一．选择题
1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C
A 溶解度；
B 等规度；
C 挥发度；
D 调和度。
2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C
A 可挥发；
B 不挥发；
C 易挥发；
D 难挥发。
3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A
A 液相回流；
B 进料；
C 侧线抽出；
D 产品提纯。
4．在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C
A 冷凝器；
B 蒸发器；
C 再沸器；
D 换热器。
5．再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D
A 上升物料；
B 上升组分；
C 上升产品；
D 上升蒸气。
6．冷凝器的作用是提供（ ）产品及保证有适宜的液相回流。 B
A 塔顶气相；
B 塔顶液相；
C 塔底气相；
D 塔底液相。
7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B
A 气相；
B 液相；
C 固相；
D 混合相。
8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C
A 浮阀板；
B 喷射板；
C 加料板；
D 分离板。
9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B
A 精馏段；
B 提馏段；
C 进料段；
D 混合段。
10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产
量为（ ）。 (则W=0) B
A 60 kmol/h ；
B 66.7 kmol/h ；
C 90 kmol/h ；
D 100 kmol/h 。
11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的
最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A
A ．2min 1min R R <；
B ．2min 1min R R =；
C ．2min 1min R R >；
D ．min R 的大小无法确定
12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D
A ． 理论板假定； C. 理想物系；
B ． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定
13． 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，气相组成
3.0=A y 时相应的露点为2t ， 则（ ） D
A ．21t t =；
B ．21t t <；
C ．21t t >；
D ．无法判断
14． 某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气
相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ ）。 A
A ．21t t =；
B ． 21t t < ；
C ．21t t > ；
D ． 不能判断
15． 操作中连续精馏塔，如采用的回流比小于原回流比，则（ ）。 B
A ．D x 、
W x 均增加； Ｂ．D x 减小，W x 增加；
Ｃ．D x 、W x 均不变； Ｄ．不能正常操作 16． 某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F 、D 、F x 、q 、R 及加料位置不变，则
塔顶产品组成D x 变化为（ ）。 A
A.变小； B ．变大；
C.不变； D ．不确定；
17． 精馏操作时，若在F 、F x 、q 、R 不变的条件下，将塔顶产品量D 增加，其结果是（ ）。 C
A ．D x 下降，
W x 上升； B ．D x 下降，W x 不变；
C ．
D x 下降，W x 亦下降； D ．无法判断； 分析：当D 增加时，D x 必然减小，但因回流比R 不变，只有V 和L 同时增加，即'V 和'L 同
时增加，以1=q 为例，从提馏段操作线斜率看1'
'++
=R D F
R V L ，当D 增大后， ''V L 变小，而T N 不变，故有W x 减小。 18．二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（ ）。 A
A ． 提馏段操作线与q
线；平衡线；
C ．平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q 线；
19．某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为1N 和2N ，若只增加提馏段理论板数，而精馏
段理论板数不变，当F 、F x 、q 、R 、V 等条件不变时，则有（ ）。 B
A ．
W x 减小，D x 增加； B ．W x 减小，D x 不变；
C ．W x 减小，
D x 减小； D ．W x 减小，D x 无法判断 20．下列哪些判断正确（ ）。 B ，C ，D
A ．上升气速过大引起漏液； B.上升气速过大造成过量雾沫夹带；
C. 上升气速过大引起液泛；
D. 上升气速过大造成大量气泡夹带；
E. 上升气速过大使板效率降低
21．当气体量一定时，下列判断哪些正确（ ）。 C ，D ，E
A ． 液体量过大引起漏液； C. 液体量过大引起气泡夹带；
B ． 液体量过大引起雾沫夹带； D. 液体量过大引起液泛；
E.液体量过大使板效率降低
22．精馏操作中适宜回流比应取 ②
① 最大回流比和最小回流比的平均值 ②通过经济衡算来决定 ③按最小回流比决定
23、某二元连续精流塔，第三块塔板下降液体浓度为0.4（摩尔分率，下同），第二块塔板下降
液体浓度为0.45，若相对挥发度为2.5，全回流操作，则第三块塔板的气相单板效率为 。
A
A.22.5%； B ．32.7%； C.44.1%； D ．107.6% ；
二、 填空题
1．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点
2．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点
3．精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 多次部分气化；多次
部分冷凝
4．最小回流比是指 。 塔板数为无穷多时的回流比的极限值
5．当分离要求和回流比一定时， 进料的q 值最小，此时分离所需的理论板
数 。 过热蒸气；最多
6．对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度 。 越低
7．对于二元理想溶液, 相对挥发度α大, 说明该物系 。 容易分离
8．对于二元理想溶液, x-y 图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系 。
不容易分离
9．完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 和塔底 。
液相回流，上升蒸气
10．精馏操作中，再沸器相当于一块 板。 理论板
11．用逐板计算法求理论板层数时，用一次 方程就计算出一层理论板。 相平
衡
12．精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表示进料中的 含量为60%。 液相
13．若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏
相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所得残液浓度______;③馏出物总量
______。
①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；②两种情况的残液浓度相同；
③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
14．某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变，增加回流比，
则此时塔顶产品组成D x ，塔底产品组成
W x ，塔顶产品流率 ，精馏
段液气比 。
增加；减少；减少；增加 分析：由D R V )1(+=，当V 不变时，R 增加，D 必须减少。在理论板数不变时，回流
比的增加平均传质推动力加大，必会使产品分离程度提高。当R 增加时，液气比1+=R R V
L 必然也增大。
15．某精馏塔的设计任务是：原料为F 、F x ，分离要求为D x 、
W x 。设计时若选定回流比R 不
变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数T N ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势V ，L ，'V ，
'L 。若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数T N 。
减少；不变；不变；增加；增加；减少
分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的q 越大，平均传质推动
