e e y x

由q 线方程知： 11---=

q x x q q y F e e 即 1

40.027.0148.0--?-=q q q 解之得： q=0.38 68、x09c02080

精馏分离5.2=α的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶x D =0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的汽相单板效率E mv 为???????。 A 22.2% B 32.68% C 44.1% D 107.5% 答：C

理由： ()%

1.4454

.0625.054

.05775.0625

.04

.05.114.05.21154

.0496

.04.043115775.04

.045.043114

*34

333*

33423=--=

--=

=?+?=-+==+?=+++==+?=+++=y y y y E x x y R x x R R y R x x R R y mv D D αα 69、x09c02090

操作中的精馏塔，保持F 、x F 、q 、V '不变，减少D ，则塔顶易挥发组分回收率η????????。

A 变大

B 变小

C 不变

D 不确定

答：B 理由：()()F q F q D R V ，，11-++=' 均不变，D ↓ ↑∴R ，↑W

精馏段：↑R ，↑V

L ，塔板分离能力↑，↑∴D

x 。提馏段：↑W ，↑'

'V L ，塔板分离能力↓，↑∴W x 。

W F D

Fx Wx Fx Dx -==

1η随↓↑↑而，W x W 。 70、z09a05061

A 精馏设计时,若回流比R 增加并不意味产品D 减小,精馏操作时也可能有类似情况;______( )

B 恒摩尔流假定的主要前提是两组分的分子汽化潜热相近,它只适用于理想物系;______( )

C 若过热蒸汽状态进料,q 线方程的斜率>0;( )

D 理论板图解时与下列参数:F,x F ,q,R,α,x D ,x W 无关;( )

E 精馏段操作线方程为:y=0.75x+0.3,这绝不可能。( ) 答： A 是 B 非 C 是 D 非 E 是 71、z09a05065

A 连续精馏塔,塔顶及塔底产品分别为D 及W,则提馏段液汽比总是大于1,精馏段液汽比总是小于1。( )

B 等板高度(HETP)值以小为好。( )

x 2=0.45

x 3=0.4

C 精馏设计时,采用相同的塔釜蒸发量,则冷加料比热加料需要较少理论板数。( )

D 精馏设计时,F,x F,q,x D,x W,R均已确定,若将原塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热。

则:(a)所需理论板数减少。( )

(b)塔顶易挥发组分回收率减少。( )

答： A 是 B 是 C 非 D （ａ）是（ｂ）是

72、w09a05009

某板式精馏塔，提馏段ｎ' 板上液相浓度为x n'，试在下面y-x 图中表示该板下一层板上升的汽相组成y n+1' 。如ｎ' 板为理论板，标示出ｎ' 板上升蒸汽的组成。如n'板为实际板，定性标示出n'板上升蒸

汽组成。

答：图示

73、w09a05019

试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。

答：取较小回流比时，为达到一定的分离程度需要的理论板层数要多，使设备费高，随回流比加大，所需理论板数减少，使设备费降低，同时操作费增加；但若继续加大回流比，则会因塔径，换热器的加大，而使设备费又将上升。操作回流比Ｒ应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R＝（1.1～2）Rmin。

74、w09b05002

精馏塔在一定条件下操作时，若将加料口从原适宜位置向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？

答：加料板从适宜位置向上移动两层板时，精馏段理论板层数减少，其他条件不变时，分离能力下降，X D ↓，易挥发组分收率降低，X W↑。

75、w09b05018

在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的收率η不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需理论板层数将如何变化：

A 加大回流比R，＿＿＿＿；

B 提高操作压强P，＿＿＿＿；

C 提高加料温度t，回流比R保持不变＿＿＿＿＿；

D 增加生产能力30％（仍能正常操作）。＿＿＿＿

答：A ＮT ↓ B α↓，ＮT ↑ C ｑ↓，ＮT ↑ D 不变

76、w09b05022

若某精馏塔的实际回流比小于最小回流比时（即R

答：能够操作，但完不成设计任务。将会使塔顶易挥发组份浓度减少，塔釜易挥发组份浓度增大。

77、w09b05089

某精馏塔的操作线及平衡线如图所示，现若在操作时增大回流比Ｒ（保持Ｆ，ｘF，ｑ，Ｄ不变），试定性画出新情况下的操作线。

答：见图，图中粗线为R 加大后的操作线。

78、w09b05094

某提馏塔的操作流程及操作线如图所示，试定性画出当Ｆ、ｘF ，ｑ不变时，增加塔釜蒸发量后的操作线。

答：见图。 79、w09b05106

图示为塔板数N=∞时精馏塔的操作线。若在设计时保持V ＇, F ,

F , q 不变,减少D/F,试在原图上定性绘出新工况下的操作线。

答：见图。粗线为新工况操作线。 80、w09b10026

某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而F 、D 、x F 、q 、回流比R 都不变，试定性分析塔顶组成x D 、塔底残液x W 的变化情况。

答：x D 变小， x W 变大。理由：真空度

减小，↓α，相平衡曲线靠近对角线。每块理论塔板的分离能力减小，故使塔的分离程度下降，即x D 变小，x W 变大。 81、w09b10029

精馏操作时，若F 、x F 、q 、R 均不变，而将塔顶产品量D 增加，其结果将导致塔顶组成x D 、塔底残液x W 如何变化？试定性分析。

答：x D 、x W 均下降。理由：由F 不变、D 增加可知W 变小；由F 、q 、R 不变，可知()D

R V 1+=' ()F

q 1-+随D 增大而增大，因而，提馏段操作线斜率V W V W V V L '+='+'=''1将变小，提馏段理论板分离能力提高，x W ↓。

至于x D 的变化情况需用排除法确定，过程如下：R 不变，则精馏段操作线斜率不变。假设x D 不变或变大，作图可知，理论板数均比原工况时的多（见附图1、2），这与理论板数固定相矛盾。所以，x D 只能变小。

附图附图

82、 w09b10032

精馏塔操作时，若调大回流比，而保持F 、F x 、q 、冷凝器热负荷不变，试定性分析塔顶产品组成x D 、塔底产品组成x W 将如何变化？答： x D 、x W 均变大理由：R ↑则

↑+1

R R

，精馏段理论板分离能力提高，x D ↑。冷凝器热负荷不变，即()D R V 1+=不变，而R ↓∴↑D ，，W=F-D 则变大。于是，提馏段操作线斜率

()F

q V W

V W V W V V L 111-++

='+='+'=''随W ↑而增大，提馏段理论板分离能力降低，x W ↑。 83、 w09b10041

某提馏塔的流程及操作线如图。试定性分析保持F 、x F 、q 、D 不变、增加理论板数后，塔顶产品组成x D 、塔底产品组成x W 将如何变化？。

答：D x 变大，W x 变小

理由：D V = 不变，D F W -=不变 ∴提馏段操作线斜率()F

q V W V W V V L 11-++

+'=''也不变，提馏段理论板分离能力不变，但因理论板数增加，故x W ↓。又由物料衡算知，x D ↑。 84、 w09b20004

在一实际生产塔内,已测定理论板数为五块,F=1kmol/h ,x F =0.5,泡点进料,在某一回流比下得到D=0.2kmol/h ,x D =0.9,x w =0.4。现下达生产指标,要求在料液不变及x D ≥0.9条件下,增加馏出物产量,有人认为,由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕,因此,完全可以采取操作措施,提高馏出物产量,并有可能达到D=0.56kmol/h ,你认为:

