化工原理習(xí)題第三部分蒸餾答案

1、精選文檔第三部分 蒸餾一、填空題1、蒸餾是用來分別 均相液體混合物 的單元操作。2、含乙醇12%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）的水溶液，其乙醇的摩爾分率為 5.07% 。3、蒸餾操作是借助于液體混合物中各組分 揮發(fā)度 的差異而達(dá)到分別的目的。4、進(jìn)料板將精餾塔分為 精餾段 和 提餾段 。5、抱負(fù)溶液的氣液相平衡關(guān)系遵循 拉烏爾定律 。6、當(dāng)肯定組成的液體混合物在恒這一總壓下，加熱到某一溫度，液體消滅第一個(gè)氣泡，此溫度稱為該液體在指定總壓下的 泡點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱泡點(diǎn) 。7、在肯定總壓下準(zhǔn)卻氣體混合物，當(dāng)冷卻到某一溫度，產(chǎn)生第一個(gè)液滴，則此溫度稱為混合物在指定總壓下的 露點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱露點(diǎn) 。8、抱負(fù)溶液中各組分的揮發(fā)

2、度等于其 飽和蒸氣壓 。9、相對(duì)揮發(fā)度的大小反映了溶液用蒸餾分別的 難易程度 。10、在精餾操作中，回流比的操作上限是 全回流 。11、在精餾操作中，回流比的操作下限是 最小回流比 。12、表示進(jìn)料熱狀況對(duì)理論板數(shù)的影響的物理量為進(jìn)料熱狀況參數(shù) 。13、q值越大，達(dá)到分別要求所需的理論板數(shù) 越少 。14、精餾塔中溫度由下而上沿塔高的變化趨勢(shì)為 漸漸降低 。15、當(dāng)分別要求肯定，回流比肯定時(shí)，在五種進(jìn)料狀況中， 冷液 進(jìn)料的值最大，此時(shí)，提餾段操作線與平衡線之間的距離 最遠(yuǎn) ，分別所需的總理論板數(shù) 最少 。16、精餾過程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而進(jìn)行的。精餾設(shè)計(jì)中，回流比越大，所需

3、理論板越少，操作能耗 增加 ，隨著回流比的漸漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)先降后升的變化過程。17、精餾設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù) 減小 （增大、減?。?，同時(shí)蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量 增大 （增大、減?。斃淠髦欣鋮s介質(zhì)消耗量 減小 （增大、減?。?，所需塔徑 增大 （增大、減?。?8、分別任務(wù)要求肯定，當(dāng)回流比肯定時(shí)，在5種進(jìn)料狀況中, 冷液體 進(jìn)料的q值最大，提餾段操作線與平衡線之間的距離 最遠(yuǎn) , 分別所需的總理論板數(shù) 最少 。19、相對(duì)揮發(fā)度=1，表示不能用 一般精餾分別 分別，但能用 萃取精餾或恒沸精餾分別。20、某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0

4、.6，要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為 66.7 kmol/h 。21、精餾操作的依據(jù)是 混合液中各組分的揮發(fā)度差異 ，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括 塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣 。22、對(duì)于均相物系，必需造成一個(gè)兩相物系才能將均相混合物分別。 蒸餾 操作接受 轉(zhuǎn)變狀態(tài)參數(shù) 的方法（如加熱和冷卻）使混合物系內(nèi)部產(chǎn)生出其次個(gè)物相（氣相）。23、溶液中各組分的 揮發(fā)度v 可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率來表示，即 vA=pA/xA vB=pB/xB 24、溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度對(duì)難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比為 相對(duì)揮發(fā)度 。其表達(dá)式有：=vA/vB=（pA/xA）/（pB

