“化工原理”《精馏》复习题

《化工原理》第六章“精储”复习题

一、填空题

1.在汽•液相平衡的t-x-y图中,沸点与液相组成的关系曲线，称为沸点与汽相组成的

曲线，称为.（***答案***液相线（或泡点线）汽相线（或露点线））

2.在汽-液相平衡的t-x-y图中，液相线与汽相线将图平面平分为三个区:汽相线以上的区域

称为________，液相线以下的区域称为汽.液相线之间的区域为.

（***答案***汽相区液相区汽液共存区）

3.在y-x图中，以A组份标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度

.平衡曲线假设在对角线的右下方，则表示A组分比B组分挥发度—.（***答案*，*凹

凸）

4.精谭过程，就是利用泡合液的各组分具有不同的利用、

的方法，将各组分得以分别的过程.（***答案*"沸点（或挥发度）屡次局

部汽化屡次局部冷凝）

5.某泡点进料的连续精储塔中，进料组成xf=0.35,系统的平均相对挥发度。=2.44,当xf=0.93

时，到达此分别要求的最小回流比Rmin=.（…答案***1.66）

6.当塔板中上升的汽相与下降液相之间到达________时，该塔板称理论塔板。

***答案***（相平衡）

7.分别某些a接近1的物系时，可承受一些特别的精储方法，如,.

（***答案***萃取精饵恒沸精饱）

8.分别要求肯定。当回流比为肯定时，在五种进料状况中，进料的q值最大，其

温度，此时，提储段操作线与平衡线之间的距离，分别所需的总理论

板数-（***答案***冷液tF<t泡最远最少）

9.精储过程设计时，增大操作压强，则相对挥发度_______,塔顶温度________,塔釜温

度________。（增大，减小，不变，不确定）（答案：减小，增加，增加）。

10.对肯定组成的一元体系,精馅压力越大,则相对挥发度___________.塔操作温度一

一对分别o（越小越高越不利）

11.精做操作的依据是混合液中各组分的________差异。实现精储操作的必要条件包括—

和O

（挥发度。塔顶液相回流塔底上升气流）

12.简洁蒸馈过程中，釜内易挥发组分浓度渐渐,其沸点则渐渐。（*答案*减

小上升）

13.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。

（***答案***（1）q>1（2）q=1（3）0<q<1（4）q=0（5）q<0）

14.某连续精储塔中，假设精值段操作线方程的截距等于零，则：（1）回流比等于;（2）

储出液量等于:（3）操作线斜率等于o（以上均用数字表示）（8；0：1）

15.某精储塔的设计任务为：原料为F,XF,要求塔顶为xD塔底为XW,设计时假设选定的

回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N—

提储段上升蒸汽量V",提储段下降液体量L”—,精播段上升蒸汽量V

精储段下降液体量L。（增加，不变，削减）（*"答案削减，增加，增加，

不变，不变。）

16.某精储塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，旦保持F,xf,

回流比R和提储段上升蒸汽星V”不变，则此时D,xd,W,xw

o（增加，不变，削减，无法确定）（***答案***削减，增加，增加，增加）

17.精微塔中的恒摩尔流假设，其主要依据是各组分的,但精微段与提

储段的摩尔流量由于影响而不肯定相等。（***答案***摩尔潜热

相等进料状态的不同）

18.某精储塔操作时，F,xF,q,D保持不变，增加回流比R,则此时xD,xW—

V,L/Vo（***答案***增加，削减，增加，增加。）

19.精馄过程的回流比是指，最小回流比是指。

（***答案***回流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.简洁蒸值的主要特点是⑴;（2）o

