化工原理考試題庫

1、精餾題庫一、填空題：801、精餾塔分離某二元物系，當(dāng)操作壓強(qiáng)降低，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度，溶液的泡點(diǎn)，塔頂蒸汽冷凝溫度 （增大、減小、不變）答案：增大，減小，減小802、精餾分離某二元組分混合液（F,XF,q）,要求塔頂Xd ,輕組分回收率。設(shè)計(jì)時(shí)，若加大回流比 R，則精餾段液氣比 ，提餾段液氣比 ，所需理論板數(shù)Nt，塔頂產(chǎn)品量D,塔釜Xw，塔頂冷凝量Qc，塔釜加熱，若R太大，過程的調(diào)節(jié)余地將量Qr答案：增大，減小，減小，不變，不變，增大，增大，減?。ㄔ龃蟆p小、不變）。803、精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，已知F,Xf,Xd,Xw，進(jìn)料熱狀態(tài)q斷下列參數(shù)變化并定性繪出操作線的變化：0.5時(shí)，所需塔板數(shù)為Nt。試判

2、（1）保持回流比不變，將進(jìn)料狀態(tài)由q0.5改為q 1，則塔釜加熱量Qr，塔頂冷凝則NtiNT2 （，=，） * 答案* : ，所需塔板數(shù)Nt答案：增大，不變，減?。?）保持塔釜加熱量不變，將進(jìn)料狀態(tài)由q 0.5改為q1，則塔頂冷凝量Qc，所需塔板數(shù)Nt。答案：減小，增大（3）保持回流比不變，將進(jìn)料狀態(tài)由 q0.5改為q 0，則塔釜加熱量Qr，塔頂冷凝量Qc，所需塔板數(shù)Nt。答案：減小，不變，增大804、某精餾塔設(shè)計(jì)中，若將塔釜間接蒸汽改為直接蒸汽加熱，而F、D、F、Xd、q、R不變，則WL/V，Nt（增大、減小、不變）。答案：增大，減小，不變，增大805、精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，若塔頂采用全凝器，所需理

3、論板數(shù)為Nt1，采用分凝器，所需理論板Nt2，806、某精餾塔的實(shí)際回流比小于設(shè)計(jì)時(shí)的最小回流比，其結(jié)果如何? 答案：完不成分離任務(wù)807、精餾塔維持其他條件不變而增大回流比R，則精餾段液氣比L/V，提餾段的液氣比L/V答案：變大，變小，變大，變小,Xd,xw（變大，變小,不變，不確定）。808、連續(xù)精餾操作，原工況為泡點(diǎn)進(jìn)料，現(xiàn)由于某種原因原料溫度降低，使q1,進(jìn)料濃度Xf，塔頂采出率D/F及進(jìn)料位置均保持不變。試判斷:（1）塔釜蒸汽量V保持不變，則塔釜加熱量Qr，塔頂冷量QcXd，XW答案：不變，變小，變小，變大（2）保持回流比R不變，則塔釜加熱量Qr，塔頂冷量QcXd,xw（變大，變小，

4、不變，不確定）。答案：變大，不變，變大，變小809、某精餾塔在給定工況下操作，現(xiàn)維持進(jìn)料條件（ F、xF、q ）和塔釜加熱量不變而將塔頂采出率D/F增大，則塔頂產(chǎn)品組成xD，塔底產(chǎn)品組成xW（變大,變小，不變，不確定）。*答案* :變小，變小810、某精餾塔維持其他條件不變，將加料板下移，則精餾段塔板數(shù) ，塔頂產(chǎn)品組成Xd，塔底產(chǎn)品組成Xw （變大，變小，不變，不確定）。答案：（1）若原加料板為最佳位置，加料板下移，則精餾塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成變小，塔底產(chǎn) 品變大;（2）若原加料板位置偏高，加料板下移，則精餾塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成變大，塔底產(chǎn) 品變小;（3）若原加料板位置已偏低，加料板下移

5、，則精餾塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成變小，塔底 產(chǎn)品變大。811、精餾塔操作中，由于某種原因進(jìn)料濃度 Xf減小，進(jìn)料量F與熱狀態(tài)q保持不變，塔釜蒸汽量V不變，若欲維持塔頂產(chǎn)品Xd與塔底產(chǎn)品組成Xw不變，則R（增大、減小、不變）。 答案：增大，減小，增大，增大 。812、精餾塔操作中，保持F、Xf , q, L不變，而增大V，則R, Xdxw,L/V，L/V,（增大、減小、不變）。813、精餾塔操作中，保持 F、Xf, q,R不變，而增大W，則Xd，XWL/V,（增大、減小、不變）。答案：增大、增大、不變、增大814、決定精餾塔分離能力大小的主要因素是： 物性方面 操作方面。答案：相對揮發(fā)度，理論板