5、/xB）=yAxB/yBxA25、氣液兩相呈平衡狀態(tài)時(shí)，氣液兩相溫度相同，但氣相組成 大于 液相組成；若氣液兩相組成相同，則氣相露點(diǎn)溫度 大于 液相泡點(diǎn)溫度。26、精餾過程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理進(jìn)行的，精餾操作的依據(jù)是混合物中各組分揮發(fā)度的差異，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底產(chǎn)生上升蒸汽。精餾塔中各級(jí)易揮發(fā)組分濃度由上至下逐級(jí)降低；27、精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，緣由之一是：塔頂易揮發(fā)組分濃度高于塔底，相應(yīng)沸點(diǎn)較低；緣由之二是：存在壓降使塔底壓力高于塔頂，塔底沸點(diǎn)較高。28、當(dāng)塔板中離開的氣相與液相之間達(dá)到相平衡時(shí)，該塔板稱為 理論板 。29、精餾過程中，

6、 再沸器 的作用是供應(yīng)肯定量的上升蒸汽流，冷凝器 的作用是供應(yīng)塔頂液相產(chǎn)品及保證由適宜的液相回流。30、在肯定操作條件下，精餾段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組成xn與其相鄰的下一層板（第n+1層板）上升蒸汽相組成yn+1之間的關(guān)系。在xy坐標(biāo)上為直線，斜率為R/R+1，截距為xD/R+1。31、在肯定操作條件下，提餾段內(nèi)自任意第m層板下降的液相組成xm與其相鄰的下一層板（第m+1層板）上升蒸汽相組成ym+1之間的關(guān)系。L除與L有關(guān)外，還受 進(jìn)料量和進(jìn)料熱狀況 的影響。32、實(shí)際操作中，加入精餾塔的原料液可能有五種熱狀況：（1）溫度低于泡點(diǎn)的冷液體；（2）泡點(diǎn)下的飽和液體；（3）溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)

7、的氣液混合物；（4）露點(diǎn)下的飽和蒸汽；（5）溫度高于露點(diǎn)的過熱蒸汽。33、R=L/D=，操作線與對(duì)角線重合，操作線方程yn=xn-1，達(dá)到給定分別程度所需理論板層數(shù)最少為Nmin。34、精餾設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù)削減，同時(shí)蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量增加，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量增加，操作費(fèi)用相應(yīng)增加，所需塔徑增大。35、精餾操作時(shí)，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不變，將塔頂泡點(diǎn)回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成xD變大。36、精餾設(shè)計(jì)中，回流比愈大，操作能耗愈大，隨著回流比漸漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn) 先減小后增大的過程 。37、抱負(fù)溶液是指各組分在全濃度范圍內(nèi)都聽從

8、拉烏爾定律 的溶液。 39、簡(jiǎn)潔蒸餾過程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度_漸漸降低_，其沸點(diǎn)則_漸漸上升 。 40、 已知q=1.3，則加料中液體量與總加料量的比是_1_。某精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，若將塔釜由原來簡(jiǎn)介蒸汽加熱改為直接蒸汽加熱，而保持xF，D/F,q,R，xD不變，則W/F將 變大 ，xW將 減小 ，提餾段操作線斜率將 不變 ，理論板數(shù)將 增加 。41、某二元物系，相對(duì)揮發(fā)度a=2.5，對(duì)n,n-1兩層理論塔板，在全回流條件下，已知xn=0.35，則yn-1= 0.77（塔板從上往下數(shù)），0.35（塔板從下往上數(shù)） 。42、在進(jìn)行連續(xù)精餾操作過程中，隨著進(jìn)料過程中輕組分組成減小，塔頂溫度 漸漸上升

9、，塔底釜液殘液中輕組分組成 減小 。43、操作中的精餾塔，若增大回流比，其他操作條件不變，則精餾段的液氣比 增大 ，塔頂餾出液組成 變大 。44、若某精餾過程需要16塊理論塔板（包括再沸器）其填料的等板高度為0.5m，則填料層有效高度為 8m 。45、某精餾塔塔頂上升蒸汽組成為y，溫度為T，經(jīng)全凝器冷凝到泡點(diǎn)溫度t，部分回流液入塔，其組成為x，則y = x, T > t。46、現(xiàn)設(shè)計(jì)一連續(xù)精餾塔，保持塔頂組成xD和輕組分回收率不變，若接受較大的回流比，則理論塔板數(shù)將 削減 ，而加熱蒸汽的消耗量將 增大 ；若進(jìn)料中組成變輕，則進(jìn)料位置應(yīng) 上移 使xD和輕組分回收率不變，若將進(jìn)料物流焓增大，

