精馏复习课(期末).ppt

9.1 蒸馏概述蒸馏概述 1.精馏和蒸馏的区别在于精馏和蒸馏的区别在于_。2.蒸馏是分离蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的混合物中各组分的 ，分离的条件是，分离的条件是 。是否有回流是否有回流 均相液体混合物，挥发性差异，均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统造成气液两相系统 精馏操作的依据是_。实现精馏操作的必要条件包括_和_。混合液中各组分的挥发度差异，塔顶液相回流，塔底上升气流 9.2 双组分溶液的气液相平衡双组分溶液的气液相平衡 1.在在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度图中的气液共存区内，气液两相温度 ，但气相，但气相组成组成 液相组成，液相组成，相等，大于相等，大于 2.双组分溶液的相对挥发度双组分溶液的相对挥发度是溶液中是溶液中_的挥发度对的挥发度对_ 的挥发度之比，若的挥发度之比，若=1表示表示 。物系的。物系的值愈大，值愈大，在在x-y图中的平衡曲线愈图中的平衡曲线愈 对角线。对角线。易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离 远离远离 3.已知已知75时甲醇时甲醇(A)、水、水(B)的饱和蒸汽压为的饱和蒸汽压为pA0=149.6kPa，pB0=38.5kPa,平衡的气液两相浓度分别为平衡的气液两相浓度分别为y=0.729，x=0.4,则其相则其相对挥发度之值为对挥发度之值为_.y(1-x)/(x(1-y)4.035具有正偏差的非理想溶液中，相异分子间的吸引力较相同分子间的吸引力（）。A.大；B.小；C.一样 B9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏平衡蒸馏与简单蒸馏1.平衡蒸馏与简单蒸馏适用于平衡蒸馏与简单蒸馏适用于_的场合的场合.初步分离初步分离 2.简单蒸馏过程中简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度釜内易挥发组分浓度_,其沸点则其沸点则_.不断降低不断降低 不断升高不断升高简单蒸馏的主要特点是：_。间歇操作，无回流，初步分离 在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度()平衡蒸馏。大于大于9.4 精馏精馏 1.工业生产中在精馏塔内将工业生产中在精馏塔内将 过程和过程和 过程有过程有机结合起来而实现操作的。机结合起来而实现操作的。多次部分气化，多次部分气化，多次部分冷凝多次部分冷凝 2.离开理论板时，气液两相达到离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相状态，即两相 相等，相等，_互成平衡。互成平衡。3.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）_和（和（2）。塔顶易挥发组分含量高塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶塔底压力高于塔顶 平衡平衡 温度温度 组成组成 4.已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为已知汽液混合物进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2，易挥发组分的摩尔分数为易挥发组分的摩尔分数为0.3，则，则q=_。0.4 精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进料时，q值为（）；冷液进料时，q值（）;气液混合物进料时,q值为(),饱和蒸汽进料时,q(),过热蒸汽进料时,q()。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。摩尔潜热相等，进料状态的不同 精馏塔精馏段某理论板上汽相露点温度为td，液相泡点温度为tb。提馏段某理论板上汽相露点温度为td，液相泡点温度为tb。试按温度大小顺序用、符号排列如下：_。td=tb tbtb tb=td 5.在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1，x1及及y2，x2（自塔顶开始计数（自塔顶开始计数),则它们的大小顺序为则它们的大小顺序为 。y1 y2x1x2恒摩尔流假设恒摩尔流假设6.精馏的两操作线都是直线，主要是基于精馏的两操作线都是直线，主要是基于_。全回流时，全回流时，y-x图上精馏段操作线的位置图上精馏段操作线的位置_。与对角线重合 连续精馏过程的进料热状态有_，已知q=1.1,则加料中液体量而与总加料量之比为_。5种种 1:1试比较某精馏塔中第，1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：yn+1yn，tntn+1，ynxn（，），某二元物系的相对挥发度3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知xn0.3，则yn-1（由塔顶往下数）0.794.精馏塔中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质，使上升的汽相中轻组分浓度提高，最恰当的说法是（）。A.液相中轻组分进入汽相；B.汽相中重组分进入液相；C.液相中轻组分、重组分同时进入汽相，但其中轻组分较多；D.液相中轻组分进入汽相和汽相中重组分进入汽相同时发生。D在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为xn-1=0.7,xn=0.5,=3,则yn，以液相组成表示的第板的单板效率EmL=_0.7，76.2 设计某二元理想溶液精馏塔时，如保持F，xF,xD,xW 不变，则随进料热状况参数的增加，其最小回流比_。下降（减小)某泡点进料的连续精馏中，xF=0.35,=2.44,当xD=0.90时，达到此分离要求的最小回流比Rmin=_。1.525 9.5 双组分精馏的设计型计算双组分精馏的设计型计算 1.图解法求理论板时与下列参数图解法求理论板时与下列参数F、xF、q、xD、xW、R、中的哪一个量无关？中的哪一个量无关？F 2.精馏过程回流比精馏过程回流比R的定义式为的定义式为 ；对于一定的分离任务；对于一定的分离任务来说，当来说，当R=时，所需理论板数为最少，此种操作称为时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而而R=时，所需理论板数为时，所需理论板数为。L/D 全回流全回流 Rmin 3.