化工原理习题第三部分蒸馏答案

第三部分蒸馏一、填空题1、蒸馏是用来分离均相液体混合物的单元操作。2、含乙醇 12%（质量百分数）的水溶液，其乙醇的摩尔分率为 5.07%。3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分挥发度的差异而达到分离的目的。4、进料板将精馏塔分为精馏段和提馏段。5、理想溶液的气液相平衡关系遵循拉乌尔定律。6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下，加热到某一温度，液体出现第一个气泡，此温度称为该液体在指定总压下的泡点温度，简称泡点。7、在一定总压下准却气体混合物，当冷却到某一温度，产生第一个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的露点温度，简称露点。8、理想溶液中各组分的挥发度等于其饱和蒸气压。9、相对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏分离的难易程度。10、在精馏操作中，回流比的操作上限是全回流。11、在精馏操作中，回流比的操作下限是最小回流比。12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数。13、q 值越大，达到分离要求所需的理论板数越少。14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为逐渐降低。15、当分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中，冷液进料的 值最q大，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论板数最少。16、精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。17、 精 馏 设 计 中 ， 当 回 流 比 增 大 时 所 需 理 论 板 数 减小（增大、减小） ， 同 时 蒸 馏 釜中 所 需 加 热 蒸 汽 消 耗 量 增大（增大、减小） ， 塔 顶 冷 凝 器 中 冷 却 介 质 消 耗 量 减小（增大、减小） ， 所 需 塔 径 增大（增大、减小） 。18、分离任务要求一定，当回流比一定时，在 5 种进料状况中,冷液体进料的 q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 , 分离所需的总理论板数最少。19、相对挥发度 =1，表示不能用普通精馏分离分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。20、某二元混合物，进料量为 100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶 xD 不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。21、精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。22、对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相） 。23、溶液中各组分的挥发度 v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 vA=pA/xAvB=pB/xB24、溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有： =vA/vB=（p A/xA）/（p B/xB）=y AxB/yBxA25、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；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。26、精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低；27、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，原因之一是：塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是：存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高。28、当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为理论板。29、精馏过程中，再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。30、在一定操作条件下，精馏段内自任意第 n 层板下降的液相组成 xn 与其相邻的下一层板（第 n+1 层板）上升蒸汽相组成 yn+1 之间的关系。在 xy 坐标上为直线，斜率为 R/R+1，截距为 xD/R+1。31、在一定操作条件下，提馏段内自任意第 m 层板下降的液相组成 xm与其相邻的下一层板（第 m+1 层板）上升蒸汽相组成 ym+1之间的关系。L除与 L 有关外，还受进料量和进料热状况的影响。32、实际操作中，加入精馏塔的原料液可能有五种热状况：（1）温度低于泡点的冷液体；（2）泡点下的饱和液体；（3）温度介于泡点和露点的气液混合物；（4）露点下的饱和蒸汽；（5）温度高于露点的过热蒸汽。33、R=L/D= ，操作线与对角线重合，操作线方程 yn=xn-1，达到给定分离程度所需理论板层数最少为 Nmin。34、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减少，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加，操作费用相应增加，所需塔径增大。35、精馏操作时，若 F、 D、x F、q、R、加料板位置都不变，将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成 xD 变大。36、精馏设计中，回流比愈大，操作能耗愈大，随着回流比逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先减小后增大的过程。