力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当F 、F x 、D x 、
W x 一定时，塔顶产品流
率D 和塔底产品流率W 也一定。则由D R V )1(+=知V 不变，同理RD L =也不变。由
F q V V )1('--=知当V 、F 不变时，q 值越大，'V 越大。而由W V L -=''可知，'V 越大，'L 也越大。
16．用图解法求理论塔板时，在α、F x 、D x 、W x 、q 、R 、F 和操作压力p 诸参数中，
与解无关。 进料流率F
17． 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，
塔釜温度 。 减小；增加；增加
分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的
饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气
压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。
18．精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的
热负荷,则塔顶D x ______,塔底
W x ______,提馏段操作线斜率_____。
减少；增大；增大 分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少，当D 不变时，V 的减少导致L 减少，即回流比R 减小，故精馏段操作线斜率1+R R
减小，提馏段操作线斜率增加。塔板数不变时，两段操作线
斜率的改变只能使D x 减小和W x 增大。
19．精馏塔的塔底温度总是________塔顶温度，其原因一是_______, 二是________。
高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于
塔顶，因而塔底的泡点较高
20．将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较, 操作弹性最大的是______,造价最昂贵的是
____， 单板压降最小的是_______.。 浮阀塔; 泡罩塔;筛板塔
21. 板式塔塔板上气液两相接触状态有______种, 它们是_____。板式塔不正常操作现象常见
的有_______，它们是_______。
3种；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3种；严重漏液、液泛、严重雾沫
夹带
22. 评价塔板性能的标准主要是______条，它们是______。塔板负荷性能图中有______条线，
分别是______。
5；（1）通过能力大，（2）塔板效率高，（3）塔板压降低，（4）操作弹性大，（5）结构简单，
造价低；5；（1）液泛线，（2）雾沫夹带线，（3）漏液线，（4）液相上限线，（5）液相下限线
23. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是______，填料塔中填料的作用是______。
保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接触传质；让液体在表面上形成液膜并
沿填料间空隙下流，同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传
质。
24. 常见的连续接触式的气液传质设备是______塔，塔内______为分散相，______为连续相，
为保证操作过程中两相的接触良好，塔内顶部应设 装置，中部应设 装置。
填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置
25. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称 现象，它们主要是：①
液沫夹带（雾沫夹带），产生的原因为 ，②气泡夹带，产
生的原因为 。
返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小
于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体
中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。
26. 板式塔中板上液面落差过大导致 ，造成液面落差的主要原因
有 。为减小液面落差，设计时可采用的措施常见的有 。
气流分布不均匀，影响汽液间传质；塔板结构，液相流量，液流长度（塔径）；
采用结构简单的筛板塔，溢流装置采用双溢流或多溢流。
27. 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有和两部分。塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会，过短则会。溢流堰高度也应适当，过高会，过低会。
干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流不畅，同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小，液体在堰上分布不均，影响传质效果。
28. 板式塔的塔板有和两种，塔径较大的塔常采用塔板，以便。塔板面积可分为4个区域，它们分别是，各自的作用是。
整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；①鼓泡区，设置筛孔、浮阀或泡罩的区域，为气液传质的有效区域。②溢流区，为降液管和受液盘所占的区域。③破沫区，又称安定区，位于鼓泡区和湍流区之间，分两条，入口侧防止漏液，出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。④边缘区，又称无效区，是靠近塔壁的一圈边缘区，供支承塔板之用。29．精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应，蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应，所需塔径应，操作费和设备费的总投资将是的变化过程。
增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升
30．恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______；②______ 。
恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性。
用相对挥发度α=2.16的理想混合物进行平衡蒸馏（闪蒸）时，已知X F为0.5，气化率为60%。则得气相组成为，液相组成为；若采用简单蒸馏并蒸至滏温等于闪蒸时温度，则塔顶产品组成闪蒸时气相组成，汽化率为。0.574；0.385；大于；
31、恒摩尔流结果基于的假设是：；；。
各组分的摩尔汽化热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好，热损失可以忽略
32、对某一板式塔进行改造，若其他条件不变，增大板间距，则该塔的操作弹性；液泛气速。增大；提高
33、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是，主要区别是。
在混合液中加入第三组分，以提高各组分间的相对挥发度差别使其得以分离；
恒沸精馏加入第三组分，该组分能与原料液中的一个或个组分形成新的恒沸液；萃取精馏中加入第三组分萃取剂要求沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液
34、板式塔在相同操作条件下，若塔板的开孔率增加，则塔板压降，漏夜量。
35、一理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的两倍。若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸馏分离，控制液化率50%，分离后馏出液轻组分浓度是原料含轻组分浓度的倍。1.33 36、蒸馏是利用各组分的不同的特性实现分离的。精馏是通过多次的
和的过程分离混合物。
问答：在间接蒸汽加热的连续常压精馏过程中，考察经过一块理论板的气液相组成变化情况。发现经过一块理论板后精馏段液相组成变化程度要高于对应的气相组成（即ΔХ﹥ΔY），提馏段则相反。试从物料恒算角度对此加以分析并予以解释
三、计算题
1．用连续精馏塔每小时处理100 kmol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%（组成均以mol%计），求：
（1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）；
（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132 kmol/h，写出精馏段操作线方程。
解：（1）代入数据
解此方程组，得 D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h
（2）饱和液体进料时，V = V’，即V = 132 kmol/h，则
L = V – D = 132 – 43.8 = 88.2 kmol/h
R = L/D = 88.2/43.8 = 2
精馏段操作线方程