***答案***①不稳定操作②R=0

21.如下图a

点表示;b点表示；c点表示；a

b段表示；bc段表示o

（填空题27题附图）（填空题33题附图）（选择题3题附图〕

（***答案***a）（xn-1,yn）;b）（xn,yn）;c）（xn,yn+1）;d）xn-l-xn;e）yn-yn+1）

22.某连续精储塔，进料状态q=l,D/F=0.5（摩尔比），>:F=0.4（摩尔分率），回流比R=2,

且知提储段操作线方程的截距为零。贝I」：提储段操作线方程的斜率V/V*）=，馄

出液xD=（>

***答案***）又

y=:L'N'x-WxW/V',VD/F=0.5zxW=0,q=1

，L'N'=（RX（D/F）+1）/（R+l）XD/F）=（2X0.5+1）/（3X0.5）=4/3,xD=

xF/（D/F）=0.4/0.5=0.8

23.操作中精储塔，保持F,q,xF,D不变。（1）假设承受回流比R小于最小回流比Rmin,

则xD,xW；（2）假设R增大，则xD,xW,L/V。

（增加，减小，不变，不确定）（***答案***（1）削减，增加。（2）增加，削减，

增加。）

24.精储塔在操作过程中进料组成不变，进料量适当增加，则塔顶组成xD将,塔

釜组成xW将（泡点液体进料1。（***答案***不变；不变）

25.精储塔操作时，保持F.xF,q,R不变，增加塔底排液量W,则：xD,L/V

—，xW。（增大，削减，不变，不确定）（***答案***增大，不变，增大。）

26.恒沸精储与萃取精福主要针对和的物系，承受第三组分的方

法转变原物系的o（恒沸物体系、沸点相差很小；相对挥发度）

27.板式精循塔中每层塔板的作用.

（***答案*"供给气、液两相接触场所，在塔板上及其板上方空间进展传热和传质作用。）

28.常压下沸点为185℃与水不互溶的A组分，假设承受水蒸汽蒸储方法，在常压下，此不

互溶的混合物的沸点会降至C以下。（***答案***100）

29.对现有一个精僧塔，假设将其回流比增大时，其需要的理论板数会,产品的浓度

会-。（***答案***削减；增加）

二、选择题（2分）

1.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6相应的泡点为tb,与之相平衡

的汽相组成相应的露点为则：（）（）

yA=O7,td,oA.

A.tb=td;B.tb<td;C.tb>td;D.不能推断

2.精憎中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，

最恰当的说法是()o(D.)

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。

3.某二元混合物，汽液相立衡关系如图。t1和t2分别表示图中相应点的温度。贝IJ：()(D)

A.t1=t2;B.t1<t2;C.t1>t2;D.不能推断.

4.精锚塔设计时，假设F,xF,xD,xW,V均为定值，将进料热状态从q=l变为q>l,设

计所需理论板数：0(B.)

A.多；B.少；C.不变；D.推断依据缺乏。

5.某精储塔精储段理论板数为N层，提储段理论板数为N层，现因设备改造，使提谭段的

理论板数增加，精循段的理论板数不变，且F、xF、q、R,V等均不变，则此时：0(A)

A.xD减小，xW增加；B.xD减小，xW不变；

C.xD,xW减小；D.xD减小,xW的变化视具体状况而定

6.具有正偏差的非抱负溶液中，相异分子间的吸引力较一样分子间的吸引力(B)

A.大；B.小；C.一样

7.非抱负溶液不肯定都有恒沸点，只有对拉乌尔定律有明显的()的非抱负溶液才具有恒

沸点。A.偏差小；B.偏差大C.偏差中等

⑻

8.精储操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进科时，q值为0:冷液进料时，q值

A.0；B.<0；C.1；D.>1

(C：D)

9.在指定条件下进展精谯操作，所需的实际板数较理论板数(A)

A.为多；B.为少；C.相等：

10.精饰段操作线的斜率为R/(R+1),全回流时其斜率等于()。(B)

A.0；B.1；C.二；

11.从沸点一处成图中可以看出：只有将混合液加热到才能从混合液中分出易挥发把分

增多的蒸汽。(C)

A.液相区：B.气相区；C.气液共存区

12.常压下沸点为185c与水不互溶的A组分，假设承受水蒸汽蒸储方法，在常压下，此混

合液的沸点为(A)

A.<100°C；B.>185℃；C.=100"C；D.=185℃

13.当回流从全回流渐渐减小时，精微段操作线向平衡线靠近，为到达给定的分别要求.所

需的理论板数()。(A)

.渐渐增多；B.渐渐削减；C.不变

14.精饰塔的进料状况为冷液进料时，则提储段的液体下降量L”(A)

A.>L+F;B.<L+FC.=L+F(注：L一精储段液体下降量；F—进料量)

15.用y—x图表示精馈塔在某一回流比操作时，其操作线的位置(C)