37、理想溶液是指各组分在全浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液。39、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度_逐渐降低_，其沸点则_逐渐升高。40、已知 q=1.3，则加料中液体量与总加料量的比是_1_。某精馏塔设计时，若将塔釜由原来简介蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF， D/F,q,R，x D 不变，则 W/F 将变大，x W 将减小，提馏段操作线斜率将不变，理论板数将增加。41、某二元物系，相对挥发度 a=2.5，对 n,n-1 两层理论塔板，在全回流条件下，已知 xn=0.35，则 yn-1= 0.77（塔板从上往下数） ，0.35（塔板从下往上数） 。42、在进行连续精馏操作过程中，随着进料过程中轻组分组成减小，塔顶温度逐渐升高，塔底釜液残液中轻组分组成减小。43、操作中的精馏塔，若增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段的液气比增大，塔顶馏出液组成变大。44、若某精馏过程需要 16 块理论塔板（包括再沸器）其填料的等板高度为0.5m，则填料层有效高度为 8m 。45、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为 y，温度为 T，经全凝器冷凝到泡点温度 t，部分回流液入塔，其组成为 x，则 y = x, Tt。46、现设计一连续精馏塔，保持塔顶组成 xD 和轻组分回收率不变，若采用较大的回流比，则理论塔板数将减少，而加热蒸汽的消耗量将增大；若进料中组成变轻，则进料位置应上移使 xD 和轻组分回收率不变，若将进料物流焓增大，则理论塔板数将增多，塔底再沸器热负荷将减少。二、选择题1、理想溶液的特点是：相同分子间的作用力（B）不同分子间作用力。A：大于 B：等于 C：小于 D：不能确定2、实验表明，当由两个完全互溶的挥发性组分所组成的理想溶液，其气液平衡关系服从（C） 。A：亨利定律 B：费克定律 C：拉乌尔定律 D：牛顿粘性定律3、双组分理想溶液的 t-x-y 图中，下方曲线称为（B） 。A：饱和蒸气线 B：饱和液体线 C：饱和蒸气压线 D：露点线4、关于理论板理列说法错误的是（C）A：理论板可作为衡量实际塔板分离效率的依据和标准。B：离开理论板的气、液两相互成平衡。C：实际塔板即为理论板，二者之间无区别。D:理 论 板 为 假 想 板 ， 实 际 并 不 存 在 。 5、关于恒摩尔流假定，下列说法中正确的是（D）A ：恒摩尔流假定在任何条件下均可成立。B ：恒摩尔气化是指精馏段上升蒸气摩尔流量与提馏段上升摩尔流量相等。C ：恒摩尔流假定是指精馏段上升蒸气摩尔流量与下降液体摩尔流量相等。D ：由 恒 摩 尔 流 假 定 可 知 ， 精 馏 段 上 升 蒸 气 和 下 降 液 体 有 如 下 关 系：L1=L2=L，V 1=V2=V 6、下列关于相对挥发度的说法中正确的是（A）A：相对挥发度的大小，反映了溶液用蒸馏分离的难易程度。B ： =1 的溶液称为恒沸物。C ： 越大，溶液越容易分离。D： 越 小 ， 溶 液 越 容 易 分 离 。 7、关于精馏原理的叙述错误的是（A）A：精馏过程是简单蒸馏的重复过程。B：要维持精馏操作的高纯度分离，塔顶必须得设全凝器。C：要维持精馏操作的高纯度分离，塔底必须得设再沸器。D：有液相回流和气相回流，是精馏过程的主要特点。8、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（A ）A：提馏段操作线与 q 线B：平衡线C：平衡线与精馏段操作线D：平衡线与 q 线9、连续精馏塔的操作中若采用的回流比小于原回流比，则（D ）A：x D 增大，x W 增大 B：x D 减小，x W 减小C：x D 增大，x W 减小 D：x D 减小，x W 增大10、提馏段温控是指将灵敏板取在提馏段的某层塔板处，若灵敏板温度降低，则要使塔釜产品合格，应采取的调节手段为（B）A：适当增大回流比 B：适当减小回流比C：适当增大再沸器的加热量 D：适当减小再沸器的加热量11、在精馏操作中当进料量大于出料量时，会引起（A ）A：淹塔 B：塔釜蒸干 C：漏液 D：返混12、关于恒沸精馏和萃取精馏下列说法错误的是（C ）A：这两种方法都是在被分离的混合液中加入第三组分。B：这两种方法都是分离相对挥发度 =1 的恒沸物或相对挥发度过低的混合液。C：这两种方法在被分离的混合液中加入第三组分后，都能形成有明显界面的两相。D：所选取的第三组分的热稳定性较好。13、依 据 液 体 混 合 物 中 各 组 分 挥 发 度 的 差 异 ， 使 混 合 液 中 各 组 分 达 到 一 定 程 度 的 分 离的 操 作 叫 （B）.A：吸收 B：精馏 C：液-液萃取 D：干燥14、关于理想溶液，下列说法中错误的是（C）A：理想溶液中相同分子与相异分子间的作用力相等。B：理想溶液在混合过程中无容积效应。C：理想溶液在混合过程中有热效应。D： 理 想 溶 液 符 合 拉 乌 尔 定 律 。15、精馏操作中，若进料组成、流量和气化率不变，增大回流比，则精馏段操作线方程的斜率（A）A ：增加 B ：减小 C：不变 D：不能确定 16、全回流时，理论塔板数为（C）A：0 B： C：N min D：不能确定17、间歇蒸馏和平衡蒸馏的主要区别在于（C）A：前者是一次部分气化，后者是多次部分气化B：前者是稳态过程，后者是不稳态过程C：前者是不稳态过程，后者是稳态过程D：不能确定18、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度（B） 。A：增大 B：减小 C：不变 D：不能确定19、精馏塔的塔底温度总是（A）塔顶温度。A：高于 B：低于 C：等于 D：小于等于20、关于 x-y 图，下列说法中错误的是（D）A：平衡曲线偏离参考线愈远，表示该溶液愈容易分离。B：平衡曲线总是位于参考线上方C：当总压变化不大时，外压对平衡曲线的影响可以忽略。D：平衡曲线离参考线愈近，表示该溶液愈容易分离。21、操作中的精馏塔，保持进料量 F、进料组成 xF、进料热状况参数 q、塔釜加热量 Q 不变，减少塔顶馏出量 D，则塔顶易挥发组分回收率 _B_。