（1）此种说法有无根据?可采取的操作措施是什么?馏出量理论上能达多少? （2）提高馏出量在实际上受到的限制因素有那些?系统的平衡关系如图1。

答：（1）在一定范围内提高R ，相当于提馏段蒸汽回流量增加，可以降低x w ，从而提高馏出物产量，D 的极限值ＤｘD ≤ＦｘF ，Ｄ≤1×0.5/0.9=0.556kmol/h,这是物料衡算的极限。因此D=0.56kmol/h 是做不到的。实际上回流比最多到全回流,对五块理论板情况下,当x D =0.9时可得最低的残液浓度为x w ≥0.05 此时由物料衡算可得 529.005

.09.005.05.0=--=--=w

D w F x x x x D

因此 D=0.56kmol/h,无论如何是做不到的。

（2）实际生产上的限制还有:当回流量增加时,发生塔板上液泛和降液管液泛,塔顶塔底热负荷有一定限制。

85、 w09c05028

二元理想混合物在气液平衡时，系统自由度是多少？按拉乌尔定律可得 y=ｐA °x/ｐ，即y 取决于ｐ

A °、ｐ和x ，此结论与相律有无矛盾？

答：系统自由度为2。当p,t 一定时,由于0

A B

p p p p x --==f(p,t),y=f(p,t),y,x 均为定值,即自由度为

2,故与相律无矛盾。 86、 w09c10025

试分析说明：在原料量和浓度相同的条件下，用简单蒸馏得汽相平均组成为1D x ，用平衡蒸馏得汽相组成为2D x 。若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则1D x 与2D x 孰大？

答：1D x >2D x ，因为平衡蒸馏是一次汽化过程，所得汽相是与其最终残液相平衡汽相组成，此残液浓度

一定低于原料液浓度;而简单蒸馏是渐次汽化过程，所得汽相是不断收集得到的，最先收集到的是与原料液浓度相平衡的汽相。对此结论还可以作如下分析：由物料衡算可知，对简单蒸馏和平衡蒸馏均有

D W F

x x x x D F D

--=- (1) 假设2

1D D x x =：由附图1可知必有21W W

x x <；而由式1可知，在相同的D 下，21W W x x =。可

见假设不成立。

假设2

1D D x x <：由附图2可知必有21W W x x <。而由式1可知，在相同的D 下，21W W x x >，可见

假设也不成立。∴1D x 只能大于2D x 。

87、 w09d10042

在一实际生产塔内，已测定理论板数为五块，F=1kmol/h ，x F =0.5，泡点进料，在某一回流比下得到D=0.2kmol/h ，x D =0.9，x W =0.4。现下达生产指标，要求在料液不变及x D ≥0.9条件下，增加馏出物产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物产量，并有可能达到D=0.40 kmol/h 以上，你认为：

(A) 此种说法有无根据？ (B) 可采取的操作措施是什么？ (C) 馏出量理论上能达多少？

答：（A ）有根据，因为DX D =0.4?0.9=0.36 kmol/h

（B ）措施一：增大塔釜及冷凝器的热负荷，并同时保持回流比R 不变。理由：增大V '、V ，而保持R 不变，则精馏段操作线斜率不变，再加上进料状况不变，精馏段板数不变，故精馏段各理论板的分离能力可以保持不变，即x D 不变，但x W 将变小，这是因为，随着W 的减小、V '的增大，提馏段操作线斜率

0 x W 1 x W2 x F x D1=x D2 1 附图

0 x W1 x W2 x F x D1 x D2 1 附图2

V W V W V V L '

+='+'=''1将变小，在进料状况不变、提馏段板数不变的条件下，提馏段各理论板的分离能力将变大，故x W 有可能变小。

措施二：增大塔釜及冷凝器的热负荷，并同时增大回流比R 。理由：增大V '、V 和 R ，则精馏段操作线斜率变大，再加上进料状况、精馏段板数不变，故精馏段各理论板的分离能力将变大，即x D 变大，但由于W 的变小、V '的变大，使V W V W V V L '

+='

+'='

'1变小，提馏段各理论板的分离能力将变大，故x W 有可能变

小。

（C ）馏出液理论上达到的最大值：当x D 一定时，D Dx 达到最大，则D 达到最大，而由W D F W x Dx Fx +=可知： ()5.05.01m ax =?==F D Fx Dx

二、计算题

1、 j09a10087

用连续精馏塔分离理想溶液，饱和液体进料。已知进料液中含易挥发组分55%（摩尔百分数，下同），与此相平衡的汽相组成为75%，要求塔顶产品含易挥发组分95%。求：

（1）最小回流比；（2）若加料板上液体组成与进料组成相（2）同，回流比为1.5，求进料板上一板流下的液体组成。解：（1）

.075.075

.095.0**

min =--=

--=

F F

D x y y

x R （2）设加料板上一板流下的液体组成为x m ，离开加料板的汽相组成为y m+1（如图所示）。则

.01

5.195.015.15.11175

.01*

1=∴++

+=+++===++m m D m m F m x x R x x R R y y y

2、 j09a10089

在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽，其中易挥发组分的含量为0.54（摩尔分率），回流比R=3.6，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全凝，泡点回流，提馏段操作线的斜率为1.25，截距为-0.0187，求馏出液组成x D 。

解：q 线方程： 54.0=F y (1) 提馏段操作线方程：0187.025.1-=x y (2)

联立式1、2得交点坐标为： ???==54.0447.0d d y x 精馏段方程为： 6.46.46.3D x x y +=

将x d =0.447 , y d =0.54代入得： x D =0.875 3、 j09a10091

一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯一甲苯物系，采用回流比R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D =0.985和第一块塔板下流液体浓度x 1=0.970（均为摩尔分率）；已知物系的相对挥发度58.2=α，试计算第一块塔板的板效率E mV 。

加料板

解：精馏段操作线方程为： 246.075.04

985.043111+=+=+++=

+n n

D n n x x R x x R R y

974.0246.0970.075.0246.075.012=+?=+=∴x y

又 ()988.0970

.058.11970

.058.21111*1

=?+?=-+=

x x y αα

%1.78974

.0988.0974

.0985.02*

1211

=--=--=

∴y y y y E

mV 4、 j09a10093

用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9(以上为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度5.2=α，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。解：进料为饱和蒸汽 ()()21

.040

.015.25.240

.01*=?--=--=

F F F y y x αα 63.221

.040.040

.09.0*

min

=--=--=

F F F D x y y x R

945.363.25.15.1m in =?==R R 精馏段操作线方程为： 182.0798.0945

.49.0945.4945.3111

+=+=+++=

+n n D n n x x R x x R R y 于是

()783

.09

.05.15.29

.011=?-=--=

D D x x x αα 807.0182.0783.0798.0182.0798.012=+?=+=x y 5、 j09a10096

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x F =0.2。现测得馏出液组成x D =0.8，釜液组成x W =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：设料液的平均分子量为F M ，则 6.238.0182.046=?+?=F M 料液的摩尔流率

h kmol M F F /1006.2323602360===

???+=+=W

D F Wx Dx Fx W D F

即 ??