2．氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95（摩尔分率），馏出液流量为50 kmol/h，平均相对挥发度= 1.6，回流比R = 2。求：
（1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；
（2）精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L（以kmol/h表示）。
氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。
解：（1）由题知，y1 = x D = 0.95，R = 2
由相平衡方程，得
即
由精馏段操作线方程
则
（2）V = L + D，L/D = R，V =（R + 1）D
∴ V = 3×50 = 150 kmol/h， L = 2×50 = 100 kmol/h
3．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：
精馏段 y = 0.8 x + 0.172
提馏段 y = 1.3 x – 0.018
求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。
解：由精馏段操作线方程
，得 R = 4； ，得 x D = 0.86
将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立
解得 x = 0.06，即 x w = 0.06
将两操作线方程联立
解得 x = 0.38
因是泡点进料，q = 1，q 线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，
∴ x F = 0.38
4．用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流比取最小回流比的１.４倍，所得塔顶产品组成为０．９５，釜液组成为０．０５．料液的处理量为１００h kmol /．料液的平均相对挥发度为３，若进料时蒸气量占一半，试求：
（1）提馏段上升蒸气量；
（2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。
分析：欲解提馏段的蒸气量v '，须先知与之有关的精馏段的蒸气量V 。而V 又须通过D R V )1(+=才可确定。可见，先确定最小回流比min R ，进而确定R 是解题的思路。
理想体系以最小回流比操作时，两操作线与进料方程的交点恰好落在平衡线上，所以只须用任一操作线方程或进料方程与相平衡方程联立求解即可。
解：（１）由相平衡方程 x x x x y 213)1(1+=-+=
αα
及进料方程 115.05.015.05.011+-=---=---=
x x q x x q q y F
联立解得 22x ＋x 2＋１＝０ 4842+±-=x
取 367.0=q x 则 633.0213=+=q q q x x y 23.137.063.063.095.0min =--=
--=q q q
D x y y x R R=722.14.1min =R
再由物料衡算方程 W D F += 及 W W F Wx Dx Fx += 解得 h kmol D /50= h kmol D F W /50=-=
h kmol F V F q V V h
kmol D R V /1.86501.1365.0)1(/1.13650)1722.1()1('=-=-=--==+=+= （2）已知95.01==D x y
由相平衡关系
86.0)1(111=--=
y y x αα
再由精馏段操作线方程解得 88.01722.195.086.01722.1722.11112=++?+=+++=R x x R R y D
5．某二元混合液的精馏操作过程如附图。已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加入塔釜内，工艺要求塔顶产品的组成为0.75，（以上均为轻组分A 的摩尔分数），塔顶产品采出率D/F 为1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。若操作条件下，该物系的α为3.0，回流比R 为2.5，求完
分析：因题中未给平衡相图，只可考虑逐板计算法求理论板数。当料液直接加入塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利用不同的操作线方程与相平衡方程交替使用计算各板的气液
相组成，直至
W x x <时止。
解：由 2/1/=F D ,D F 2=,W D =代入物料平衡方程 W D F +=
及 W D F Wx Dx Fx +=
联立解得 W x
=0.34
整理精馏段操作线方程
=+++=
+111R x x R R y D n n 5.375.05.35.2+n x
214.0174.01+=+N n x y (a) 而相平衡方程 x a ax y )1(1-+= 整理成
y y y a a y x 5.15.2)1(-=--=
（b ）
交替利用(a) (b)两式逐板计算
由 75.01==y x D
代入(b)得 545.01=x
代入(a)得 603.02=y
代入(b) 2x 52.0378.0=<=F x
整理提馏段操作线方程
由 D D D F RD qF L L 5.425.2'=+=+=+=
则 y 'W L W x W L L W x m m ---=+''''1' =D D D x D
D D m ---5.434.0'5.45.4 即 097.0'286.1'1
-=+m m x y (c) 将378.02=x 代入(C) 得 286.13
=y 389.0097.0378.0=-?- 代入（b ）得 3x 34.0203.0=<=W x
故包括塔釜在内共需3块理论塔板。
6．在一连续精馏塔中分离二元理想混合液。原料液为饱和液体，其组成为0.5，要求塔顶馏出液组成不小于0.95,釜残液组成不大于0.05(以上均为轻组分A 的摩尔分数)。塔顶蒸汽先进入一分凝器，所得冷凝液全部作为塔顶回流,而未凝的蒸气进入全凝器，全部冷凝后作为塔顶产品。全塔平均相对挥发度为2.5,操作回流比min 5.1R R =。当馏出液流量为100h kmol /时，试求：
（1） 塔顶第1块理论板上升的蒸汽组成；
（2） 提馏段上升的气体量。
分析：因为出分凝器的冷凝液L 与未液化的蒸气
0V 成相平衡关系，故分凝器相当一层理论塔板。应注意，自分凝器回流塔内的液相组成
0x 与自全凝器出来的产品组成D x 不同。 解：（1）由平衡方程及泡点进料时 5
.0=q x 714.05.05.115.05.2)1(1=?+?=-+=
q q
q x a ax y 1.15.0714.0714.095.0min =--=--=q q q D x y y x R 65.15.1min ==R R
精馏段操作线方程
11+++=
R x x R R y D
358.0623.065.295.065.265.1+=+=x x
再由平衡方程及 95.00==D x y 得 884.095.05.15.295.0)1(000=?-=--=
y y x αα
代入精馏段操作线方程
909.0358.0623.001=+=x y (2)由
F q V V )1('--= 当泡点进料时，1=q 则 D R V V )1('+==h kmol /26510065.2=?=
7．用一连续精馏塔分离由组分A 、B 所组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.63，说明原料液的热状况，并求出q 值。
解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为
即
由相平衡方程 ， 得
联立两方程 ， 解得 x = 0.367，y = 0.592
此点坐标（0.367，0.592）即为（x q ，y q ）。
因 x F = 0.44，即x q ＜x F ＜y q ，说明进料的热状况为气液混合进料。
由q 线方程 ，
此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点
有
解出 q = 0.676 8．一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A 的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：
（1） 精馏段操作线方程；
（2） 提馏段操作线方程。
解：精馏段操作线方程
依精馏段操作线方程 111+++=+R x x R R y D
n n
将该板和上层板的气液相组成代入有
177.0183.0++?+=R x R R D
(a) 再将该板和下层板的气液相组成代入有
170.0178.0++?+=R x R R D
(b) 联立（a ）、（b ）解得 0.2=R ，95.0=D x
则精馏段操作线方程为
1295.0122+++=x y 即 95.023+=x y
（2）提馏段操作线方程 提馏段操作线方程的通式为
W L W x W L L y W
x m m ---=+///
1 将 W D F qF L L +=+=,/ 1=q (泡点进料)
代入上式则有
W qF L W x W qF L qF L y W x m m -+--++=+1 D L W x D L W D L W x m +-+++= 转化上式为 W m m x R D W x R D W R y 1111+-+++=+ （C ）
根据
W D W F x x x x W D --= 即 46.095.046.032--=W x 解得 13.0=W x