6、數(shù)，回流比、設(shè)備方面815、在1個(gè)大氣壓.96 C時(shí)，苯的飽和蒸氣壓PA0160.5kPa ,甲苯的飽和蒸氣壓Pb065.66k Pa ,苯-甲苯混合溶液達(dá)于平衡時(shí),液相組成Xa.氣相組成yA =相對揮發(fā)答案:816、在1個(gè)大氣壓.84 C時(shí)，苯的飽和蒸氣壓戌113.6k Pa,甲苯的飽和蒸氣壓Pb044.68kPa ,苯-甲苯混合溶液達(dá)于平衡時(shí),液相組成Xa.氣相組成yA=相對揮發(fā)答案:0.596，此時(shí)平均相對揮發(fā)度為817、某理想混合液，其中一組平衡數(shù)據(jù)為 Xa 0.376, yA答案:818、某連續(xù)精餾塔，已知其精餾段操作線方程為y 0.78x 0.204，則該塔的回流比，餾出液組成Xd

7、答案:819、某泡點(diǎn)進(jìn)料的連續(xù)精餾塔，已知其精餾段操作線方程為y 0.80x 0.仃2，提餾段操，餾出液組成xD作線方程為y 1.25x0.0187，則回流比R組成Xf =，釜液組成Xw=.答案： 4820、某二元理想溶液的連續(xù)精餾塔 ,提餾段操作線方程為： y 1.3X 0.018 ,系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度2.5，當(dāng) Xw 0.06時(shí)（摩爾分率 ），此時(shí)從塔底數(shù)起的第二塊理論板數(shù) （塔底可視為第一塊理論板 ）下流液體的組成為 答案：（摩爾分率 ）821、分離要求一定。當(dāng)回流比為一定時(shí)，在五種進(jìn)料狀況中，進(jìn)料的 q 值最大，其，此時(shí)，提餾段操作線與平衡線之間的距離溫度理論板數(shù)答案 ：冷液，t F

8、 Vt泡，最遠(yuǎn)， 最少。，分離所需的總、選擇題： 蒸餾操作的主要費(fèi)用是：A、加熱汽化；B、氣相冷凝；C、加熱和冷凝801、答案 ： C802、精餾中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)?說法是 （）。A. 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相； B. 汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；C. 液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D. 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。答案： D.803、某精餾塔操作時(shí)，若保持F、xF、q、D不變,增大回流比R，則L, V的變化趨勢是804、805、A. L 增大， V 減小; C

9、. L 減小， V 減小;某精餾塔操作時(shí)，若保持A. L增大，V減小;C. L 減小， V 減??；某精餾塔操作時(shí)，若保持B.D.F、B.D.F、L 增大，L 減小，V 增大;V 增大答案： B.xF、q、D不變,增大回流比R，則L , V的變化趨勢是L 減小，L 增大，V 增大V 增大;答案： DxF、q、D不變,增大回流比R，則Xd , Xw的變化趨勢是A. XD 增大， Xw 減??；B. XD 減小， XW 增大806、C. XD 減小， XW 減??；D. XD 增大， XW 增大；答案： A某精餾塔操作時(shí)，若保持F、XF、q、V 不變，增大回流比R，則Xd, Xw的變化趨勢是A. XD

10、增大， Xw 減小；B. XD 減小， Xw 增大812、某精餾塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料量F 增加，但是 xF、q、 R,V 仍C. xD 減小， xW 減小；D. XD 增大， XW 增大；答案： D807、某精餾塔操作時(shí)，若保持F、Xf、q、V不變，增大回流比R，則D,W的變化趨勢是A. D增大，W減小；B. D減小，W增大C. D減小，W減??；D. D增大，W增大；答案： B808、某精餾塔操作時(shí)，若保持F、xF、q、V不變，增大回流比R，則L,L的變化趨勢是A. L 增大， L 減??；B. L 減小， L 增大C. L 減小， L 減??；D. L 增大， L 增大；答案

11、 : D809、某精餾塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計(jì)的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、xF、q、 R,V 均同設(shè)計(jì)值，則 L, V 變化趨勢是：A. L 不變， V 減?。籅. L 增大， V 不變；C. L不變，V不變；D. L 減小， V 不變答案 : C.810、某精餾塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計(jì)的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、Xf、q、R,V均同設(shè)計(jì)值，則D,W變化趨勢是：A. D不變，W不變；B. D減小，W增大C. D不變，W減?。籇. D增大，W增大；答案 : A811、某精餾塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計(jì)的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、 XF、 q、 R,V 均同設(shè)

12、計(jì)值，則 XD, XW 變化趨勢是：A. XD 增大， XW 減??；B. XD 減小， XW 增大C. XD 減小， XW 減?。籇. Xd增大，Xw增大；答案 : B不變，則 L , V 變化趨勢是：A. L 不變， V 減?。籆. L 不變， V 不變；B. L 增大， V 不變；D. L 減小， V 不變答案 :B.813、某精餾塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料量F 增加，但是 xF、q、 R,V 仍不變，則 xD, xW 變化趨勢是：A. xD 增大， xW 減小； B. xD 減小， xW 增大C. XD 減小， XW 減小；D. XD 增大， XW 增大；答案 ： D814