??+?=?+=05.08.02.0100100W D W D 解之得 D=20kmol/h W=80kmol/h

（2） 21

8.05.01

6.0=∴++?+=R R R R

6、 j09a10098 （15）

用连续精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，泡点进料，塔顶馏出量为75kmol/h ，在塔釜温度下，釜液的汽化潜热为41900kJ/kmol ，精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。已知在操作条件下加热水蒸汽的汽化潜热为2140kJ/kg 。（1）试求加热蒸汽消耗量，kg/h ；（2）若精馏塔在全回流下操作，已知釜液的组成为0.01（摩尔分率），物系的平均相对挥发度为2，试求釜上方第一块板下流的液相组成。塔釜可视为一块理论板。

解：（1）由精馏段操作线方程知： 89

.025.01

57.272.01=∴=+=∴=+D D

x R x R R R

又 q=1，D=75kmol/h ()()()h kmol D R F q D R V /75.2677557.3111=?=+=-++='∴

故加热蒸汽消耗量h kg r r V W /4.524221404190075.267=?='=水

（2） 201

.0==αW x

()0198

.001

.0101

.0211=+?=-+=

∴W W W x x y αα 故全回流条件下， y w =x 1=0.0198

7、 j09a10145

某连续操作的精馏塔，泡点进料，全塔共有两块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成x D =0.9（摩尔分率），二元系统的相对挥发度4=α，料液组成为x F =0.5（摩尔分率），回流比R=1时，求进入第一块板的汽相组成y 2为多少？解：从塔顶开始逐板计算求y 2 ：9.01==D x y ()692

.09

.0349.01111=?-=--=

y y x

αα

精馏段操作线方程为： 796.02

9.0692.02129.02129.02111121

=+?=+=∴+=+++=

+x y x R x x R R y n D n m 8、 j09a10146

由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40%（摩尔分率）的甲醇水溶液100kmol ，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热，回流比R=3，要求塔顶馏出液组成x D =0.84，在操作条件下的平衡关系为y=0.45x+0.55，求：（1）塔釜组成x w ；（2）每小时能获得的馏出液量D 。解：

(1)84.01==D x y

318

.045.055.0693.045.055.0693.0484.0644.04311644.045.055

.084.045.055.021211=-=-==+?=+++==-=-=

y x R x x R R y y x W D (2)()()h kmol x x x x F D W D W F /7.15318.084.0318.04.0100=--?=--= 9、 j09a10169

已知某精馏塔进料组成x f =0.5,塔顶馏出液组成x D =0.95,平衡关系y=0.8x+0.2,试求下列二种情况下的最小回流比Rmin 。 ⑴ 饱和蒸汽加料。 ⑵ 饱和液体加料。

解： R min =(x D -y e )/(y e -x e ) ---------------- -① y e =0.8x e +0.2 -------------------------② y e =q×x e /(q-1)-x F /(q-1) ---------------③

⑴ q=0, 由③ y e =x F =0.5, 由② xe=(0.5-0.2)/0.8=0.375, R min =(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 ⑵ q=1, 由③ x e =x F =0.5, 由② y e =0.8×0.5+0.2=0.6 R min =(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.5 10、 j09a15097

在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q 线方程式为y=-0.5x+1.5x F ，x W =0.05，试求： (1)回流比R 、馏出液组成x D ；(2)进料液的q 值；(3)当进料组成x F =0.44、塔釜间接蒸汽加热时，提馏段操作线方程。

解：（1）由精馏段操作线方程可知： 83

.02075.01

375

.01=∴=+=∴=+D D

x R x R R R

（2）由q 线方程式可知： 3

.01=∴-=-q q q

（3）当x F =0.44，联立求解精馏段操作线方程和q 线方程，即下列方程组： ??

??+-=+=44.05.15.02075.075.0x y x y 得交点：x q =0.362 y q =0.479

提馏段操作线过点（x q ,y q ）和点（x w , x w ），故其方程为： W

q W q W

W x x x y x x x y --=-- 即 05

.0362.005.0479.005

.005.0--=--x y

整理得：01875.0375.1-=x y 11、 j09a15106

分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。试求：（1）最小回流比；（2）若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程；（3）列出提馏段操作线方程。

解：泡点进料，q=1

(1)()()619.04.0144.214.044.211*=?-+?=-+=F F F x x y αα 51

.14.0619.0619.095.0**min =--=--=F F F D x y y x R (2)81.151.12.12.1m in =?==R R 34

.064.081

.295.081.281.1111

+=+=+++=

+n n D n n x x R x x R R y

(3) ??

??+?=?+=05.095.04.0W D F W D F 解之得： W=0.61F , D=0.39F

()F

F q F D R F qF RD L 71.1139.081.1=+?=??

??+=+='∴ F F F W L V 1.161.071.1=-=-'=' ∴提馏段操作线方程为： 028.055.11

.105

.061.01.171.11

-=?-='-''=

+n n w n n x x V Wx x V L y 12、 j09a15107

某一正在操作的连续精馏塔，有塔板15块，塔顶设为全凝器，用于分离苯一甲苯混合液。混合液中含苯40%，泡点进料，馏出液含苯90%，残液含苯5%（以上皆为摩尔分率），塔釜间接蒸汽加热。(1)求最小回流比R min ；(2)如采用回流比R=3.92，求理论塔板数Ne 及总板效率E T ；(3)如果单板效率等于总板效率，试求提馏段最下一块板上升蒸汽的组成。

解：（1）由x F =0.4，q=1作q 线，与平衡线相交于点e ，则由图上可知e 点的横、纵座标分别为x e =0.4 、y e =0.62。故 27.14

.062.062.090.0min

=--=--=e e e D x y y x R

（2）精馏段操作线方程为：

183.080.092

.490

.092.492.3111+=+=+++=

+n n D n n x x R x x R R y 在图上找到a 点（0.90，0.90），过a 点作精馏段操作线，交q 线于点d ，连结点d 与b （0.05，0.05），

得提馏段操作线。从a 点向b 点作梯级，由图可知，梯级数为9。故理论板数块块819=-=Ne

%3.5315

===

实N Ne E T （3）设最后一块板为第N 块。过b(0.05 , 0.05)点作垂线与相平衡曲线相交，得：1.0*

=w y

再作水平线与提馏段操作线相交得：08.0=N x 再作垂线与平衡线相交得：17.0*=N y 于是

()137

.01.01.017.0533.0533.0,=+-?=∴--===*

N w

N N

mV T y y y y y E E

14、 j09a15108

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，原料液流率为1000kmol/h ，其组成为0.4（摩尔分率，下同），饱和液体与饱和蒸汽混合物在最佳位置进料，q=0.5，相对挥发度5=α，塔顶产品组成为0.8，塔顶产品的回收率为80%，回流比为5，求所需理论塔板数。解： ????

???=??+?=?+=%804

.010008.08.04.010001000D Wx D W

D W 解之得： 133

.0/600/400===W x h kmol W h kmol D

()()()h

kmol F q D R V h

kmol qF RD L /1900100015.0400611/250010005.04005=?-+?=-++='=?+?=+='

故提馏段操作线方程为： 042.0316.11900

133.0600190025001

-=?-='-''=

+m m W m n x x V Wx x V L y （1）而精馏段操作线方程为： 133.0833.06

8.065111

+=+=+++=

+n n D n n x x R x x R R y （2）又q 线方程为：

8.01

5.04.015.05.011+-=---=---=

x x q x x q q y F （3）

联立式2、3得两操作线交点坐标为：3635.0=d x 由8.01==D x y 开始计算理论板数：

()()d

x y y x y y y x <=?-=--=

=+?==?-=--=

168.0503

.045503

.01503.0133.0444.0833.0444

.08

.0458

.012222111αααα

换提馏段操作线方程继续计算： W

x x x y <=?-==-?=-=0418.0179

.045179

.0179.0042.0168.0316.1042.0316.1323

∴ 理论板数共计N T =3-1=2块

15、 j09a15109

某精馏塔用于分离苯一甲苯混合液，泡点进料，进料量为30kmol/h ，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔

顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度40.2=α。（1）求塔顶、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的组成。解：(1) ??