将有关数据代入（c ），则提馏段操作线方程为
13.01223122312?+-+++=x y 即 195.05.43-=x y
9、用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h ，易挥发组分x F =0.5，泡点进料，得塔顶产品x D =0.9，塔底釜液x W =0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度α=2.25，塔顶为全凝器，求：
(1) 塔顶和塔底的产品量（kmol/h ）；
(2) 第一块塔板下降的液体组成x 1为多少；
(3) 写出提馏段操作线数值方程；
(4) 最小回流比。
解：（1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h ）；
F=D+W=100 （1）
505.010005.09.0=?==?+?F Fx W D （2）
上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h
（2）第一块塔板下降的液体组成x 1为多少； 因塔顶为全凝器， 1
11)1(1x x y x D -+==αα 80.09
.025.125.29.0)1(111=?-=--=y y x αα （3）写出提馏段操作线数值方程；
17.13894.5261.2)1(=?=+=='D R V V
23.18510094.5261.1=+?=+=+='F RD qF L L
则 017.034.117.13805.006.4717.13823.1851-'=?-'='-'''='+m m W m m
x x V Wx x V L y
（4）最小回流比。
泡点进料，q =1, 5.0==F q x x 692.05
.025.115.025.2)1(1=?+?=-+=q q q x x y αα 083.15
.0692.0692.09.0min =--=--=q q q
D x y y x R 10、用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求
塔顶产品中含苯不低于97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原料量为8570kg 。操作回流比为3，试计算：
（1）塔顶及塔底的产品量；
（2）精馏段上升蒸汽量及回流液量；
（3）当原料于47℃进塔和蒸汽进塔时，提馏段上升蒸汽量及回流液量 。
（苯的汽化潜热r A =93kcal/kg ，甲苯的汽化潜热r B =87.5kcal/kg ，苯和甲苯的平均比热Cp,l =0.45 kcal/kg ℃，蒸汽的平均比热Cp,v =0.30 kcal/kg ℃，该溶液沸点为93℃）。
解：（1）产品量
92/5978/4178/41+=F x 4504.0=92/5.278/5.9778/5.97+=D x 9787.0=92/2.9878/8.178/8.1+=w x 0212.0=92)4504.01(784504.0?-+?=F M kmol kg /69.85=69.858570=F h kmol /0.100=W D F +=w D F Wx Dx Fx +
=W D +=0.0212.09787.04504.00.?+?=?W D
(2)上升蒸汽量及回流量
精馏段：
(3)47℃进料时
将料液由47℃升温到93℃所需的热量为：
继续加热使之汽化所需热量：
饱和蒸汽进料时
h kmol D /3.44=h
kmol W /7.55=RD L =8.443?=h kmol /5.134=D L V +=83.445.134+=h
kmol /3.179=)4793(45.069.85Q -??=kmol kcal /4.1775=L V H H Q -=()4504.01925.874504.07893A -??+??=?+?=B mB A m r q r q 5.44232.3267+=kmol kcal /7.7690=23.17.76907.76904.1775H H H H =+=--=L V F V q qF L L +='10023.15.134?+=h kmol /257=()F q V V 1-+='()100123.13.179?-+=h kmol /202=0=--=L V F V i i i i q h kmol L L /5.134=='F V V -='1003.179-=h kmol /3.79=
北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2011.04.24 班 级： 化工0801 姓 名： 王晓 同 组 人：丁大鹏,王平,王海玮 装置型号： 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法，而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元，板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况，从而计算单板效率和总板效率，并分析影响单板效率的主要因素，最终得以提高塔板效率。 关键词：精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气-液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热和传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的1.2-2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N 式中 E —总板效率； N —理论板数（不包括塔釜）； Ne —实际板数。
化工原理精馏习题课文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
第一章 蒸馏 1、熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方 程的表达形式并能进行计算； 2、能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算，从而根据q 线方程、 进料组成还有气液平衡方程计算出点（x q ，y q ），再进一步计算出最小 回流比R min ；例如饱和液相进料（泡点进料）时，q 线方程式x=x F ，即 x q =x F ；而饱和蒸汽进料时，q 线方程式y=x F ，即y q =x F 。 3、掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法，要特别注意 摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数。 习题1：书上P71页课后习题第5题； 分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换，这个转换大家一定要注意，很多同学在此常会出错。在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算，首先还是先列出所有题目给出的已知量，为了便于区分，建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示，而表示摩尔分数时使用x 来表示： ① 根据题目已知：w F =0.3，F=4000kg/h ，w w =0.05，另外还可以知道二硫 化碳的分子量Mcs 2=76，四氯化碳的分子量Mccl 4=154 根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成 ② =+F x =二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量 0376=0.4650376+1-03154 F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成
化工原理精馏习题及答 案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
一．选择题 1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。 2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 4．在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条 件。 C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 5．再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D A 上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。 6．冷凝器的作用是提供（ ）产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B A 气相； B 液相； C 固相； D 混合相。 8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = ，要求塔顶x D 不小于，则塔顶最大产量为 （ ）。 (则W=0) B A 60 kmol/h ； B kmol/h ； C 90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的 最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =；