10、則理論塔板數(shù)將 增多 ，塔底再沸器熱負(fù)荷將 削減 。二、選擇題1、抱負(fù)溶液的特點(diǎn)是：相同分子間的作用力（ B ）不同分子間作用力。A：大于 B：等于 C：小于 D：不能確定 2、試驗(yàn)表明，當(dāng)由兩個(gè)完全互溶的揮發(fā)性組分所組成的抱負(fù)溶液，其氣液平衡關(guān)系聽從（ C ）。A：亨利定律 B：費(fèi)克定律C：拉烏爾定律 D：牛頓粘性定律 3、雙組分抱負(fù)溶液的t-x-y圖中，下方曲線稱為（ B ）。A：飽和蒸氣線 B：飽和液體線 C：飽和蒸氣壓線 D：露點(diǎn)線 4、關(guān)于理論板理列說法錯(cuò)誤的是（ C ）A：理論板可作為衡量實(shí)際塔板分別效率的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。B：離開理論板的氣、液兩相互成平衡。C：實(shí)際塔板即為理論板，二者

11、之間無區(qū)分。D:理論板為假想板，實(shí)際并不存在。 5、關(guān)于恒摩爾流假定，下列說法中正確的是（ D ）A ：恒摩爾流假定在任何條件下均可成立。B ：恒摩爾氣化是指精餾段上升蒸氣摩爾流量與提餾段上升摩爾流量相等。C ：恒摩爾流假定是指精餾段上升蒸氣摩爾流量與下降液體摩爾流量相等。D ：由恒摩爾流假定可知，精餾段上升蒸氣和下降液體有如下關(guān)系：L1=L2=L，V1=V2=V 6、下列關(guān)于相對(duì)揮發(fā)度的說法中正確的是（ A ）A：相對(duì)揮發(fā)度的大小，反映了溶液用蒸餾分別的難易程度。B ： =1的溶液稱為恒沸物。C ：越大，溶液越簡(jiǎn)潔分別。D：越小，溶液越簡(jiǎn)潔分別。 7、關(guān)于精餾原理的敘述錯(cuò)誤的是（ A ）A：

12、精餾過程是簡(jiǎn)潔蒸餾的重復(fù)過程。B：要維持精餾操作的高純度分別，塔頂必需得設(shè)全凝器。C：要維持精餾操作的高純度分別，塔底必需得設(shè)再沸器。D：有液相回流和氣相回流，是精餾過程的主要特點(diǎn)。 8、二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀況的變化將引起以下線（ A ）A：提餾段操作線與q線 B：平衡線 C：平衡線與精餾段操作線 D：平衡線與q線 9、連續(xù)精餾塔的操作中若接受的回流比小于原回流比，則（ D ）A：xD增大，xW增大 B：xD減小，xW減小 C：xD增大，xW減小 D：xD減小，xW增大 10、提餾段溫控是指將靈敏板取在提餾段的某層塔板處，若靈敏板溫度降低，則要使塔釜產(chǎn)品合格，應(yīng)實(shí)行的調(diào)整手段為（