?+=+=W

D F Wx Dx Fx W D F 即 ????+?=?+=1.095.05.03030W D W D D=14.12kmol/h W=15.88kmol/h

（2）

()77

.118.15.15.118

.15.0706.0706.095.0706

.05

.040.115

.040.211min **

min

*=?===--=--==?+?=-+=

R R x y y x R x x y F

F F D F F F αα

精馏段操作线方程为：()()804

.0908

.040.140.2908

.01908.034.0888.064.034.064.0888

.095.040.140.295

.0195

.034

.064.077

.295

.077.277.1112221211111=?-=--=

=+?=+==?-=--=

==+=+=+++=+y y x x y y y x x y x x R x x R R y D n n D n n αααα 16、 j09a15177

苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率,下同),流量为100kmol/h,于常压下进行连续精馏,要求塔顶x D =0.9,塔底 x W =0.0677,D=40kmol/h,原料于泡点下进入,R 为R min 的1.5倍,已知操作条件下相对挥发度α=2.47是常数。求: ⑴ 精馏段操作线方程; ⑵ 提馏段操作线方程。解： ⑴ q=1, y e =2.47×0.4/(1+1.47×0.4)=0.622, R min = (0.9-0.622)/(0.622-0.4)=1.25, R=1.5×1.25=1.875, y n+1=1.875x n /(1.875+1)+0.9/(1.875+1) =0.652x n +0.313

⑵ V'=V=(R+1)D, L'=L+qF=RD+F,

y m+1'=L'x m '/V'-W x w /V'=(RD+F)x m '/(R+1)D-(F-D)x w /(R+1)D=1.52x m '-0.0353 17、 j09b10099

用一连续操作的精馏塔在常压下分离苯一甲苯混合液，原料液含苯0.5（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯0.9，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的1.5倍，泡点进料，设加料板上的液相组成与料液组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为145.3kPa ，试求离开进料板的上一层理论塔板的液相组成。

解： 717.03.1015.03.1450*=?==P x p y F A F

843.05

.0717.0717.09.0*

min =--=--=F F F D x y y x R 26.1843.05.15.1m in =?==R R 精馏段操作线方程为 398.0558.026

.29

.026.226.1111

+=+=+++=

+n n D n n x x R x x R R y

由题意可知，离开加料板的汽相组成717.0*

1==+F n y y

∴离开加料板的上一层理论板的液相组成x n 为

572.0558

.0398.0717.0558.0398.0558.0398.0*

1=-=-=-=+F n n

y y x

18、j09b10100

某精馏塔在常压下分离苯一甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.723x+0.263和y '=1.25x '-0.0188，每小时送入塔内的料液量为75kmol ，进料热状况参数q=0.5，试求

第三章多组分精馏

一、填空题 1、仅在塔顶或塔釜出现的组分为（）。 2、在多组分精馏过程中，全回流时所需理论板数（），在最小回流比下所需理论板数（）。 3、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 4、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分( )，同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（）出来。 5、关键组分中，挥发度大的组分为（）；挥发度小的组分为（）。 6、清晰分隔法的假设为（），（）。 7、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和（），与进料组成（）。 8、萃取精馏是指原溶液加入新组分后不形成共沸物且S 沸点（），从（）采出。 9、多组分精馏中，关键组分是指（）的组分。 10、常用吸附剂有（），（），（），（）。二、单项选择题 1、多组分精馏中，若轻重组分均为非分配组分，则恒浓区出现在：( ) (A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处 (C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处 2、对二元均相共沸物，s i P 相差增大，最低共沸物向哪个区移动：( ) (A) 高沸点组分多浓度区 (B) 低沸点组分多浓度区 (C) 高沸点组分低浓度区 (D) 低沸点组分低浓度区 3、在均相恒沸物条件下，活度系数和压力关系为：( ) (A) 1221γγ=s s p p (B) 2121γγ=s s p p (C) 1221γγ≥s s p p (D) 2 121γγ≤s s p p 4、多组分精馏中，若轻重组分均为分配组分，则恒浓区出现在:( ) (A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处 (C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处 5、萃取精馏塔内气液相流率的分布规律为:( ) (A) 从上到下气液相流率逐渐增大，液相流率远大于气相流率 (B) 从上到下气液相流率逐渐减小，液相流率远大于气相流率 (C) 从上到下液相流率增大，气相流率减小，液相流率小于气相流率 (D) 不确定 6、下列不属于以压力差为推动力的膜分离技术为:( ) (A) 微滤 (B) 超滤 (C) 反渗透 (D) 渗析

精馏工艺操作基本知识

精馏工艺操作基本知识 1、何为相和相平衡：答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相。在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相，物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于平衡状态。平衡时，物质还是在不停地运动，但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化，当条件改变时，将建立起新的相平衡，因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的。比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时，要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝，形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压？答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。众所周知，放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力

最中将稳定在一个固定的数值上，这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。应当注意的是，当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是，液相的水分子仍然不断地气化，气相中的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，气体和液体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏，精馏的原理是什么？答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化，冷凝来说，由于液体混合物中所含的组分的沸点不同，当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去，将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。液体气化要吸收热量，气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量，我

精馏操作及精馏DCS操作精讲

精馏原理平衡蒸馏仅通过一次部分汽化，只能部分地分离混合液中的组分，若进行多次的部分汽化和部分冷凝，便可使混合液中各组分几乎完全分离。 1．多次部分汽化和多次部分冷凝如上图，组成为x F的原料液加热至泡点以上，如温度为t1，使其部分汽化，并将汽相和液相分开，汽相组成为y1，液相组成为x1，且必有y1>x F>x1。若将组成为y1的汽相混合物进行部分冷凝，则可得到汽相组成为y2与液相组成为x2’的平衡两相，且y2>y1；若将组成为y2的汽相混合物进行部分冷凝，则可得到汽相组成为y3与液相组成为x3’的平衡两相，且y3>y2>y1；同理，若将组成为x1的液体加热，使之部分汽化，可得到汽相组成为y2’与液相组成为x2的平衡液两相，且x2

发组分的浓度为y n+1，温度为t n+1。当气液两相在第n块板上相遇时，t n+1＞t n－1，因而上升蒸气与下降液体必然发生热量交换，蒸气放出热量，自身发生部分冷凝，而液体吸收热量，自身发生部分气化。由于上升蒸气与下降液体的浓度互相不平衡，如2所示，液相部分气化时易挥发组分向气相扩散，气相部分冷凝时难挥发组分向液相扩散。结果下降液体中易挥发组分浓度降低，难挥发组分浓度升高；上升蒸气中易挥发组分浓度升高，难挥发组分浓度下降。若上升蒸气与下降液体在第n块板上接触时间足够长，两者温度将相等，都等于t n，气液两相组成y n与x n相互平衡，称此塔板为理论塔板。实际上，塔板上的气液两相接触时间有限，气液两相组成只能趋于平衡。图1塔板上的传质分析图2 精馏过程的t－x－y示意图由以上分析可知，气液相通过一层塔板，同时发生一次部分汽化和一次部分冷凝。通过多层塔板，即同时进行了多次进行部分汽化和多次部分冷凝，最后，在塔顶得到的气相为较纯的易挥发组分，在塔底得到的液相为较纯的难挥发组分，从而达到所要求的分离程度。 3．精馏必要条件为实现分离操作，除了需要有足够层数塔板的精馏塔之外，还必须从塔底引入上升蒸汽流（气相回流）和从塔顶引入下降的液流（液相回流），以建立气液两相体系。塔底上升蒸汽和塔顶液相回流是保证精馏操作过程连续稳定进行的必要条件。没有回流，塔板上就没有气液两相的接触，就没有质量交换和热量交换，也就没有轻、重组分的分离。、精馏操作流程精馏过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流用泵等辅助设备。连续精馏装置流程如下图，所示。以板式塔为例，原料液预热至指定的温度后从塔的中段适当位置加入精馏塔，与塔上部下降的液体汇合，然后逐板下流，最后流入塔底，部分液体作为塔底产品，其主要成分为难挥发组分，另一部分液体在再沸器中被加热，产生蒸气，

