’4、某板式精馏塔，提馏段ｎ'板上液相浓度为Xn，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。
5、简述简单蒸馏与精馏的区别。
简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。
6、精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?
冷凝器提供液相产品与液相回流，再沸器提供塔内上升的蒸气。 7、设计一精馏塔时，回流比选取的大小对塔板数有何影响?
回流比越大，达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。
8、精馏操作中，在下限操作时，能否达到所要求的分离精度？为什么?
不能，若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板，实际上是不可能的。 9、精馏操作中，在上限操作时对实际生产有无意义？一般在什么情况下采用?
在上限操作时，产品量为零，对实际生产无意义，一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用。
10、为什么再沸器相当于一块理论板?
在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。 11、用逐板计算法求理论板层数时，为什么用一次相平衡方程就计算出一层理论板?
使用一次相平衡方程，就意味着物料达到一次气液平衡，就相当于越过一块理论板。 12、用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板?
每一个梯级与平衡线相交一次，表示汽、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。
13、对于正在操作中的精馏塔，若改变其操作回流比，对塔顶产品浓度会有何影响?
回流比越大，塔顶产品浓度越高。
14、设计一精馏塔时，进料量对塔板层数有无影响？为什么?
进料量对塔板层数无影响，影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比。
15、用q代表进料热状况，说明q=0，q=1，0＜q＜1时的意义。
q=0表示饱和气相进料，q=1表示饱和液相进料，0＜q＜1表示气液混合进料。 16、塔板的作用是什么?
塔板的作用是提供气液接触的场所。
六、计算题：
1、（15分）
分离苯一甲苯混合液，原料液中含苯0.5（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出液中要求含苯0.95，塔顶用分凝器一全凝器流程（如图），测得塔顶回流液中含苯0.88，离开塔顶第一层理论板的液体含苯0.79，求：
(1)操作条件下平均相对挥发度?； (2)操作回流比R；
(3)最小回流比Rmin。
V 分 凝 器 全 凝器 L D D,x
解：（1） xD?
?xL 将xD?0.95,xL?0.88代入得：
1?(??1)xL 0.95???0.88 解之得： ??2.59 (5分)
1?(??1)?0.88(2)设离开第一块理论板的汽相组成为y1，y1??xL2.59?0.79??0.907
1?(??1)xL1?1.59?0.79?Vy1?LxL?DxD?又 ?V?L?D?(R?1)D 即
?L?RD??V?0.907?L?0.88?D?0.95? ?V?(R?1)D?L?RD?解之得： R?1.59 （5分） （3）q?1, yF?*?xF2.59?0.5??0.721
1?(??1)xF1?1.59?0.5 Rmin*xD?yF0.95?0.721?*??1.04 （5分） yF?xF0.721?0.52、（15分）
由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，每小时加入甲醇水溶液100kmol，其中甲醇含量为0.3（摩尔分率，下同），要求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。塔顶采用全凝器，泡点进料，塔内只有一层理论板，料液就在这一板上加入，且不用回流。在操作范围内，相对挥发度??5.8。试求：
（1）釜液组成；
（2）馏出液量（kmol/h）。
解：（1）如图所示。
y1 D,xD F,xF L x1 yW W, xW
y1?xD?0.6
x1?y10.6??0.205 （5分）
??(??1)y15.8?4.8?0.6L'?F,V'?V?D
WxFxF?DxDL'FyW?'x1?W?x? 1VV'DD100100?0.3?D?0.6?0.205? DD9.5?0.6? （1） （5分）
D?又 yW??xW5.8xW （2） ?1?(??1)xW1?4.8xW且 D?F(xF?xW)100?(0.3?xW)30?100xW （3） ??xD?xW0.6?xW0.6?xW5.8xW9.5?(0.6?xW) ?0.6?1?4.8xW30?100xW将式2、3代入式1得：
解之得：xW?0.0914 xW?0.39（舍去） 6（2）将xW?0.0914代入式3得： D?41.01kmol/h （5分） 3、（15分）
在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液，混合液的流量为1000kmol/h，其中含苯40%，要求塔顶馏出液中含苯90%，塔釜残液中含苯2%（均为摩尔分率）。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，取回流比为最小回流比的1.5倍。全塔平均相对挥发度为
2.5。试求：
（1）塔顶与塔底产品量D、W； （2）回流比R；
（3）从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成；
（4）若在塔操作中，将进料状态改为饱和蒸汽进料，而保持F、R、D、xF不变，此时能否完成分离任务？为什么？
?F?D?W解：（1） ? 即
Fx?Dx?WxDW?F解之得：??100?D?W ?100?0.4?D?0.9?W?0.02??D=43.2kmol/h （3分）
?W=56.8kmol/h｛2｝泡点进料，xe?xF?0.4 ye??xe2.5?0.4??0.62 51????1?0.4?xe1?1.5Rmin?xD?ye0.9?0.625??1.22ye?xe0.625?0.4 （3分）
xR1.83xn?D?xn?R?1R?12.830.9?0.65x?n2.83R?1.5?Rmin?1.5?1.22?1.83（3）精馏段操作线方程： yn?1?0.3 18y1?xD?0.9 x1?y10.9??0.78 3??(??1)y12.?51.?50.9 y2?0.65x1?0.318?0.65?0.783?0.318?0.827 （4分）
（4）F、R、D不变，而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时，q?，故V???R?1?D ??q?1?F随q?而?，
L?V??WW??1??，提馏段塔板分离能力?，xW必?，又由全塔物V?V?V?料衡算可知，xD?。可见不能完成分离任务。 （5分） 4、（15分）
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xD=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；
（2）每小时能获得的馏出液量D。 解：（1）y1?xD?0.84 x1?y1?0.550.84?0.55??0.644 （4分）
0.450.45xR30.84y2?x1?D??0.644??0.693 （4分）
R?1R?144