13、、某精餾塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料量F增加，但是Xf、q、R,V仍不變，則D,W變化趨勢是：A. D不變，W不變； B. D減小，W增大答案 : BC. D減小，W減?。籇. D增大，W增大;815、某二元混合物，其中 A為易揮發(fā)組分，液相組成 Xa 0.56相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，與之相平衡的汽相組成y 0.65，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2，9:（）。A. t1 t2 ；B. t1 p t2 ；C. t1 f t2 ；D. 不能判斷答案 : A.答案 : B.816、設(shè)計(jì)時(shí)，若F ,Xf , Xd , Xw ,V均為定值，將進(jìn)料熱狀態(tài)從 q 1變?yōu)閝 f 1，設(shè)計(jì)所需理論板數(shù)：（）A. 多；

14、B. 少； C. 不變； D. 判斷依據(jù)不足。817、使混合液在蒸餾釜中逐漸受熱氣化，并將不斷生成的蒸汽引入冷凝器內(nèi)冷凝，以達(dá)到混合液中各組 分得以部分分離的方法，稱為（）。答案 :CA、 精餾；B、 特殊蒸餾；C、 簡單蒸餾818、精餾操作進(jìn)料的熱狀況不同，q值就不同，汽液混合進(jìn)料時(shí)，q值為（）；飽和液體進(jìn)料時(shí)，q值）。A、Ov q < 1；B、q < O；C、q=1 ；答案 :A、C819、某精餾塔的理論塔板數(shù)為A 、 34； B 、 40；18 塊（不包塔釜）其全塔效率為，則實(shí)際板數(shù)為（C 、 9）塊。答案 ： B820、實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)由兩個(gè)（A 、 部分互溶； B 、）的揮發(fā)

15、性組分所組成的理想溶液，其氣液平衡關(guān)系服從拉烏爾定律。 完成互溶；C、 不互溶；答案 ：B三、判斷題801、（）精餾設(shè)計(jì)時(shí)，若回流比R增加，則意味產(chǎn)品D減小。8O2、（ ）恒摩爾流假定主要前提是兩組分的單位質(zhì)量的汽化潛熱相近，它只適用于理想物系。答案：X803、（）若過冷液體狀態(tài)進(jìn)料，q線方程的斜率> 00答案 : X804、（）系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度a可以表示系統(tǒng)的分離難易程度，a>1,可以分離,=1 ,不能分離，aV 1更不能分離。答案：805、（）提餾段操作線是指相鄰兩塊塔板間，下面一塊板蒸汽組成和上面一塊板液相組成之間的定量關(guān)系方程 0答案:806、（）當(dāng)精餾的目的只是為了回

16、收稀溶液中的輕組分，對餾出液濃度要求不高時(shí)，可從塔底進(jìn)料0答案 :807、（）所謂的回收塔，是指物系在低濃度下的相對揮發(fā)度很大，不用精餾段也可達(dá)到必要的餾出液濃度0答案 :808、（）對于理想二組分體系，若平均相對揮發(fā)度為 1 ，則不能用普通精餾方法分離0 答案:809、（）精餾和蒸餾的區(qū)別在于回流，主要是塔頂?shù)囊合嗷亓?答案:810、（811、（）在一定壓強(qiáng)下，純組分的泡點(diǎn)、露點(diǎn)、沸點(diǎn)均為同一個(gè)數(shù)值0答案:812、（）在壓強(qiáng)一定時(shí)，均相液體混合物具有恒定的沸點(diǎn)0答案 :* X）在連續(xù)精餾塔中，如果沒有塔底的部分汽化造成的氣相回流，則連續(xù)精餾塔不能穩(wěn)定操作0答案 :819、（820、（813、

17、（814、（）全回流時(shí)達(dá)到一定的分離要求所需的理論塔板最少0答案 : V815、（）苯甲苯精餾塔頂產(chǎn)生的蒸汽濃度為（摩爾分率），在冷凝器全部冷凝為液體時(shí), 則餾出液的濃度仍為（摩爾分率） 0答案 :816、（）用圖解法繪制的直角梯級數(shù)，即為精餾塔實(shí)際所需的層板數(shù)； （交點(diǎn)所在的直角梯級為實(shí)際的加料板位置0）兩操作線 答案: X； X817、（）恒摩爾氣化，即精餾塔內(nèi)每塊塔板的上升蒸氣摩爾流量都完全相等0答案 : X818、（）進(jìn)料為飽和蒸汽時(shí)，精餾塔內(nèi)兩段的液體下降摩爾流量相等0答案 : X）對雙組分理想混合液， 相對揮發(fā)度的大小可以判別該物系的分離難易程度0 因此， 在相同條件下，分離相對揮

18、發(fā)度大的物系，所需理論板數(shù)多0答案: X）由兩組分組成的理想溶液中，其相對揮發(fā)度可以用同溫下的兩純組分的飽和蒸氣壓的比值來表示 0答案: V）在精餾塔的操作中要將塔頂引出的蒸汽至全凝器中全部冷凝成液體，則易揮發(fā)組成在氣相中的濃度等于在液相中的濃度0答案 :V四、簡答題：801、蒸餾的目是什么？蒸餾操作的基本依據(jù)是什么？答案 : 將液體混合物加以分離，達(dá)到提純或回收有用祖墳的目的。基本依據(jù)是借混合液中各組分揮發(fā) 度的差異而達(dá)到分離目的。802、雙組分汽液兩相平衡共存時(shí)自由度為多少？2。答案：雙組分分離時(shí)平衡物系的自由度為803、分析精餾過程中回流比大小對操作費(fèi)與設(shè)備費(fèi)的影響并說明適宜回流比如何確