化工原理实验报告
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实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。 ２、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件（如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体,在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔(即测压孔）与水流方向垂直时,测压管内液柱高度(位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中: 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (ｍ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截 面积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由Ｕ型压差计的液位 差可知) （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图
第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
蒸馏 一. 填空题 1.蒸馏是分离 __均相混合物的一种方法，蒸馏分离的依据是______挥发度差异_____。 2. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_相同______，但气相组成____大于____液相组成。 3. 气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。3.大于 4. 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。 4. 下降 升高 升高 不利 5. 两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。 5.易挥发组分 难挥发组分 不能用蒸馏方法分离 6. 所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。 6.互呈平衡 液相组成均匀一致 7. 某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n ，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n =0.3，则y n-1 =_________________。 7. 0.794 8. 某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=0.75x +0.24，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。 8. R=3 96.0=D x 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。 9.塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 10. 在总压为103.3kPa 温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为0A p =155.7kPa 0B p =63.3 kPa ，则平衡时苯的液相组成为x =_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 10. 411.0=x 632.0=y α=2.46 11. 精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q 值最大，进料温度F t ____泡点b t 。11. 五种 冷液体 小于 12. 在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则n y =_________，n x =________，1+n y =_________，1+n x =_______. 12. 82.0=n y 70.0=n x 75.01=+n y 62.01=+n x 13. 对于不同的进料热状态，q x ，q y 与F x 的进料关系为 （1）冷液进料，q x _________F x ， q y ___________F x （2）饱和液体进料，q x _________F x ， q y __________F x （3）气液混合物进料，q x _________F x ， q y ___________F x （4）饱和蒸汽进料，q x _________F x ， q y __________F x （5）过热蒸汽进料, q x _________F x ， q y ___________F x 13. （1）＞ ＞ （2）= ＞ （3）＜ ＞ （4）＜ = （5）＜ ＜
北京化工大学 实验报告 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法，而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元，板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况，从而计算单板效率和总板效率，并分析影响单板效率的主要因素，最终得以提高塔板效率。 关键词：精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气- 液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔 板上实现多次接触，进行传热和传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则
需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是 一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E N e 式中E —总板效率；N—理论板数（不包括塔釜）；Ne —实际板数。 2）单板效率E ml E x n 1 x n E ml * x n 1 x n* 式中E ml—以液相浓度表示的单板效率； x n，x n-1—第n 块板的和第（n-1 ）块板得液相浓度； x n*—与第n 块板气相浓度相平衡的液相浓度。 总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因素。当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高的板效率；对于不同的板型，可以在保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，已评价其性能的优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。 若改变塔釜再沸器中电加热器的电压，塔板上升蒸汽量将会改变，同时，塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化，其沸腾给热系数也将发生变化，从而可以得到沸腾给热系数也加热量的关系。由牛顿冷却定律，可知 Q A t m
北京化工大学学生实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 同组人员： 课程名称：化工原理实验 实验名称：精馏实验 实验日期： 2016.5.13 北京化工大学
实验五精馏实验 摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度，得到该处液相浓度，根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。通过实验，了解精馏塔工作原理。 关键词：精馏，图解法，理论板数，全塔效率，单板效率。 一、目的及任务 ①熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 ②了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。 ③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。 ④测定部分回流时的全塔效率。 ⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。 ⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 二、基本原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。