A.在对角线之下；B.与对角线重合；C.在对角线与平衡线之间

16.精储过程的理论板是指(B)。

A.进入该板的气相组成与液相组成平衡

B.离开该板的气相组成与液相组成平衡

C.进入该板的气相组成与液相组成相等

D离开该板的气相组成与液相组成相等

17,溶液能否用一般精储方法进展分别取决于（A）

A.相对挥发度大小B.是否为抱负溶液

C.溶解度的差异

18.在全回流操作时，说法不正确的选项是（Q

A.精镭段操作线、提储段操作线与对角线重合了B.此时所需理论塔板数最少

C.塔顶产品的产出量最多

19.精馈过程的恒摩尔流是指（D）。

A.每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等

B.每层塔板下降液体的摩尔流量相等

c.每层塔板卜.降液体和上升蒸汽的摩尔流量相等

D.精储段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等

20.精储塔进料量增加对理论板数（A）

A.无任何影响B.使理论板数削减

C.使理论板数增加D.使提馆段理论板数削减

21.全回流时，y-x图上精微段操作线的位置（C）

A.在对角线之上B.在对角线与平衡线之间

C.与对角线重合D.在对角线之下

22.某精储塔的理论板数为"块［包括塔釜），全塔效率为0.5,则实际塔板数为D）。

（A.34B.31C.30D.32

23.以下说法正确的选项是（CJ

A.最小回流比与物系的相平衡性质有关，而与混合物的分别要求无关B.

最小回流比与混合物的分别要求有关，而与物系的相平衡性质无关C.