19、定。答案：回流比有兩個(gè)極限，全回流時(shí)，達(dá)到一定的分離程度需要的理論板層數(shù)最?。ㄔO(shè)備費(fèi)最低） 但無產(chǎn)品取出，對工業(yè)生產(chǎn)無意義；最小回流比時(shí)，需要無限多理論板層數(shù)，設(shè)備費(fèi)為無限大，隨回流比加大， NT 降為有限數(shù)，設(shè)備費(fèi)降低，但隨 R 加大，塔徑、 換熱設(shè)備等加大，且操作費(fèi)加大。操作回流比 R應(yīng)盡可能使設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)總和為最小，通常取R =（2） Rmin 。804、為什么1時(shí)不能用普通精餾方法分離混合物？答案:1表示兩組分具有相同的提濃度，相對揮發(fā)度 是指混合液中兩組分揮發(fā)度之比。當(dāng) 則無法用普通的精餾方法分離。805、為什么說回流液逐板下降和蒸汽逐板上升是實(shí)現(xiàn)精餾的必備條件？答案:在精餾過程中

20、， 每塊塔板上進(jìn)行的都是兩組分之間的物質(zhì)和能量交換， 如果沒有液體的下降和 蒸汽的上升，也就沒有了汽液兩相的接觸，將無從進(jìn)行物質(zhì)交換。同時(shí)，組分揮發(fā)度的差異造成 有利的相平衡條件，使得上升蒸汽在與自身冷凝回流液之間的接觸過程中，種組分向液相傳遞， 輕組分向氣相傳遞。因此說回流是精餾的必備條件。806、什么是理論板？默弗里板效率有何含義？答案: 理論板是一氣、液兩相皆充分混合而且傳質(zhì)與傳熱過程的阻力皆為零的理想化塔板。默弗里板效率表示離開同一塔板兩相的平均組成之間的關(guān)系，可以適應(yīng)實(shí)際板數(shù)的計(jì)算需要，表示 了實(shí)際提濃度和理論提濃度之間的關(guān)系。807、恒摩爾流假設(shè)指什么？其成立的條件是什么？答案:V

21、, L取為摩爾流量，稱之為恒摩在熱量恒算式中由于不計(jì)入液體焓差而引起的顯熱項(xiàng)誤差與潛熱項(xiàng)比較是次要的，其條件是兩組分的汽化熱相等。通常不同液體的摩爾汽化熱較為接近，因而爾流假設(shè)。808、q值的含義是什么？根據(jù)q的取值范圍，有幾種加料熱狀態(tài)?答案:q值的含義：將Ikmol原料變成飽和蒸汽所需的熱量與原料的摩爾汽化熱之間的比值關(guān)系，其在數(shù)值上等于進(jìn)料中液相所占的分率。有5種加料狀態(tài)： q 0 ,飽和蒸汽進(jìn)料；0p q P 1，氣液混合進(jìn)料；q 1，泡點(diǎn)加料q f 1，冷液進(jìn)料；q P 0 ,過熱蒸汽進(jìn)料。809、用芬克斯方程所求出的 N 是什么條件下的理論板數(shù)？答案：全回流時(shí)的理論板數(shù)。810、精

22、餾塔在一定條件下操作時(shí)，試問將加料口向上移動(dòng)兩層塔板，此時(shí)塔頂和塔底產(chǎn)品組 成將有何變化？為什么？答案 :在其它條件不變時(shí)，分離能力下當(dāng)加料板從適宜位置向上移兩層板時(shí)，精餾段理論板層數(shù)減少，降，Xd易揮發(fā)組分收率降低,Xwto811、精餾過程能否在填料塔內(nèi)進(jìn)行？答案 ： 可以812、恒沸精餾和萃取精餾的主要異同點(diǎn)是什么？答案 ：相同點(diǎn)：都是在被分離溶液中加入第三組分以改變原溶液中各組分間的相對揮發(fā)度而實(shí)現(xiàn)分離。 不同點(diǎn)：若加入的第三組分能和原溶液中的一種組分形成最低恒沸物，以新的恒沸物形式從塔 頂蒸出，為恒沸蒸餾；若加入的第三組分僅是改變各組分之間的相對揮發(fā)度，第三組分隨高沸點(diǎn) 液體從塔底排出

23、，為萃取精餾?；亓饕河娠柡鸵后w改為冷液時(shí)，塔頂產(chǎn)品組成有何變813、精餾塔在一定條件下操作，試問：化？為什么？答案:從泡點(diǎn)回流改為冷液回流時(shí)，XDto其原因是：冷液回流至塔頂時(shí)，冷凝一部分蒸氣，放出的冷凝部分中含難揮發(fā)組分較大，使氣相易揮發(fā)組分增濃。潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟取Ｍ瑫r(shí)，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，這也有利于分離。814、何謂輕關(guān)鍵組分、重關(guān)鍵組分？何謂輕組分、重組分？答案:815、為什么操作需要塔頂回流？答案:主要是為了保持塔內(nèi)下降的液流，使精餾塔保持穩(wěn)定操作。816、簡單蒸餾與精餾有什么相同和不同？答案:它們同屬蒸餾操作。簡單蒸餾是不穩(wěn)定操作，只