精馏塔设计流程

在一常压操作的连续精馏塔内分离水—乙醇混合物。已知原料的处理量为2000吨、组成为36%（乙醇的质量分率，下同），要求塔顶馏出液的组成为82%，塔底釜液的组成为6%。设计条件如下：操作压力 5kPa(塔顶表压)；进料热状况自选；回流比自选；单板压降 ≤；根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。【设计计算】（一）设计方案的确定本设计任务为分离水—乙醇混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预料器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。（二）精馏塔的物料衡算 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 A M =46.07kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02kg/kmol F x =18.002 .1864.007.4636.007 .4636.0=+= D x =64.002.1818.007.4682.007 .4682.0=+= W x =024.002 .1894.007.4606.007 .4606.0=+= 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 F M =×+×=23.07kg/kmol D M =×+×=35.97kg/kmol W M =×+×=18.69kg/kmol 3.物料衡算以每年工作250天，每天工作12小时计算原料处理量 F = 90.2812 25007.231000 2000=???kmol/h 总物料衡算 =W D + 水物料衡算 ×=+W

精馏塔操作技巧基本学习知识

精馏操作基本知识 1、何为相和相平衡：答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相。在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相，物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于平衡状态。平衡时，物质还是在不停地运动，但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化，当条件改变时，将建立起新的相平衡，因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的。比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时，要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝，形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压？答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。众所周知，放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力

多组分精馏

第三章多组分普通精馏概述按被分离混合物中组分的数目可分为两组分精馏和多组分精馏。工业生产中，绝大多数为多组分精馏，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些，因此常以两组分精馏为基础。精馏操作流程精馏分离过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流泵等辅助设备。图3-3精馏塔中物料流动示意图

精馏原理工业上是将每个单级分离器做成一块；或在一个圆形的塔内装有一定高度的填料。板上液层或填料表面是汽液两相进行传热和传质的场所。如图所示为一精馏塔。下面由加热釜(再沸器)供热，使釜中残液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液体处于沸腾状态。顶部冷凝得到的馏出液部分作回流入塔，从塔顶引人后逐板下流，使各板上保持一定液层。上升蒸汽和下降液体呈逆流流动，在每块板上相互接触进行传热和传质。原料液于中部适宜位置处加入精馏塔，其液相部分也逐板向下流入加热釜，汽相部分则上升经各板至塔顶。由于塔底部几乎是纯难挥发组分，因此塔底部温度最高，而顶部回流液几乎是纯易挥发组分，因此塔顶部温度最低，整个塔内的温度，由下向上逐渐降低。双组分和多组分精馏的异同第一节设计变量一、基本概念（一）、公式（郭氏法） N ν——描述系统所需的独立变量数 N c ——各独立变量之间的约束数（这些变量之间可以列出的方程数以及给定的条件 ∴N i = N ν－N c 相同点：基本原理一致主要工具相同：物料，衡算，热衡，相平衡关系不同点：双组份常用图解法多组份常用简捷法严格计算法（计算机算） c v i N N N -=

精馏操作

一、精馏操作（一）设备 1、静设备一览表 2、动设备一览表

（二）工艺过程原槽内水和乙醇的混合液，经原料泵输送至原料加热器中，预热后，由精馏塔中部进入精馏塔，进行分离。气相由塔顶馏出，经冷凝器冷却后，进入冷凝液槽，经产品泵，一部分送至精馏塔上部第一块塔板做回流，另一部送至塔顶产品槽作为产品采出。塔釜残液经塔底换热器冷却后送至残液槽。（三）设备原理 1、冷凝器：精馏塔分离后的气相物质经冷凝器冷却。冷凝器进的是水，，冷凝器中水是下口进上口出，这样有利于热的气体通过玻璃管壁于冷水充分接触，冷凝效果更好。 2、再沸器：再沸器也称加热釜或重沸器，使被蒸馏液体气化的加热设备。 3、塔底换热器：通过热交换将加热或待冷却的介质与换热器工作介质进行热交换。 4、精馏塔：在一定压力下利用互溶液体混合物各组分沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组分汽化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离。精馏塔以进料塔为界，上部为精馏段，下部为提溜段，一定温度和压力的料液进入精馏塔后，轻组分在精馏段逐渐压缩，离开塔顶后全部冷凝进入回流罐，一部分作为塔顶产品，另一部分被送入塔内作为回流液，回流液的目的是补充塔顶上的轻组分，使塔板上的液体组成保持稳定，是精馏操作连续稳定的进行。 5、离心泵：依靠叶轮的不断运转，液体不断的被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械能量最终静压能提高流速增大。 (四)注意事项 1、开车前：对所有设备、阀门、仪表、电气、管道等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。 2、开车时：确认各阀门是否正常开启关闭，观察生产过程中各工艺操作指标是否在正常范围内。 3、停车时：系统停止加料原料预热器停止加热，关闭原料液泵进出口阀，停原料泵。根据塔内物料情况再沸器停止加热，塔顶温度下降时无冷凝液流出后，关

化工分离技术精馏操作

一、精馏塔的开工准备在精馏塔的装置安装完成后，需经历一系列投运准备工作后，才能开车投产。精馏塔在首次开工或改造后的装置开工，操作前必须做到设备检查、试压、吹（清）扫、冲洗、脱水及电气、仪表、公用工程处于备用状态，盲板拆装无误，然后才能转入化工投料阶段。（一）设备检查设备检查是依据技术规、标准要求、检查每台设备安装部件。设备安装质量的好坏直接影响开工过程和开工后的正常运行。 1、塔设备塔设备的检查包括设备的检查和试验，分别在设备的制造、返修或验收时运行。通常用的检查法有磁粉探伤仪、渗透探伤法、超声波探伤法、X射线探伤法和y射线探伤法。试验方法也有煤油试验、水压试验、气压试验和气密性试验。首次运行的塔设备，必须逐层检查所有塔盘，确定安装准确，检查溢留口尺寸、堰高等，确保其符合要求。所有阀也要进行检查，确认清洁，例如浮阀要活动自如，舌型塔板、舌口要清洁无损坏。所有塔盘紧固件正确安装，能起到良好的紧固作用。所有分布器安装定位正确，分布孔畅通。每层塔板和降液管清洁无杂物。所有设备检查工作完成后，马上安装人孔。 2、机泵、空冷风机机泵经过检修和仔细检查，可以备用；泵、冷却水畅通，润滑油加至规定位置，检查合格；空冷风机，润滑油或润滑脂按规定加好，空冷风机叶片调节灵活。 3、换热器

换热器安装到位，试压合格，对于检修换热器，抽芯、清扫、疏通后，达到管束外表面清洁和管束畅通，保证开工后换热效果，换热器所有盲板拆除。（二）试压精馏塔设备本身在制造厂做过强度试验，到工厂安装就位后，为了检查设备焊缝的致密性和机械强度，在试用前要进行压力试验。一般使用清洁水做静液压试验。试压一般按设计图上的要求进行，如果设计无要求，则按系统的操作压力进行，若系统的操作压力在5×101.3kPa下，则试验压力为操作压力的1.5倍；若操作压力在5×101.3kPa以上，则试验压力为操作压力的1.25倍；若操作压力不到2×101.3kPa，则试验压力为2×101.3kPa即可。一般塔的最高部位和最低部位应各装一个压力表，塔设备上还应有压力记录仪表，可用于记录试验过程并长期保存。首先需关闭全部放空阀和排液阀，试压系统与其它部分连接管线上的阀门当然也关死。打开高位放空阀，向待试验系统系统注水，直到系统充满水，关闭所有放空阀和排液阀，利用试验泵将系统压力升至规定值。关闭试验泵及出口阀，观察系统压力应在1h保持不变。试压结束后，打开系统排液阀放水，同时打开高位通气口，防止系统形成真空损坏设备。还应注意检查设备对水压的承受压力。静水试压以后，开工前还必须用空气、氮气或水蒸气对塔设备进行气体压力试验，以保证法兰等静密封点气密性，并检查静液压试验以后设备存在的泄**。加压完毕后，注意监察系统压力的下降速率，并对各法兰、人孔、焊口等处，用肥皂水等检查，观察有无鼓泡现象，有泡处即漏处。注意当检查出渗漏时，小漏等大多可通过拧紧螺栓来消除，或对系统进行减压，针对缺陷进行修复。在加压试验时，发现问题，修理人员应事先了解试验介质的性质，像氮气对人有窒息作用，需做好相应的防措施。同时也要注意超压的危险。用水蒸气试压就需注意水