4-93 已知某精馏塔塔顶蒸汽的温度为80C ，经全凝器冷凝后馏出液中苯的组成 为0.90，甲苯的组成为0.10（以上均为轻组分A 的摩尔分数），试求该塔的操作压强。 溶液中纯组分的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算，即 C t B A p o +- =lg 式中苯和甲苯的常数为 组 分 A B C 苯 6.898 1206.35 220.24 甲苯 6.953 1343.94 219.58 分析： 求塔内操作压强即是求塔内蒸汽总压p ,因此体系为理想体系，可通过道尔顿分压定律 A A py p = 及拉乌尔定律求得。 解：利用安托尼公式分别计算80℃时苯与甲苯两种纯组分饱和蒸气压，即 88.224 .2200.8035 .1206898.6lg 0 =+- =A p KPa mmHg p A 14.10158.7580 == 47.258 .2190.8094.1343953.6lg 0 =+-=B p KPa mmHg p B 35.3912.2950 == 由于全凝器中，进入塔顶的蒸气与已冷凝的馏出液组成相同，则 9.0==D A x y 由道尔顿分压定律 )() (0 00 00B A B A A A A A p p p p p p p x p p p y --=== ) 35.3914.101() 35.39(14.10190.0--=p 解得 KPa p 54.968= 4-94 苯与甲苯的混合溶液在总压KPa 3.101下经单级釜进行闪蒸，气化率为%35，若溶液中苯的组成为477.0，蒸馏后，闪蒸罐顶产物和罐底产物的组成各为多少？操作压力增大１倍 时，两产物的组成有何变化？ 分析：闪蒸即平衡蒸馏，蒸馏后罐顶产物与罐底产物实质是处于平衡状态的气液两相，其组成应既满足物料平衡关系又满足相平衡关系。 解：（１）由物料衡算式 1 1---= q x q q y F （a ） 及 )1(0 0A B A A B A x p x p p p p -+=+= (b) 和 A A A A x p p py 0 == (c) 用试差法解以上３式，即可求得罐底组成y ，罐底组成x 及平衡温度t 。 当KPa p 3.101=时，设05.95=t ℃，求得苯与甲苯的饱和蒸气压各为 072.324.22005.9535.1206898.6lg =+- =o A p KPa mmHg p A 31.1579.11790== 682.258 .21905.9594.1343953.6lg 0 =+-=B p KPa mmHg p B 03.643.4800 ==
1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定 （1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。 本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。 （2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？ 答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。 ②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 （3）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器； ②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。 ③湿毛毡恒重时，即为实验结束。 （4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？
答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。因为加快了热空气排湿能力。 （5）毛毡含水是什么性质的水分？ 毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。 （6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。 理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。干球温度不变，湿球温度不变。 绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。 （7）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变。所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行。
蒸馏练习 下册第一章蒸馏概念 1、精馏原理 2、简捷法 3、漏液 4、板式塔与填料塔 公式 全塔物料衡算【例1 — 4】、 精馏段、提馏段操作线方程、 q线方程、 相平衡方程、 逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响 2 ?连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于 1,提 馏段液气比总是大于 1,这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为， D=W=O，此时是液汽比的极限值，即 L L 1 V V 4简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么? 1?恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂, 以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 5 ?恒沸精馏原理 6 ?试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的 操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分） 1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2?雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3. 液相流量下限线（1分） 4. 液相流量上限线（1分） 5. 液泛线（1分） 最适宜的区域为五条线相交的区域内。 7 ?进料热状况参数
&平衡蒸馏原理 9、 液泛的定义及其预防措施 10、 简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、 什么是理想物系？ 四计算题 1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（ =2.5）,进料为气液混合物，气相占 50% （摩尔分率，下 同），进料混合物中苯占 0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为 0.95和0.05,回流比取最 小回流比的1.5倍，塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为 产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？ （ 2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成 为多少？ 2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段： y n 1 0.723X n 0.263 提馏段：y n1 1.25x n 0.0187 设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。 3、在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为 （质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为 88%,要求塔釜含苯不高于 0.05，求馏出 D W F 57.35000kg/h ，组成为含苯 0.3 （苯的相对分子量为 78，甲苯92） 0.3 解：x F 78 0.336 0.3 0.7 78 92 0.05 78 0.0584 X w 0.05 0.95 78 92 M F M A x FA M B x FB 78 0.336 92 (1 0.336) F 黔心? 87.3 (5分) (1) 液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。
1 化工原理实验试卷 注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3 ?考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间90分钟。 一、填空题 1. 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加空 气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不 凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时，其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 7. 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8. 干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。