24、能得到一種產(chǎn)品，產(chǎn)品無需回流，產(chǎn)量小。精餾是 復(fù)雜的蒸餾，可以是連續(xù)穩(wěn)定過程，也可以是間歇過程。精餾在塔頂、底可以獲得兩種產(chǎn)品。精餾必須有回流。817、怎樣簡捷地在y-x圖上，畫出精餾段和提餾段操作線?答案：過點(diǎn)（Xd,Xd ,和點(diǎn)（0, Xd/（R 1）的連線即為精餾段操作線。Xq,yq）。過點(diǎn)（Xf,Xf）,作斜率為q/（q 1）的進(jìn)料線與精餾段操作線相交，例如相交點(diǎn)為（過點(diǎn)（Xw，Xw）和點(diǎn)（Xq,yq）的連線即為提餾段操作線。818、全回流與最小回流比的意義是什么？各有什么用處？ 一般適宜回流比為最小回流比的多 少倍？答案：全回流時(shí)，達(dá)到指定分離要求的理論板數(shù)最少。開工時(shí)為不穩(wěn)定過程，

25、為了盡快達(dá)到分離要求，采 用全回流操作，然后再慢慢減小回比，至規(guī)定回流比。最小回流比，是指達(dá)到指定分離要求的理論板數(shù)最多到無窮。是選擇適宜回流比的依據(jù)。一般適宜回 流比是最小回流比的倍。819、什么叫理論板？ 理論板、實(shí)際板、板效率的關(guān)系如何？答案：某板上升的蒸汽組成與從該板下流的液體組成達(dá)到平衡，該板即理論板。理論板數(shù)除以板效率即實(shí) 際板數(shù)。820、精餾塔進(jìn)料的熱狀況對提餾段操作線有何影響？答案：進(jìn)料的熱狀況不同， q值及的斜率也不同，故 q線與精餾段操作線的交點(diǎn)亦因進(jìn)料熱狀不同而變 動(dòng)，從而提餾段操作線的位置也就隨之而變動(dòng)。821、精餾操作中，加大回流比時(shí)，對塔頂產(chǎn)品有何影響？為什么？答案

26、：當(dāng)精餾塔的塔板數(shù)已固定，若原料的組成及其受熱狀況也一定時(shí)，則加大回流比R可以提高產(chǎn)品的濃度（因操作線改變），但由于再沸的負(fù)荷一定（即上升蒸汽V 一定），此時(shí)R加大會使塔頂 產(chǎn)量下降因V （R 1）D，而R 則D ，即降低塔的生產(chǎn)能力。822、精餾塔中精餾段的作用？答案：此段是利用回流液把上升蒸汽中難揮發(fā)組分（又叫重組分）逐步冷凝下來，同時(shí)回流液中揮發(fā) 組分（又叫輕組分）汽化出來，從而在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分。822、試說明精餾塔中提餾段的作用？答案：此段是利用上升蒸汽把液相中易揮發(fā)的組分汽化出來，同時(shí)上升蒸汽中的難揮發(fā)組分逐板冷凝 下來，從而在塔釜獲得較純的難揮發(fā)組分。823、試說明精餾操

27、作中“回流”的作用。答案：其作用：穩(wěn)定每層塔板兩相濃度，同時(shí)由于回流液的溫度低于下一層塔板上升蒸汽的溫度， 故作為下一層塔板上升蒸汽的冷凝劑使上升蒸汽中難揮發(fā)組分冷凝下來，而提高上升蒸汽中易揮發(fā) 組分的濃度，與此同時(shí)，回流液中的易揮發(fā)組分也汽化出來（得到上升蒸冷凝時(shí)放的熱量），這樣就保證了每層塔板上發(fā)生一次部分汽化和部分冷凝作用，經(jīng)過多次（多層）的部分汽化和冷凝就能 達(dá)到分離混合液的作用，故回流是保證精餾能連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行下去的必要條件之一。五、計(jì)算題：801、在常壓下將含苯60%,甲苯40%的混合液進(jìn)行平衡蒸餾，氣化率為 30%，已知物系的 相對揮發(fā)度為，試求：（1）汽、液兩相的組成；（2）若對

28、此混合液進(jìn)行簡單精餾，使殘液含量與平衡蒸餾相同，所得餾出物中苯的平均 含量為多少？餾出物占原料液的百分率為多少？（3）若將剩下的殘液繼續(xù)進(jìn)行簡單蒸餾，使總氣化率與平衡蒸餾相同，所得餾出物單獨(dú) 收集，此餾出物中苯的平均含量為多少？兩階段簡單蒸餾所得餾出物的總平均組成如 何？* 答*解：（1）根據(jù)題意，做平衡蒸餾時(shí)，殘液率。物料衡算式為：q1 0.3 0.7Xf10.7X0.7 1O.6-2.33X 2.010.7相平衡方程式為:X1(1)x2.47X1 1.47 X聯(lián)立以上求解得:0.539, y 0.743（2）按題意，在第一階段簡單蒸餾終了時(shí)，液相殘余含量X20.539。設(shè)第一階段簡單蒸餾終