_精馏塔操作常见问题

1.精馏塔操作及自动控制系统的改进问：蒸汽压力突然变化时，将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量，使当时塔热量存在不平衡，导致气-液不平衡，为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定，从而保证塔热量平衡是问题的关键。在生产过程中，各精馏塔设备已确定，塔釜蒸发量与气体流速成正比关系，而流速与塔压差也成正比关系，所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量，而在操作中，塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔，为此，稳定塔釜压力就特别重要。于是在蒸汽进料量不变情况下，我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比，发现两者成正比关系，而且滞后时间极小。于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作，将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀，蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节，通过蒸汽进料量自动增大或减少，确保塔釜压力稳定，从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。我们在讨论精馏塔的控制方式，主要分析的是工艺系统对塔的影响，公用工程几乎不对部有制约。实际上也是如此。举例分析：蒸汽系统的压力突然变化的系数要远远小于一个精馏塔部压力变化的系数，也就是说蒸汽系统的压力对比塔压是更趋于稳定；基于这个原因塔压的控制才可以串级控制再沸器的进入蒸汽流量。如果发现蒸汽系统的压力发生了变化，塔压基本没法和加热蒸汽流量串控了。第二塔的压差基本只是一个参考数据，一般不对塔压差进行控制。尽管塔压差过高我们要采取一定的措施。 DCS/SCS/APC等技术伴随着大容量的工业电脑的应用，投入成本逐渐下降，精馏塔的高级智能控制也成为可能，比如APC/SCS等技术，精馏产品纯度也得到保证。可是这些系统其实很脆弱，由于影响这些先进控制的外来因素的影响，DCS操作工随时都可能摘除这些控制，回到DCS的水平，进行人工干预。问：个人认为首先蒸汽压力的波动可以直接影响釜温和塔釜压力的不稳定,同时造成塔压差的波动,在锅炉补水或蒸汽温度变化的情况下如果不即时去调节蒸汽量来稳定塔压差的话,很有可能造成反混和塔釜轻组分超标现象.这个和采用双温差控制的方式相仿,而且在现场操作的时候,如果蒸汽压力升高或降低,如果阀门保持同样的开度的话,蒸汽的流量会多少有加大和减少的情况,我认为公用系统的稳定是精馏系统温度的先决条件,楼上你认为如何? 你“说”的没有任何错误。可是问题出在哪里呢？我们以控制塔压力为例。假设塔的其它参数不变，只有供应塔底再沸的蒸汽压力在变化，假定塔压直控塔底再沸蒸汽的量或者串控塔底蒸汽的流量。因为该蒸汽压力的变化，然后塔压命令再沸器的流量控制阀做出调整，这样才能保持塔的稳定。这是可以实现的，完全没有问题。（这是一元参数变化）然而实际的情况却不能让你这样子。我们知道塔的进料除非你特意的控制其进料流量（有这种模式），否则任何塔的进料都是波动的，有时甚至有较大波幅（这时就产生二元参数变化），进料板一般不能变化了（除非特殊工艺，设计了多个可控进料口），设塔的进料变大了，就会出现塔的灵敏板以下温度降低，但是塔压已经正常，楼主的用塔压控制蒸汽流量的阀门关闭了，可这时塔底部温度却还低呢！如果有三元以上参数也变化呢？楼主的精馏塔还精馏吗？

精馏操作实训

精馏操作实训一、实训目标 1.熟悉板式精馏塔的工作原理、基本结构及流程。 2.了解精馏塔控制时需要检测及控制的参数、检测位置、检测传感器及控制方法。 3.观察塔板上气-液传质过程全貌，掌握精馏塔的操作及影响因素，进行现场故障分析。 4.能识读精馏岗位的工艺流程图、设备示意图、设备的平面图和设备布置图； 5.了解掌握工业现场生产安全知识。二、实训内容 1.简要叙述精馏操作气-液相流程，指出精馏塔塔板、塔釜再沸器、塔顶全凝器等主要装置的作用。 2.独立地进行精馏岗位开、停车工艺操作，包括开车前的准备、电源的接通、冷却水量的控制、电源加热温度的控制等。 3.进行全回流操作，通过观测仪表对全回流操作的稳定性作出正确的判断； 4.进行部分回流操作，通过观测仪表对部分回流操作的稳定性作出正确的判断，按照生产要求达到规定的产量指标和质量指标。 5.及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况能进行紧急停车操作。 6.能掌握现代信息技术管理能力，采用DCS集散控制系统，应用计算机对现场数据进行采集、监控和处理异常现象。 7.正确填写生产记录，及时分析各种数据。三、基本原理精馏利用液体混合物中各组分挥发度的差异，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。精馏广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。通过加热料液使它部分汽化，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大，则上述的增浓程度也越大。在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的汽相直接接触，以进行汽液相际传质，结果是汽相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入汽相，也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。四、实训装置及流程（一）流程介绍（1）常压精馏流程

精馏操作

精馏的原理和操作探讨学习精馏的原理——定义在一定压力下进行多次冷凝、蒸发，分离混合物的精馏操作称为精馏。精馏塔的三大平衡：（1）物料平衡即F = D + W （进料＝塔顶采出+塔底采出）对某一组分（轻组分）：F xF=D xD+W xW 操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡，以便进行稳定的操作。为了进行总体的进料平衡，塔顶和塔底的采出量必须进行适当的控制，进料物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品采出。通过调节阀控制（2）热量平衡 QB + QF = QC + QD + QW + QL QB——再沸器加热剂带入的热量 QF——进料带入热量 QC——冷凝器冷却剂带出的热量 QD——塔顶产品带出热量 QW——塔底产品带出热量 QL——散失于环境的热量操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足要求，才能保持平稳操作。再沸器和进料的热量输入必须转移到塔顶冷凝器。如果试图使再沸器加热量输入和回流控制相互独立，那么该系统就不会稳定，因为热量不平衡。

（3）汽液相平衡在精馏塔板上温度较高的的气体和温度较低的液体相互接触时要进行传质、传热，其结果是气体部分冷凝，液相中重组分增加，而塔板上液体部分汽化，使汽相中轻组分浓度不断增加，当汽液相达到平衡时，其组分的组成不在随时间变化。在精馏塔的连续操作过程中应做到物料平衡、气-液平衡和热量平衡，这3个平衡互相影响，互相制约。借鉴R-134a一分塔的一些操作经验一、稳定几个参数包括进料温度、塔顶压力、回流量、回流温度，操作时尽量保持这几个参数的稳定，特别时塔顶的压力，其他三个参数可以作微调，或是从节能的角度考虑进行调节二、保持物料平衡根据操作经验和馏出口分析确定塔顶重关键组分的量和塔底轻关键组分的量，塔顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量）塔底采出=进料量*进料中重组分含量*（1+轻关键组分含量）或塔底采出=进料量—塔顶采出塔顶采出=进料量—塔底采出实际操作中根据塔顶和塔底馏分的质量要求确定计算方法，看那个的质量要求的比较严格，如果是塔顶产品的质量要求高，那么就通过塔顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量）计算塔顶