（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确定22、操作中的精馏塔，保持 F、x F、q、D 不变，若采用的回流比 Rt2 D 不确定26、某二元混合物，进料量为 100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔顶 xD 不小于0.9，则塔顶最大产量为B。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定27、 精 馏 操 作 时 ， 若 F、 D、 xF、 q、 R、 加 料 板 位 置 都 不 变 ， 而 将 塔 顶 泡 点 回 流 改为 冷 回 流 ， 则 塔 顶 产 品 组 成 xD 变 化 为 BA 变 小 B 变 大 C 不 变 D 不 确 定28、 在 一 二 元 连 续 精 馏 塔 的 操 作 中 ， 进 料 量 及 组 成 不 变 ， 再 沸 器 热 负 荷 恒 定 ， 若回 流 比 减 少 ， 则 塔 顶 温 度 A ， 塔 顶 低 沸 点 组 分 浓 度 B ， 塔 底 温 度 C ， 塔 底 低 沸 点 组 分 浓 度 A 。A 升 高 B 下 降 C 不 变 D 不 确 定29、 某 二 元 混 合 物 ， =3， 全 回 流 条 件 下 xn=0.3， 则 yn-1=B。A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.79430、某二元混合物，其中 A 为易挥发组分，液相组成 xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为 yA=0.4，相应的露点组成为 t2，则 B 。A t1=t2 B t1t2 D 不能判断31、某二元混合物，=3，全回流条件下 xn=0.3，则 yn-1= D A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.79432、精馏的操作线是直线，主要基于以下原因 D 。A 理论板假定 B 理想物系C 塔顶泡点回流 D 恒摩尔流假设33、某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 B 。A 塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷B 筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作C 塔板脱落，理论板数减少，应停工检修D 降液管折断，气体短路，需更换降液管34、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 B 。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35、精馏塔设计时，若 F, xf, xD, xW, V（塔釜上升蒸汽量）均为定值，将进料状况从 q改为 q，则理论板数（ C ） ，塔顶冷凝器热负荷（ A ） ，塔釜再沸器热负荷（ B ） 减少 不变 增加 不确定36、精馏中引入回流，下降的液相与上升的气相发生传质，使上升中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于 D 。A.液相中易挥发的组分进入气相 B.气相中难挥发的组分进入液相C. 液相中易挥发的组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多D. 液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发的组分进入液相的现象同时发生37、精馏过程的操作线为直线，主要基于 B 。A.塔顶泡点回流 B.恒摩尔流假定 C.理想物系 D.理论版假定38、二元连续精馏计算中。进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 。A.平衡线 B.操作线和 q 线 C.平衡线和操作线 D.平衡线与 q 线39、由 A、B 两组分组成的理想溶液。在 120下两组分的饱和蒸汽压分别是PA=120kPa，P B=48kPa，其相对挥发度为 D 。A.0.5 B.1 C.2 D.2.540、相对挥发度为 aAB=2 的双组分混合物，当气相与液相达到平衡时，两相间组成的关系是 A 。A.yA xA B. .yA xA C. yA = xA41、在精馏塔内任意一块理论塔板上，其液相的泡点温度等于。 （高于、低于、等于）气相的露点温度，其原因是气、液相呈平衡。三、判断题1、精馏用板式塔，吸收用填料塔。 （）2、恒摩尔流假定在任何条件下都成立。 （）3、若以过热蒸气进料时，q 线方程斜率0。 （）4、若某溶液气液相平衡关系符合亨利定律，则说明该溶液是理想溶液。 （）5、组分 A 和 B 的相对挥发度 =1 的混合溶液不能用普通精馏的方法分离。 （）6、当分离要求和回流比一定时，进料的 q 值越大，所需总理论板数越多。 （）7、用图解法求理论板数时，与下列参数有关：F、 F、 q、R、 、D、D、 D。 （）8、精馏操作时，操作流比为最小回流比时所需理论板数为无穷多。 （）9、间歇蒸馏为稳态生产过程。 （）10、在精馏操作中，减压对组分的分离有利。 （）11、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则精馏段操作线斜率等于 1。 （）12、全回流时，塔顶产品量 D 。 （ ）13、精馏塔的塔底温度总是低于塔顶温度。 （）14、在精馏塔内任意一块理论板，其气相露点温度大于液相的泡点温度。 （）15、根据恒摩尔流假定，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一这相等。 （）16、回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。 （）17、恒沸精馏和萃取精馏均采取加入第三组分的办法得以改变原物系的相对挥发度。 （）18、板式精馏塔自下而上液体中轻组分浓度分布特点为逐板降低。 （）19、在压强一定时，均相液体混合物具有恒定的沸点。 （）2