最小回流比与物系的相平衡性质有关，也与混合物的分别要求有关

24.二元精储计算过程中操作线为直线，主要基于（C）

A.抱负物系B.理论板假设C.恒摩尔假定D.等分子反向集中

25.某精馄塔的储出液量D=50kmol/h,回流比R=2,则精储段之L为（A）

A100kmol/hB50kmol/hC25kmol/h

26.假设要求双组分混合液分别成两个较纯的组分，则应承受（C）

A.平衡蒸储B.简洁蒸镭C.精储

27.以下关于间歇精镯的描述不正确的选项是（C）

A.间歇精馆往往承受填料塔B.间歇精储为一非定态过程

C.间歇精镭时全塔均为提储段，没有精镭段

D.为保持间歇精镭时储出液组成恒定，其回流比应不断增大。

28.由全塔理论板数计算实际板数时，用的板效率是（B

A.点效率；B.总板效率（塔效率）；C.湿板效率；D.默夫里板效率。

29.板式塔从整体上看气液两相呈A接触，在板上气液两相呈C接触。

A.逆流B.并流C.错流

30.液泛产生的缘由（A,B,C）：

A.液体流量过大B.上升气体速度很高C.降液管截面积太小

31.指出以下q值错误的选项是（A）o

A.冷液进料:q<lB.泡点进料:q=l

C.饱和蒸汽：q=0D.饱和液体进料q=l

32.板式塔操作时，假设气速过小，或液体分布严峻不均，则会发生（C）现象。

A.液沫夹带；B.液泛；C.漏液。

33.精储塔进料量增加对理论板数（A）

A.无任何影响B.使理论板数削减

C.使理论板数增加D.使提储段理论板数削减

34.一操作中的常压连续精储塔分别某混合液。现保持塔顶储出液量D、回流比R、进料状

况（F、xF、q）不变，而减小操作压力，则xD、xW的变化状况是（C）。

A.xD增大，xW增大；B.xD减小，xW减小；C.xD增大，xW减小；D.xD减小，xW增大。

三.推断题

L恒摩尔气化，即精储塔内每块塔板的上升蒸气摩尔流量都完全相等。（）***答案***

X

2.系统的平均相对挥发度。可以表示系统的分别难易程度，a>1,可以分别，。=1,不

能分别，。VI更不能分别。（）***答案***X

3.在t—x—v图中，汽相线与液相线离得越开，表示该系统越简洁分别；假设汽相线与液相

线重合，则不能分别。0***答案***V

4.拉乌尔定律适用于抱负溶液，亨利定律适用于稀溶液，由此二定律即可确定在肯定温度

和压力条件下的气液平衡关系。（）***答案***X

5.对于二元抱负溶液，相对挥发度大，说明该物系简洁分别。0***答案***V

6.当回流从全回流渐渐减小时，精循段操作线向平衡线靠近，为到达给定的分别要求，所

需的理论板数增加。0***答案***V

7.精储与吸取操作分别的依据虽不同，但传质的实质是一样的。（）*"答案***X

8.泡罩塔、浮阀塔、筛孔塔、导向筛板塔，各有其优缺点。但综合评价时，后两种塔板表

现出越来越多的优越性。0***答案***J

9.全回流时，y-x图上精播段操作线的位置在对角线与平衡线之间。（）***答案***X

10.恒沸精储与萃取精储主要是承受第三组分的方法转变原物系的溶解度大小。（）***答

案…X

11.简洁蒸储过程中，釜内易挥发组分浓度渐渐减小，其沸点则渐渐上升。（）***答案***

V

12在将馆塔的操作中要将塔顶引出的蒸汽至全凝器中全部冷凝成液体,则易挥发组成在

气相中的浓度等于在液相中的浓度,0***答案"*J

13.精懦一般在板式塔中进展，吸取只能在填料塔中进展。（）***答案*-X

14.间歇精窗时全塔均为提储段，没有精储段。（）***答案***X

15.板式塔操作时，假设气速过小，或液体分布严峻不均，则会发生液泛现象。（）***答

案…X

四.问答题

1.精储塔在肯定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变

化？为什么？

答案***从泡点回流改为冷液回流时，xDto其缘由是：冷液回流至塔顶时，冷

凝一局部蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝局部中含难挥发组分较

大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，

这也有利于分别。

2.精储塔在肯定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组

成将有何变化？为什么？

***答案***当加料板从适宜位置向上移两层板时，精福段理论板层数削减，在其它条件

不变时，分别力量下降，xDI,易挥发组分收率降低，xWto

3.精储塔进料量对塔板层数有无影响？为什么？

***答案***无影响。囚从图解法求理论板数可知，影响塔板层数的主要参数是XF,XD,

xW,R和q。而进量的转变对上述参数都无影响，所以对塔板数无影响。

4.为什么说全回流时，所需的理论板数最少？

***答案***全回流时，操作线与y-x图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即

传质推动力最大，故要到达肯定的分别要求时，其所需的理板数为最少。

5.精馆操作时为什么必需有塔顶液相回流？

答：由于塔顶回流不断地补充塔板上的易挥发组分，使塔板上的汽液组成互为平衡，维持精储操

作连续稳定进展；另外回流液又是汽相中蒸汽进展局部冷凝的冷却剂，所以精镭操作必需有回

流。

6.进料状态转变后对加料板温度有何影响？

***答案***依据精蚀原理，在饱和温度下易挥发组分进展局部气化，难挥发组分局部冷凝，因

此，进料状态转变对加料板温度没有影响。

五、计算题

1.(10分)某连续精储塔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%,饱和液体进料。试求：⑴求最小回流

比。(2)假设加料板上液体组成与进料组成一样，回流比为最小回流比的1.5倍时，求进料板

上一板流下的液体组成。

***答案***

Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.75)/(0.75-0.55)=1,

xF=xFyF=[R/(R+l)]xF-14-xD/(R+l),0.75=[1.5/(1.5+l)]xF-l+0.95/(1.5+l),xF-l=0.52

2.(10分)用连续精微塔每小时处理100kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求信出液

中含苯90%,残液中含素1%(组成均以kmol%计)。球⑴溜出液和残液各多少kmol.h-1。

⑵饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol,问回流比为多少？

***答案***①F=D+WFxF=DxD+WxWW=56.2kmol.h-1D=43.8kmol.h-1

②Vq=lV〃=VAL=V-D=132-43.8=88.2R=L/D=88.2/43.6=2.02

3.(12分)在常压连续将储塔中分别抱负二元混合物，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,提福段操作线的斜率为1.25,截距为。0187,求

储出液组成xD

***答案***q线方程：y=xF=0.54⑴，精线方程：y=0.7826x+0.217xD(2)

提段方程：y=1.25x-0.0187=0.54⑶。式⑴与⑶联立得两操作线交点坐标xd=x=0.447

将y=0.54,xd=0.447代入⑵得xD=0.8764

4.(15分)用常压精储塔分别双组分抱负混合物，泡点进料，进料量100kmol.h-l,加料组

成为50%,塔顶产品组成xD=95%,产量D=50kmol.h-1,回流比R=2Rmin,设全塔均为理论

板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度。=3。求：l.Rmin(最小回流比)2.精饰段和提

锵段上升蒸汽量。3.列出该状况下的精值段操作线方程。

***答案***泡点进料

l.y=ax/[l+(a-l)x]=3x/(l+2x),q=lzxe=xF=0.5/

ye-3X0.5/(l+2X0.5)-1.5/2-0.75,Rm/(Rm+l)-(0.95-0.75)/(0.95-0.5)-0.20/0.45-4/9,

Rm=4/5=0.8

2.V=V'=(R+1)D=(2X0.8+1)X50=130kmol.h-l,

3.yn+l=[R/(R+l)]xn+xD/(R+l)=0.615xn+0.365

5.在连续精储塔中，精馈段操作线方程y=0.75x+0.2075,q线方程式为y=-0.5x+1.5xF,试求乂1)

回流比R，⑵做出液组成XD，⑶进料液的q值,⑷当进料组成xF=0.44时，加料板的液体浓度;