精馏工艺流程简述

2.3.1 精馏工序 2.3.1.1 脱气系统（回收乙炔）合成粗醋酸乙烯（反应液：醋酸乙烯39.5%醋酸57.8%乙醛1%水0.2%乙炔1%高沸物0.2%丙酮0.02%其他0.18%）经预热器（E055301)粗分（T055303)塔气相预热后进入脱气塔(T055301)顶部，通过进料调节阀（LRC055301)控制塔液位,通过蒸汽调节阀（TRC055302)控制中温,使乙炔、部分高级炔烃、CO2从塔顶排出，并带了部分乙醛和醋酸乙烯，经脱气塔馏出冷凝器(E055302)12℃冷却水冷凝后液相回流至脱气塔顶部，气相从第一洗涤塔（T055310）底部进入，该塔用经过循环冷却水32℃冷却器（E055304）和从V055301来的回收液作为冷剂（E055305)冷却后的粗HAC35℃(T055303釜液)喷淋，以吸收脱气塔排出C2H2气（62%）中的乙醛（5.5%）和VAC（32.5%）。第一洗涤塔釜液流回脱气塔顶，第一洗涤塔(T055310)顶排出的C2H2气带有少量醋酸蒸汽（10%），进入第二洗涤塔(T055311)，用二级脱盐水吸收醋酸，釜出至醋酸精制塔回收醋酸（18%），塔顶排出乙炔气（98%）水（1.6%）经第二洗涤塔气液分离器(Y055301)除液滴后进入乙炔气缓冲槽（V055318)经鼓风机（C055301)送乙炔净化处理。 2.3.1.2 粗馏系统（脱除乙醛）脱气后的粗醋酸乙烯（醋酸乙烯39%醋酸59%乙醛1%水0.2%乙炔1%高沸物0.2%丙酮0.02%其他0.18%）由脱气塔釜液泵(P055302)通过流量调节（FRC055303)控制送到脱乙醛塔(T055302)；脱乙醛塔顶气相（72℃）经脱乙醛塔循环水分凝器(E055306)部分冷凝，冷凝液进入脱乙醛塔馏出槽(V05555302)与回收液槽(V055301)送来的回收液混合，由脱乙醛塔馏出泵(P055303)送出，通过流量控制(FRC05312)进行回流，通过(LRCA05332)调节分凝器冷却水量控制脱乙醛塔馏出槽(V055302)液位；分凝器（E055306)未凝气体72℃进入脱乙醛塔12℃冷却水全凝器（E055307)冷凝，冷凝液进

精馏操作实训

精馏操作实训 Prepared on 22 November 2020

基于DCS的精馏塔工艺流程

第一章绪论 1.1 课题研究的目的和意义随着现代化工的飞速发展，生产规模的不断扩大，工艺过程越趋复杂，对工艺流程前后工序相互关联紧密，充分利用能源等提出的要求，DCS控制系统已发展为过程控制的主流。它在工业过程控制领域发挥了越来越重要的作用，广发应用于各种行业的生产过程中。生产设备自动化程度的提高有利于降低工厂生产成本，促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的质量，产量以及产品的竞争力。从某种意义上说，DCS控制技术为我们创造了不可忽视的经济效益和社会效益。精馏塔作为石油化工生产过程的一个十分重要的环节，对其实现科学的控制直接决定着产品的质量、产量和能耗。这也是工业自动化领域里的一个长期的研究课题。 1.2本课题的主要研究内容本课题的主要内容是根据精馏塔的工艺流程，控制系统要求等，分析影响精馏塔控制的主要参数，提出合理的控制方案并绘出其相应的控制流程图，最后，应用JX-300XP DCS控制系统实现精馏塔的过程监视，数据收集，数据处理，数据存储，报警和登陆，过程控制等功能。

第二章工艺过程分析 2.1精馏系统工艺过程分析 2.1.1工艺流程简介本设计流程是利用精馏方法，在精馏塔中将乙醇从塔釜混合物中分离出来。精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物的分离。本装置中将由于乙醇的沸点较低，易挥发，故采用加热精馏，经气化的乙醇蒸汽经冷凝，可得到较高纯度的乙醇。原料（乙醇和水及少量杂的混合物）经进料管由精馏塔进料板处流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分气化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸汽凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔顶的上升蒸汽多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分气化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。 2.1.2工艺过程分析精馏塔的操作是从物料平衡，热量平衡，相平衡及精馏塔的性能等几个方面考虑的，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使精馏塔满足分离要求。精馏塔操作控制的典型参数中，有六个流量参数：进料量，塔顶和塔釜产品流量，冷凝量，蒸发量和回流量。此外，还有压力，塔釜液位，回流罐液位，塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。压力和液位控制是为了建立稳定操作条件。液位恒定阻止了液位积累，压力恒定阻止了气体积累。对于一个连续系统，若不组织积累就不可能取得稳定操作，也就不可能稳定。压力是精馏塔操作的主要控制参数，压力除影响气体积累外，还影响冷凝，蒸发，温度，组成，相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。产品组成控制可以直接使用产品组成测定值，也可以采用代表产品组成的物性，如密度，蒸汽压，最常用的是采用灵敏点温度。 1.压力控制精馏塔对压力的平衡要求很严格。一旦压力大幅度波动，塔釜液位，回流液位紧跟着波动，进而影响物料平衡，热量平衡，相平衡三大平衡，从而使整个操作系统处于不平稳状态，影响到产品质量及产量。例如从提高产品质量来说，压力越高，沸点越接近，气液两相越难分离，显然降低压力可以提高产品质量。但

精馏原理

精馏原理精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或者饱和蒸汽压不同，使轻组分（沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离。原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提留段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品。塔内回流的作用：一是提供塔板上的液相回流，造成气、液两相充分接触；二是取走塔内的多余的热量，维持全塔的热平衡，以控制、调节产品的质量。从塔顶打入的回流量，常用回流比来表示：回流比＝回流量（m3/h）/塔顶产品流量（m3/h）回流比增加，塔板的分离效率提高，当产品分离程度一定时，加大回流比，可以适当减少塔板数。但是，增大回流比是有限度的，塔内回流量的多少是由全塔热平衡决定的。精馏中，回流比一bai般是指塔内下流液体量与du上升蒸气量之比，它又称zhi为液气dao比。在化工生产中，回流比一般是指塔内下流液体量与塔顶馏出液体量之比。精馏产品的纯度，在塔板数一定的条件下，取决于回流比的大小。回流比大时所得到的气相氮纯度高，液相氧纯度就低。回流比小时得到的气相氮纯度低，液相的氧纯度就高。这是因为温度较高的上升气与温度较低的下流液体在塔板上混合，进行热质交换后，在理想情