9. 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在，如果达到?， 可能出现液泛，应减 少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 10. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的，吸收剂为稀硫酸，指示 剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起） 为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液 位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 在精馏实验中，确定进料状态参数q需要测定进料温度，进料浓度参数。 15. 在本实验室的传热实验中，采用套管式换热器加热冷空气，加热介质为饱和水蒸汽，可通过增加空气流量达到提高传热系 数的目的。 16. 在干燥实验中，要先开风机，而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中，改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. （1）离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节；（2）容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中，压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对
北 京 化 工 大 学 化 工 原 理 实 验 告 ： ： ： ： ： ： 实验名称 班级 姓名 学 号 同组成员 实验日期 精馏实验 2015.5.13 实验 日 期
精馏实验 一、实验目的 1、熟悉填料塔的构造与操作； 2、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法； 3、了解板式精馏塔的结构，观察塔板上汽液接触状况； 4、掌握液相体积总传质系数K a的测定方法并分析影响因素 x 5、测定全回流时的全塔效率及单板效率； 6、测量部分回流时的全塔效率和单板效率 二、实验原理 在板式精馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块板的精馏塔。这在工业上是不可行的，所以最小回流比只是一个操作限度。若在全回流下操作，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。实际回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。 本实验处于全回流情况下，既无任何产品采出，又无原料加入，此时所需理论板最少，又易于达到稳定，可以很好的分析精馏塔的性能。影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作
五 蒸馏 汽液相平衡 1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 0 A 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 0 B 144.8 208.4 292.8 402.6 542.8 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult 定律,且在1atm 下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t —x(y)图及y —x 图； (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x —y 值。 1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌 尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p 0 A 、p 0 B [mmHg],按下述Antoine 方程计算：式中t 为温度[℃]。 lg p 0 A =6.89740-1206.350/(t+220.237) lg p 0 B =6.95334-1343.943/(t+219.237) 1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p 0 A =106.7kPa ，p 0 B =40kPa ，液相摩尔组成为 x A =0.4，试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A ； (2) 相对挥发度α。 1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成y 1=0.96(?摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D =0.95，两个组分的相对挥发度α=2，求: (1) 出分凝器的汽相组成y D =? (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D =? 习题4附图 1.5 在1atm 下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的 1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为 y=0.46x+0.549 1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F =0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3） 1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]， 回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。
化工原理筛板塔精馏实 验报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
筛板塔精馏实验 一．实验目的 1．了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。 2．学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 3．学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。 二．基本原理 1．全塔效率E T 全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值： E E=E E?1 E N T ——完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜； N P ——完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置N P＝10。2．图解法求理论塔板数N T 以回流比R写成的精馏段操作线方程如下： y E+1= E + E E+ 1 + E E y n+1 ——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数； x n ——精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数； x D ——塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数； R——泡点回流下的回流比。 提馏段操作线方程如下： E E+1= E′ E′? E E? E E′? E E y m+1 ——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数； x m ——提馏段第m块塔板下流的液体组成，摩尔分数； x W －塔底釜液的液体组成，摩尔分数； L'－提馏段内下流的液体量，kmol/s； W－釜液流量，kmol/s。 加料线（q线）方程可表示为：
E= E E?1 E? E E E?1 其中， E=1+E EE(E E?E E) E E q——进料热状况参数； r F ——进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol； t S ——进料液的泡点温度，℃； t F ——进料液温度，℃； c pF ——进料液在平均温度 (tS tF ) /2 下的比热容，kJ/（kmol℃）； x F ——进料液组成，摩尔分数。 （1）全回流操作 在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。 图1 全回流时理论塔板数确定 （2）部分回流操作 部分回流操作时，如图2，图解法的主要步骤为： A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线； B.在对角线上定出a点(xD，xD)、f点(xF，xF)和b点(xW，xW)； C.在y轴上定出yC＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线； D.由进料热状况求出q，过点f作出斜率为q/（q-1）的q线交精馏段操作线于点d，连接点d、b作出提馏段操作线； E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止； G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。 图2 部分回流时理论板数的确定 本实验料液为乙醇水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进入盘管式换热器壳程，冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