29、了時(shí),殘液量為W2，則IrAX211.47,0.6 In0.539 所得餾出物占原料的百分率為：2.47X3391 0.60.312g o.732專 1 0.73226.8%-WUW2X2兒X2W/W11 W2/W1餾出物的平均組成為:0.6 0.732 0.53907671 0.732.（3）在第二階段簡單蒸餾終了時(shí)，汽化率為30%。設(shè)終了時(shí)殘液含量為 x2，則(1)lnWWX2X2ln1 X11.47ln06X2X22.47 In1 0.60.3567試差求得:X20.5297兩階段所得餾出液中苯的平均含量為y1x1 X2 W/W11 WzjWO.6 0.7 O.52790.76410.7

30、第二階段所得餾出液中苯的平均含量為:yW W2yi(W W2)y(1W2Wyi(1 WW1)WL W W2 . W!W2 W20.764(1 0.7) 0.767(1 0.732) 073890.732 0.7802、某精餾塔流程如圖所示。塔頂設(shè)置分凝器和全凝器。已知F 500kmol/h， q 1，XF0.5 （摩爾分率，下同），Xd 0,.95:Xw 0.05 V0.8 L ， Yw0.08設(shè)全塔揮發(fā)度恒定，物系符合恒摩爾流假定。 試求：（1）回流比R ；（2）離開塔頂?shù)谝粔K理論板的液LyV ,yw0分凝器全凝器D,XdW,XwVo,yo體組成X1。*，答案 *題802圖解:(1)因?yàn)閝1

31、，所以 L L F0.8L0.8(L F)V0 (R 1)D0.8(L F)0.8(R )D DD0.950.052 代入(1)式解得:XfXw0.5 0.05XD(2)由于是理論板，則離開塔頂?shù)谝粔K理論板的汽、液組成應(yīng)滿足相平衡方程，即y1(_1)y1已知離開再沸器的汽、液組成yw，Xw，由于再沸器相當(dāng)于一塊理論板，故yw,Xw也滿足相平衡關(guān)系，可求yw (1Xw )Xw (1yw )0.08(1 0.05)0.05(1 0.08)1.65804、原料組成XF0.45，進(jìn)料時(shí)為汽液混合物，汽相與液相的摩爾之比為1 : 2,塔頂當(dāng)塔頂設(shè)分凝器時(shí)，不影響精餾段操作線方程，則 yi,X0應(yīng)滿足操作

32、線方程。分凝器相當(dāng)于一塊理論板,故y。，xo滿足精餾段操作線方程，即則,XoyiXiy。廠RX0R 11)y0Xdy1(1)y1Xd(1)Xd0.9200.9281.650.9541.65 0.65 0.92805 0.9200.65 0.950.9280.887最小回流比為。說明原料液的進(jìn)料熱狀況,*答案*解：RminXdye0.95丄1.5yeXeyeXe而yeXe2.8Xe1(1)Xe11.8Xe聯(lián)立求解可得：2Xe1.404Xe0.3520解得：Xe0.327，ye 0.576Xe PXf0.40 p ye求出q值。原料液的進(jìn)料熱狀況為汽、液混合進(jìn)料。(1)由q線方程可得:0.5760

33、.327 竺q 1 q 1解得:q 0.707803、連續(xù)精餾分離雙組分理想混合液，原料液中含易揮發(fā)組分，餾出液中含易揮發(fā)組分(以 上均為摩爾分?jǐn)?shù))，溶液的平均相對揮發(fā)度為，Xd 0.95，易揮發(fā)組分回收率為，回流比R Rmin，相對揮發(fā)度 2.5，試求:（1）原料中汽相和液相組成；（2）列出提餾段操作線方程。 答案相平衡方程為：x2.5xy1(1)x1 1.5xq線方程為：qXfyxq 1 q 12/32/3 1聯(lián)立兩式求解可得：x 0.825x 0.450x 0.375,解得:y 0.6解：由題意可得q 2/3，則x 0.45 2x 1.35 2/3 1（2）由于Xf，Xd，Xw，F(xiàn)未知，

34、可利用兩點(diǎn)求直線的方法求取提餾段操作線方程，即yXwx（只要求出兩操作線的交點(diǎn)的坐標(biāo)及釜液組成 xw即可）xwXdXwRminyeyeXe少3 1.5560.6 0.3751.5 Rmin1.5 1.5562.334則精餾段操作線方程為：yXd2.334 x R 12.334 10.95 0.7x 2.334 10.285將上式與q線方程聯(lián)立求解可得:Xd0.394, y0.561由回收率和采出率的關(guān)系可得:0.95DXdFXfXFXWXdXDXWXf0.45 Xw0.95 Xw0.950.45解得:XW0.0409y 0.04090.5610.0409x 0.04090.394 0.0409