设计精馏塔时，若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间接设计精馏塔时，若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，而保持进料量、进料组成、进料热状况、塔顶馏出液蒸汽加热，而保持进料量、进料组成、进料热状况、塔顶馏出液量、馏出液浓度及回流比等不变，则提馏段操作线斜率量、馏出液浓度及回流比等不变，则提馏段操作线斜率 ，残液浓度残液浓度 。变大变大 变小变小 不变不变 不确定不确定 R、D、q、F均不变，所以均不变，所以不变不变间接蒸汽加热间接蒸汽加热直接蒸汽加热直接蒸汽加热精馏塔操作线的斜率为R/(R+1),全回流时，其斜率等于_。无穷大无穷大塔顶全凝器改为分凝器后，其它操作条件不变，则所需理论塔板数()。减少减少两股不同组成的料液进同一精馏塔分离，两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比，前者能耗 _后者。低于低于塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，残液组成xW_.减少 9.6 双组分精馏的操作型计算双组分精馏的操作型计算 1.操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因，再沸器操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因，再沸器中加热蒸汽压力下降而使提馏段上升蒸汽流量中加热蒸汽压力下降而使提馏段上升蒸汽流量下降，而进料热状况下降，而进料热状况q、浓度、浓度xF及进料量及进料量F不变，同时回流量不变，同时回流量L恒定，则馏出液浓度恒定，则馏出液浓度xD及及流量流量D、残液浓度、残液浓度xW的变化趋势为：的变化趋势为：xD_、D_、xW_。xD增大、增大、D减小、减小、xW增大增大 2.精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数_，提馏段下降液体流量，提馏段下降液体流量_。减小减小 增加增加 操作中精馏塔，保持F，xF，q，提馏段上升蒸汽流量不变，减少D，则塔顶易挥发组分回收率变化为（）减小减小某连续精馏塔，因设备改造，使提馏段理论板数增加，精馏段理论板数不变，且F、xF、q、R、V、D等均不变，xD_,xW_.增大增大 减小减小连续精馏塔操作时,增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F、xF、q都不变，则L/V_。减小减小某连续精馏塔，因设备改造，使提馏段理论板数增加，精馏段理论板数不变，且F,xF、q、R、V、D等均不变，则xD_,xW_.增大增大 减小减小9.7 间歇精馏间歇精馏1.以下关于间歇精馏的描述正确的有以下关于间歇精馏的描述正确的有_A.间歇精馏往往采用填料塔间歇精馏往往采用填料塔B.间歇精馏为一非定态过程间歇精馏为一非定态过程 C.间歇精馏时全塔均为提馏段间歇精馏时全塔均为提馏段AB 间歇精馏的操作方式有三种：（间歇精馏的操作方式有三种：（1）恒回流比操作。（）恒回流比操作。（2）恒馏出液组成操作。（恒馏出液组成操作。（3）以上两种操作联合的组合式操作）以上两种操作联合的组合式操作 适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合，也适用于适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合，也适用于多组分的初步分离。多组分的初步分离。2.简述间歇精馏的操作方式和适用场合。简述间歇精馏的操作方式和适用场合。连续精馏塔操作时,增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F、xF、q都不变，则L/V_。减少 9.8 恒沸精馏与萃取精馏恒沸精馏与萃取精馏 恒沸精馏的原理是恒沸精馏的原理是 。在混合液中加入第三组分，该组分与原混合液中的组分形在混合液中加入第三组分，该组分与原混合液中的组分形成新的恒沸物，其沸点明显低于原溶液中组分沸点或原恒沸物成新的恒沸物，其沸点明显低于原溶液中组分沸点或原恒沸物的沸点，使混合液变成的沸点，使混合液变成“纯组分纯组分恒沸物恒沸物”组成，从而可以用组成，从而可以用一般的精馏方法分离。一般的精馏方法分离。在待分离的混和液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以在待分离的混和液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原组分间的相对挥发度而得到分离。萃取剂的沸点较原料液中改变原组分间的相对挥发度而得到分离。萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点要高，且不与组分形成恒沸液。各组分的沸点要高，且不与组分形成恒沸液。萃取精馏的原理是萃取精馏的原理是_。萃取精馏加入萃取剂的目的是()。增大原组分间的相对挥发度 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，进料热状态参数q=0.5，进料平均组成xF=0.35（摩尔分数，下同）。要求塔顶组成为0.93，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。试求：塔底产品组成；写出精馏段方程；写出提馏段方程；假定各板效率为0.5，记再沸器为第N+1板，再沸器以上的第一块板为第N板，如果第N板的以汽相组成表示的单板效EmV=0.5，则yN为多少？（二元理想溶液的相对挥发度=2，再沸器按一块理论板计。）用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为200 kmol/h，饱和蒸汽进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.96，釜液浓度为0.1(以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下相对挥发度为3，塔顶采用全凝器，泡点回流。塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化速率为最小气化速率的1.5倍。试求：（1）塔釜的气化速率；（2）离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。连续精馏塔有塔板8层，塔顶采用全凝器，用以分离二元理想混合液，料液含A35%,泡点进料，馏出液含A70，塔釜液含A10（以上为摩尔分数），已知相对挥发度为2.5,回流比为4.5，求理论塔板数。实验测得常压精馏塔在部分回流情况下，在精馏段相邻两塔板的上升气相组成为yn=0.885，yn+1=0.842，已知操作条件下平均相对挥发度为5，回流比R=3.5,塔顶产品组成 xD=0.95（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。求以汽相组成表示的第n板的单板效率。