⑸要求推断进料状态。

***答案***yn+l=[R/(R+l)]xn+xD/(R+l)

@R/(R+l)=0.75R=0.75R+0.75R=0.75/0.25=3

(2)xD/(R+l)=0.2075xD/(3+l)=0.2075xD=0.83

@q/(q-l)=-0.5q=-0.5q+0.5q=0.5/1.5=0.333

@0.75x+0.2075=-0.5x+1.5xF;0.75x+0.2075=-0.5x+1.5X0.44

1.25x=1.5x0.44-0.2075=0.4425;x=0.362

⑤0<q<l原料为汽液混合物

6.某精储塔分别A,B混合液，料液为含A和B各为50%的饱和液体，处理量为100kmol.h-1,

塔顶、塔底的产品量各为50kmol.h-l,要求塔顶组成xD=0.9(摩尔分率)，取回流比为5,

间接蒸汽加热，塔顶承受全凝器，试求：(1)塔底产品组成；⑵塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽

量；(3)蒸播釜每小时产生蒸汽量；(4)提储段操作线方程式；(5)相对挥发度。=3,塔顶第一

层板的板效率EmL=0.6,求离开其次块板(实际板)的上升蒸汽组成。

***答案***

(1)FXxF=DXxD+WXxW,;100X0.5=50X0.9+50xW,xW=0.1

(2)V=(R+1)D=(5+1)X50=300(kmol.h-l)

(3)V,,=V-(l-q)F=300-0=300(kmol.h-l)

(4)y(m+l)=L,ZXxm/V,z-WXxW/V,z=(5X50+100)xm/300-50X0.1/300=1.167xm-0.0167

(5)EmLl=(xD-xl)/(xD-xl*)-----------(1);xl*=yl/(a-(a-l)y)=0.9/(3-2X0.9)=0.75,

代入⑴式:0.6=(0.9-xl)/(0.9-0.75)/xl=0.81

y2=Rxxl/(R+l)+xD/(R+l)=5x0.81/(5+l)+0.9/(5+l)=0.825

7.用常压连续精馈塔，来分别某二元抱负混合液。进料为汽-液混合物进料，经分析测得：

进料中汽相组成为0.59,进料中液相组成为0.365,料液平均组成为x=0.44要求塔顶惘出

液组成为0.957(以上均为易挥发组分的摩尔分率)，试求：1.该二元抱负混合液的平衡线方

程。2.此种操作的进料线方程。3.此种分别要求的最小回流比。

***答案***(1)y*=ax/(l+(a-l)x*)；a=2.5;y=2.5x/(l+1.5x)

(2)qFx+(l-q)Fy=FxF;q=0.667;y=(0.667/(0.667-l))x-(0.44/(0.667-l))=-2x+1.32

(3)y=-2x+1.32(A);y=2.5x/(l+1.5x)(B)

联立(A［、(B)得：xe=0.365;ye=0.59;Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=1.63

8.(10分)一常年连续操作的精饰塔,用来分别苯和甲苯混合物.混合物含苯0.6摩尔分

率，以100Kmol/h流量送入精储塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为1.5；

要求塔顶储出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。试求：(1)塔顶

和塔底产品量：(2)精懦段操作线方程。

解(1)求塔顶和塔底产品量(6分)

由F=D+W

FxF=DxD+WxW

得D=F(xF-xW)/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)

D=61.11kmol/h

W=F-D=100-Gl.ll=38.89kmol/h

(2)求精溜段操作线方程(4分)

yn+l=Rxn/(R+l)+xD/(R+l)=1.5xn/(1.5+l)+0.95/(1.5+l)

yn+l=0.627xn+0.354

9.(15分)一常压连续操作的精储塔，用来分别苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分

率，以100Kmol/h流量送入精偏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作网流比为最小问

流比的1.5倍；要求塔顶塔出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。

在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为2.5。能灯(1)塔顶和塔底产品量：(2)最小回

流比；(3)精储段操作线方程。

解：(1)求塔顶和塔底产品量(5分)

由F=D+W

FxF=DxD+WxW

得D=F(xF-xW)/(xD-XWi=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)

D=61.11kmol/h

W=F-D=100-61.11=38.89kmol/h

(2)求最小回流比由题可知q=0.5

q线方程为:y=0.5x/(0.5-l)-xF/(0.5-l)(2分)

y=-x+1.2①

平衡线方程为:y=ax/(l+ia-l)x)(2分)

y=2.5x/(l+1.5x)②

令①=②并化简得：1.5x2+1.7x-1.2=0

求得q线与平衡线交点：xq=0.492,yq=0.708

Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=L12(3分)

(3