35、化簡得:y 1.473x 0.0193（摩爾分率，下同），要求塔頂產(chǎn)品4,試求：提餾段的最大L /V為最大，應(yīng)先求Rmin，求Rmin要求q線與平衡線的交點(diǎn)即在最小回流比時(shí)兩操作線的交點(diǎn)坐標(biāo)ye,Xe，而已知 q 10.20.8。805、有一分離理想二元組分溶液的精餾塔，進(jìn)料組成為 組成為，塔底產(chǎn)品組成為。若進(jìn)料的汽化率為，相對揮發(fā)度為 液汽比。* 答*解：分析，當(dāng)回流比為最小回流比時(shí)，提餾段操作線的斜率q線方程：y Lxq 1Xf廠0.8 0.28-x 1 0.8 10.84x 1.40相平衡方程:x1)x4x13x聯(lián)立求解（1）荷（2）得:Xe0.218,y 0.527最小回流比R i、m

36、inXdyeyXe0.97竺71.4340.527 0.218提餾段液汽比:L qFL qF_ RD qF W RD qF F DR qF'DR 1 (1 q)F/DXDXWXFXW0.97 0.050.28 0.05Rmin1.434及q 0.8代入（3）式得提餾段最大液汽比max皿4 o.8 4 2841.434 1 0.2 4806、一連續(xù)精餾塔分離二元理想混合液，已知精餾段第n塊塔板（實(shí)際板）的汽、液組成分 別為和，相鄰上層塔板的液相組成為，而相鄰下層塔板的汽相組成為（以上均為易揮發(fā) 組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）。塔頂為泡點(diǎn)回流，進(jìn)料為飽和液體，其組成為。相對揮發(fā)度為。若已知塔頂與塔

37、底產(chǎn)量比為2/3,試求：（1）精餾段第n板的液相默弗里板效率EmL,n ；（2）精餾段操作線方程；（3）提餾段操作線方程；（4）最小回流比；（5）若改用飽和蒸汽進(jìn) 料，操作回流比R不變，所需的塔板數(shù)為多少？* 答*液相默弗里板效率Xn 1XnXn 1 x nXnEmL, n1)yn0.77 0.700.770.6610.832.5 1.5 0.830.6610.642Xd將題目所給條件分別帶入精餾段操作線方程得到兩個(gè)方程，聯(lián)立求解可得即:0.830.780.77解得:R 2.5,0.70XdR 1XdR 1Xd0.98則精餾段操作線方程為:y 壬 X 遊 0.714X 0.282.5 12.5

38、 1(3) 要求提餾段操作線方程,須先求釜液組成 Xw及兩操作線在回流比R時(shí)的交點(diǎn)坐標(biāo) y和Xd。已知D/W 2/3XFXWXdXf0.46 Xw0.98 0.46解得:Xw0.113 qXdXf0.460.714xd 0.280.714 0.460.280.608有兩點(diǎn)求直線的方法可求得提餾段操作線方程:yXwXwyXwXdXwy 0.1130.624 0.1130.1130.46 0.113化簡得：y1.428 X0.0484(4)t qXe Xf0.46代入相平衡方程求得yeXeye1 (1)Xe丄y 0.681 1.5 0.46R i、minXd ye嗎竺1.364ye Xe0.68

39、0.46(5)飽和蒸汽進(jìn)料，回流比 R 2.0不變，達(dá)到相同的分離要求,q值越小，Rmln越大。yeXf0.46ye四0.2542.5 1.5 0.46R i 'minXdye0.98yeXe0.46 0.2542.52R 2.5 pRmin即使塔板無窮多也不能達(dá)到分離要求。807、常壓連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液，塔頂上升蒸汽組成y10.96 (易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，在分凝器內(nèi)冷凝蒸汽總量的 1/2 (摩爾量)，作為回流，余下的蒸汽在全凝 器內(nèi)全部冷凝作為塔頂產(chǎn)品。操作條件下，系全凝器統(tǒng)的相對揮發(fā)度2.4。若已知回流比為最小回流比的倍，當(dāng)飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)， 試求：（1）塔頂產(chǎn)品及

40、回流液的組成；（2）由塔頂?shù)诙永碚摪迳仙恼羝M成；（3）進(jìn)料飽和蒸汽組成。* 答*解：（1）求塔頂產(chǎn)品組成 Xd和回流液組成Xo對全凝器有，V。 D，y。 Xd。由出分凝器的汽液流量比求 R，即L0 1D 0.5V離開分凝器的汽液組成y與Xo應(yīng)滿足性平衡關(guān)系,yi0.96與Xo應(yīng)滿足精餾段操作線關(guān)系，所以:yoXdXo1(1)Xo 12.4x01.4x0(1)yi0.96XdR 1Xd2聯(lián)立求解（1）和（2）得方程:2x。 0.509x01.3710解得：X00.944代入相平衡方程解得:Xd0.976（2）求塔頂?shù)诙永碚摪迳仙钠嘟M成 y2。離開第一層理論板的液相組成為X1y1 (1