化工原理实验思考题（填空与简答） 一、填空题： 1．孔板流量计的Re ~C 关系曲线应在 单对数 坐标纸上标绘。 2．孔板流量计的R V S ~关系曲线在双对数坐标上应为 直线 。 3．直管摩擦阻力测定实验是测定 λ 与 Re_的关系，在双对数坐标纸上标绘。 4．单相流动阻力测定实验是测定 直管阻力 和 局部阻力 。 5．启动离心泵时应 关闭出口阀和功率开关 。 6．流量增大时离心泵入口真空度 增大_出口压强将 减小 。 7．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是 开循环冷却水 。 8．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是 塔顶温度稳定 9．在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小 。 10．在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是 减小测量误差 。 11．萃取实验中_水_为连续相， 煤油 为分散相。 12．萃取实验中水的出口浓度的计算公式为 E R R R E V C C V C /)(211-= 。 13．干燥过程可分为 等速干燥 和 降速干燥 。 14．干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。 15．过滤实验采用悬浮液的浓度为 5% ， 其过滤介质为 帆布 。 16．过滤实验的主要容 测定某一压强下的过滤常数 。 17．在双对数坐标系上求取斜率的方法为： 需用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取 。 18．在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为： 先将手动旋钮旋
至零位，再关闭电源。 19．实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。 20．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例。 21.在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U 形压差计测定。 22.实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 23.影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等. 24.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案(1)增加空气流速(2)在空气一侧加装翅片(3)定期排放不凝气体。 25.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q 值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 26.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 27.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在0.005mPa，如果达到0.008～0.01mPa，可能出现液泛，应减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 28.流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 29.在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管液柱高度（从测压孔算起）为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
实验名称：精馏实验 一、 实验目的 ① 测定精馏塔在全回流及部分回流条件下的全塔效率。 ② 测定精馏塔在全回流条件下的单板效率。 ③ 测定精馏塔在全回流条件下塔体浓度（温度）分布。 ④ 测定再沸器的传热膜系数。 二、 实验器材 精馏实验装置（北京化工大学制） 三、 实验原理 在精馏过程中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液在塔板上多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作的必要条件，塔顶的回流量与采出量之比称为回流比。回流比是精馏操作的主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。若在全回流下操作，既无任何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意义。但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。通常回流比取最小回流比的1.2～2.0倍。 1. 塔板效率 板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。 塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。影响塔板效率的因素很多，大致归纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。 （1）总板效率E （或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板式塔的设计。 e N N E 式中 E ——总板效率 N ——理论板数 e N ——实际板数 （2）单板效率 ，反映单独的一块板上传质的效果，是评价塔板式性能 优劣的重要数据，常有于塔板的研究。
第一章 蒸馏 1、 熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方程的表达形式并能进行计算； 2、 能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算，从而根据q 线方程、进料组成还有气液平衡方程计算出点（x q ，y q ），再进一步计算出最小回流比R min ；例如饱和液相进料（泡点进料）时，q 线方程式x=x F ，即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时，q 线方程式y=x F ，即y q =x F 。 3、 掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法，要特别注意摩尔流量计算时应该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数。 习题1：书上P71页课后习题第5题； 分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换，这个转换大家一定要注意，很多同学在此常会出错。在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算，首先还是先列出所有题目给出的已知量，为了便于区分，建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示，而表示摩尔分数时使用x 来表示： ① 根据题目已知：w F =0.3，F=4000kg/h ，w w =0.05，另外还可以知道二硫化碳的分子量Mcs 2=76，四氯化碳的分子量Mccl 4=154 根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成 ② =+F x =二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量 0376=0.4650376+1-03154 F x =..（.） ③ 同理可以求出塔底组成 00576=0.096400576+1-005154 W x =..（.） ④ 对于原料液的质量流量转换为摩尔流量有两种方法，第一种是分别用二硫化碳和四氯化碳各自的质量流量除以各自的分子量然后求和，即 ()40001-0.340000.3+=33.971kmol/h 76154 F ??= 第二种是用总质量流量除以混合物平均分子量，而这种方法也是同学们最容易出错的地方，因为这里平均分子量应该是用二硫化碳和四氯化碳各自的摩尔分数乘以各自的分子量后求和，而不是用质量分数乘以各自的分子量求和，这样是很多同学计算有误的原因，因此正确的求法是 ()0.46576+1-0.465154=117.73 =4000117.73=33.976kmol/h M F =?? ⑤ 上面弄正确后，下面的步骤就比较简单，利用物料衡算以及回收率就可以求出来，方程组如下： +=0.88F D W D F F D W Fx Dx Wx Dx Fx ==+=回收率 上述方程组里面所有的组已经转变为摩尔组成，所有的流量也都变为摩尔流量了，这样计算就不会再有问题了。