甲醇精馏工艺流程

甲醇精馏工艺流程由合成工序闪蒸槽来的粗甲醇在正常情况下直接进入本工序的粗甲醇预热器（E11101）预热至65C后进入预精馏塔（T11101）（在非正常情况下，粗甲醇来自甲醇罐区粗甲醇储槽，经粗甲醇泵加压后进粗甲醇预热器预热。粗甲醇预热器的热源来自常压塔再沸器出来的精甲醇冷凝液温度。）预精馏塔（T11101）作用是除去溶解在粗甲醇中的气体和沸点低于甲醇的含氧有机物，以及C10以下的烷烃。预精馏塔顶部出来的甲醇蒸汽温度为73.6 C,压力为 0.0448MPa,塔顶出来进入预塔冷凝器I （E11103）,塔顶蒸汽中所含的大部分甲醇在第一冷凝器中被冷凝下来，流入预塔回流槽（V11103）经预塔回流泵（P11102AE）打回流。未冷凝的少部分甲醇蒸汽，低沸点的组分和不凝气进入塔顶冷凝器H （E11104）继续冷凝，冷凝液可进入网流槽也可作为杂醇采出，不凝气经排放槽中的脱盐水吸收其中的甲醇后放空排放。用不凝气的排放量控制预精馏塔（T11101）塔顶压力，排放槽吸收液达到一定浓度后作为杂醇送入杂醇储槽或返回粗甲醇储槽重新精馏。预塔再沸器（E11102）的热源采用0.5MPa的低压饱和蒸汽。蒸汽冷凝液回冷凝液水槽（V11112）经冷凝水泵（P11110AE）送往动力站循环使用。为中和粗甲醇中的少量有机酸，在配碱槽中加入定量固体NaOF配置碱溶液储存在配碱槽（V11101）中。经碱液泵（P11101AE）进入扬碱器（V11110AB再进入预塔回流槽（V11103）经过预塔回流泵（P11102AE）沿预精馏塔（T11101）进料管线加入预塔，控制预塔塔釜溶液PH值为9 —10,预精馏塔（T11101）塔釜维持一定液位，塔釜甲醇溶液经加压塔进料泵（P11103AE）加压后进入加压塔进料预热器（E11105）预热后的甲醇进入加压塔（T11102）进料口，塔顶出来的甲醇气体温度121 C压力约0.574MPa进过常压塔再沸器（E11107）将甲醇冷凝下来，冷凝后的甲醇液进入加压塔回流槽（V11111）。回流槽中的甲醇一部分经加压塔回流泵（P11104AE）后打回流入加压精馏塔（T11102）,其余部分经粗甲醇预热器（E11101）与粗甲醇换热降温后再经精甲醇冷却器（E11110）冷却作为产品送往精甲醇中间槽（V11106）。加压塔再沸器的热源采用0.5MPa饱和蒸汽，蒸汽冷凝液回冷凝液水槽（V11112）经P11110AB 冷凝水泵送往动力站循环使用。常压塔部分：加压精馏塔（T11102）塔釜维持一定液位，甲醇溶液靠自压进入常压精馏塔（T11103）进料口，从常压精馏塔（T11103）塔顶出来的甲醇蒸汽温度气体温度为66C, 压力为0.008MPa,经常压塔冷凝器（E11108）冷凝，冷凝下来的甲醇进入常压塔回流槽（V11104）, 一部分经常压塔回流泵（P11105AE）打回流进入精馏塔（T11103），其余作为产品进入精甲醇冷却器（E11110）冷却到40C送往精甲醇中间槽（V11106）,另有一部分去预塔回流槽（V11103），常压精馏塔（T11103）中上部和下部设有侧线可采出杂醇。降低塔内高沸点物的富集浓度，杂醇经杂醇冷却器（E11109）冷却后送杂醇储槽（V11108）累计一定量后又杂醇油泵（P11108）抽出卖掉或是去粗甲醇罐区和稀醇水槽（V11113）。从常压塔釜排出的残液进残液罐（V11107）由残液泵P11107AB加压后去综合污水处理。在开车和事故状态下，当采出的精甲醇不合格时，由副线改送到粗甲醇储槽重新精馏。

化工生产中精馏技术的原理及应用

化工生产中精馏技术的原理及应用从我国化工行业发展现状分析，我国化工生产技术并不成熟，在生产中的能耗也相对较高。据有关统计显示，我国化工、石油生产业的能耗是亚太地区的1.5 倍，是欧洲地区的2.2 倍，原因是由于节能技术开发不足，特别是在精馏过程中没有应用高效节能技术。因此，为了能够进一步推动我国化工企业发展，实现绿色生产模式，我们必须要进一步对精馏技术进行研究，分析精馏技术的原理，探究系当代精馏技术在化工生产中的应用。 1、精馏技术原理精馏技术主要是通过消耗、补偿机械功将精馏塔塔底低温区域转移到塔釜高温区，之后通过塔顶通过低温蒸汽作用塔底再沸器的热源。根据精馏技术的生产工质和工艺进行分化，能够将精馏技术分为直接塔顶式热泵精馏和间接式热泵精馏。 1.1 直接塔顶式热泵精馏系统该系统主要是由压缩机、精馏塔、驱动器、蒸发器、辅助蒸发器组成。在实际应用中需要现成的载热工质，同时该系统内部只需要设置一个热交换器来实现热量交换即可，压缩机的系数较低，能够有效降低整个精馏塔运行中的功耗问题，并且能够提高压缩效率。再者，直接塔顶式热泵精馏系统结构比较简单，在维护工作中也更加方便。 1.2 间接式热泵精馏系统该系统主要由压缩机、精馏塔、驱动器、蒸发器、辅助蒸发器、冷凝器、膨胀阀组成。间接式精馏系统能够将有效隔离塔中的材料。也就是直接使用标准精馏系统，从而降低系统控制和设计难度。再者，相比直接式精馏系统来说，间接式精馏系统主要是由于内部多了一个热交换器，这回在一定程度上降低运作效率。在间接式精馏系统中，内精馏工质主要是以水为主，降低了传统制冷剂的依赖性，在实际应用中有着极大的优势。由于水具备更高的化学和热稳定性。在工程设计当中，无新数据也非常丰富，即使内部出现泄漏问题也不会对周围环境造成影响。此外，间接式精馏系统的成本相对较低，再

精馏操作原理及技术

精馏操作原理及技术节蚄螇莁薂膅蚈知识目标：螇芇芀肃芈腿蒃●了解精馏操作分类、各种类型的塔板的特点、性能及板式塔设计原则螈莃薄膇蚀芁螃●理解板式塔的流体力学性能对精馏操作的影响膁羄肅膁膀芄薆●掌握精馏原理及双组分连续精馏塔计算蒅膈莇芃螅蒅艿能力目标： ●能正确选择精馏操作的条件，对精馏过程进行正确的调节控制 ●能进行精馏塔的开、停车操作和事故分析化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分是均相物系。为进一步加工和使用，常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。精馏是分离均相液体混合物的重要方法之一，属于气液相间的相际传质过程。在化工生产中，尤其在石油化工、有机化工、高分子化工、精细化工、医药、食品等领域更是广泛应用。第一节精馏塔的结构及应用一、精馏塔的分类及工业应用完成精馏的塔设备称为精馏塔。塔设备为气液两相提供充分的接触时间、面积和空间，以达到理想的分离效果。根据塔内气液接触部件的结构型式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。板式塔：塔内沿塔高装有若干层塔板，相邻两板有一定的间隔距离。塔内气、液两相在塔板上互相接触，进行传热和传质，属于逐级接触式塔设备。本章重点介绍板式塔。填料塔：塔内装有填料，气液两相在被润湿的填料表面进行传热和传质，属于连续接触式塔设备。二、板式塔的结构类型及性能评价（一）板式塔的结构板式塔结构如图3-1所示。它是由圆柱形壳体、塔板、衿袂蚅蚆蒇螁羄图3-1板式塔结构螁膆薅羈虿蒅肅1-塔体；2- 塔板；莂蚇葿螂蚂芈莀3-溢流堰；4-受液盘；5-降液管

气体和液体进、出口等部件组成的。操作时，塔内液体依靠重力作用，自上而下流经各层塔板，并在每层塔板上保持一定的液层，最后由塔底排出。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板上的液层，在液层中气液两相密切而充分的接触，进行传质传热，最后由塔顶排出。在塔中，使两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。塔板是板式塔的核心构件，其功能是提供气、液两相保持充分接触的场所，使之能在良好的条件下进行传质和传热过程。（二）塔板的类型塔板有错、逆流两种，见表3-1。表3-1 塔板的分类图3-2 塔板分类本章只介绍错流塔板。按照塔板上气液接触元件不同，可分为多种型式，见表3-2。表3-2塔板的类型

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