41、)y12.40.960.961.40.909由精餾段操作線方程可得:y21-X12t o.5 o.909 0.976/2 o.943（3）進(jìn)料飽和蒸汽組成Xf依題意RminR/1.20.833RminXd yeyeXe込丄0.833ye XeyeXe1 (1)Xe2.4Xe11.4Xe(4)聯(lián)立（3）和（4）可得:2ye1.611ye 0.38 0解得:ye0.587，則Xfye0.287808、用板式精餾塔在常壓下分離苯-甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱，平均相 對揮發(fā)度為。已知為飽和蒸汽進(jìn)料，進(jìn)料流量為 150kmol/h，進(jìn)料組成為（摩爾分?jǐn)?shù)）， 操作回流比為4,塔頂餾出液中苯的

42、回收率為，塔釜采出液中甲苯的回收率為，試求：（1） 塔頂餾出液及塔釜采出液的組成；（2）精餾段及提餾段操作線方程；（3）回流比與最小 回流比的比值；（4）若塔改為全回流操作，測得塔頂?shù)谝粔K板的汽相默弗里板效率為， 全凝器冷凝液組成為，求由塔頂?shù)诙K板上升的汽相組成。* 答*解：（1）有全塔物料衡算式可得:XfDXdFW XwF(1)由塔頂輕組分回收率定義可得:D XFXd(2)由塔底重組分回收率定義可得:Xf)1xw0.40.970.40.95(1 0.4)xw，解得:xwxw0.0206Xw解得:Xd(2)XFXWXdXw0.929D XF，即Xd0.4 0.0206Xd 0.02060.9

43、7 0.4Xd求精餾段及提餾段操作線方程Ry xR 1 R 1精餾段操作線方程:Xd0 9290.8x 0.18585 q 0 ,ydXf 0.4由精餾段操作線方程可得:0.40.8人 0.1858xd 0.2678由 yXwyXwxXwXdXw得y 0.0206得x 0.02060.4 0.02060.2678 0.0206將（2）和（3）代入（1）可得:XFD XFW(1 XF )XwXw1化簡得：y 1.535X 0.011 (3)求 R/Rmin q 0 ,yeXf0.4則Xeye0.4Rmin0.21252.47 1.47 0.4Xpyeye Xe0.9290.4 0.2125竺 2

44、.82R/Rmin4/2.82 1.42倍809、某二元混合液體，重組分為水。設(shè)計(jì)擬用直接蒸汽加熱方式精餾，料液以飽和蒸汽狀態(tài)加入塔的中部，塔頂設(shè)全凝器,泡點(diǎn)回流。已知：料液F 100kmol/h，Xf 0.4 (摩爾分?jǐn)?shù)，下同），設(shè)計(jì)回流比R1.5Rmin，要求塔頂Xd0.9，塔頂回收率 90%，操作條件下相對揮發(fā)度2.5。且滿足恒摩爾流假定。試求:出涉及條件下精餾段和提餾段操作線方程。* 答*（1）塔底產(chǎn)品組成；（2）分別列解：（1）釜液流量用W、塔底產(chǎn)品組成用XW ，*代表直接蒸汽加熱的情況。易揮發(fā)組分衡算:FXfV0 0DXd W Xw飽和蒸汽進(jìn)料:0,yeyFXf0.4則:qFRDX

45、wFXfDxpW電RDDXdxFxdD / FRD / FXeye(1)ye0.42.5 1.5 0.40.211Rmin二竺空2.646ye xe0.4 0.2111.5 Rmin1.5 2.646 3.969minXdD/FRD/F（2）精餾段操作線方程R Xd y x R 1 R 1提餾段操作線方程：O.4 O.9 O.40.02523.969 0.43.969 x4.9690.94.9690.799x0.181 q 0, WqF RDV V F (R 1)D FWy xV0RDX(R 1)D FRD(R 1)D F XwRD/F(R 1)D/F13.969 0.4X4.969 0.4

46、11.608X 0.041RD/FXw (R 1)D/ F 13.969 0.4 c cc” 0.0252 4.969 0.4 1810、如圖所示的精餾塔由一蒸餾釜及一塊實(shí)際板組成。料液由塔頂加入，泡點(diǎn)進(jìn)料，XF 0.20 （摩爾分?jǐn)?shù),下同），今測得塔頂易揮發(fā)組分的回收率為 80%,且Xd 0.30，系統(tǒng)相對揮發(fā)度3.0。試求：（1）殘液組成Xw ；（2）該塊塔板的液相默弗里板效率EmL* 答案 *, Xw解：（1 ）求 Xw。由回收率定義及采出率的關(guān)系得:0.8DXdXf XwFXfXd XwXdXf 0.30.2 生 0.3Xw 0.2Xw0.0857(2 )求 EmL液相默弗里板效率XfXi塔頂為全凝器,yiXd0.3Xiyi0.3XnXfXi3 2 0.30.125X1與yw符合操作關(guān)系，yw與Xw成平衡關(guān)系，則ywXw1 (1)Xw1 20.3 0.08570.08570.219泡點(diǎn)進(jìn)料，無回流的回收塔。只有提餾段,則操作線方程為:yn1LXn VwXw V泡點(diǎn)進(jìn)料，LF,全凝器V1XdXwD / FXfXw0.3進(jìn)71.8750.2 0.0857F11.875 1D0.875- Yn1.875xn0.875 0.08751.875xn 0.075XiYw 0.0751.8750.219 0.0751.8750.157XfX1E