13、B ）A：適當(dāng)增大回流比 B：適當(dāng)減小回流比 C：適當(dāng)增大再沸器的加熱量 D：適當(dāng)減小再沸器的加熱量 11、在精餾操作中當(dāng)進(jìn)料量大于出料量時(shí)，會(huì)引起（ A ）A：淹塔 B：塔釜蒸干 C：漏液 D：返混 12、關(guān)于恒沸精餾和萃取精餾下列說法錯(cuò)誤的是 （ C ）A：這兩種方法都是在被分別的混合液中加入第三組分。B：這兩種方法都是分別相對(duì)揮發(fā)度=1的恒沸物或相對(duì)揮發(fā)度過低的混合液。C：這兩種方法在被分別的混合液中加入第三組分后，都能形成有明顯界面的兩相。D：所選取的第三組分的熱穩(wěn)定性較好。 13、依據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)度的差異，使混合液中各組分達(dá)到肯定程度的分別的操作叫（ B ）. A：吸取 B

14、：精餾 C：液-液萃取 D：干燥 14、關(guān)于抱負(fù)溶液，下列說法中錯(cuò)誤的是（ C ）A：抱負(fù)溶液中相同分子與相異分子間的作用力相等。 B：抱負(fù)溶液在混合過程中無容積效應(yīng)。C：抱負(fù)溶液在混合過程中有熱效應(yīng)。 D：抱負(fù)溶液符合拉烏爾定律。 15、精餾操作中，若進(jìn)料組成、流量和氣化率不變，增大回流比，則精餾段操作線方程的斜率（ A ）A ：增加 B ：減小 C：不變 D：不能確定 16、全回流時(shí)，理論塔板數(shù)為（ C ）A：0 B： C：Nmin D：不能確定 17、間歇蒸餾和平衡蒸餾的主要區(qū)分在于（ C ）A：前者是一次部分氣化，后者是多次部分氣化 B：前者是穩(wěn)態(tài)過程，后者是不穩(wěn)態(tài)過程 C：前者是不穩(wěn)

15、態(tài)過程，后者是穩(wěn)態(tài)過程 D：不能確定 18、當(dāng)增大操作壓強(qiáng)時(shí)，精餾過程中物系的相對(duì)揮發(fā)度（ B ）。A：增大 B：減小 C：不變 D：不能確定 19、精餾塔的塔底溫度總是（ A ）塔頂溫度。A：高于 B：低于 C：等于 D：小于等于 20、關(guān)于x-y圖，下列說法中錯(cuò)誤的是（ D ）A：平衡曲線偏離參考線愈遠(yuǎn)，表示該溶液愈簡(jiǎn)潔分別。B：平衡曲線總是位于參考線上方C：當(dāng)總壓變化不大時(shí)，外壓對(duì)平衡曲線的影響可以忽視。D：平衡曲線離參考線愈近，表示該溶液愈簡(jiǎn)潔分別。 21、操作中的精餾塔，保持進(jìn)料量F、進(jìn)料組成xF、進(jìn)料熱狀況參數(shù)q、塔釜加熱量Q不變，削減塔頂餾出量D，則塔頂易揮發(fā)組分回收率_B_。

16、（A）變大 （B）變小 （C）不變 （D）不確定 22、操作中的精餾塔，保持F、x F、q、D不變，若接受的回流比R<Rmin，則xD_B_，xW_A_。（A） 變大 （B）變小 （C）不變 （D）不確定23、已知q=1.1，則加料中液體量與總加料量之比為 C 。A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1/24、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)恼f法是 D 。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

17、相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時(shí)發(fā)生。25、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.6，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，與之相平衡的汽相組成yA=0.7，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2，則_A_A t1=t2 B t1<t2 C t1>t2 D 不確定26、某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為_B_。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定27、精餾操作時(shí)，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不變，而將塔頂泡點(diǎn)回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成xD變化為_B_A 變小 B 變大 C 不變 D 不確定

18、28、在一二元連續(xù)精餾塔的操作中，進(jìn)料量及組成不變，再沸器熱負(fù)荷恒定，若回流比削減，則塔頂溫度 A ，塔頂?shù)头悬c(diǎn)組分濃度 B ，塔底溫度 C ，塔底低沸點(diǎn)組分濃度 A 。A 上升 B 下降 C 不變 D 不確定29、某二元混合物，a=3，全回流條件下xn=0.3，則yn-1=_B_。A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.79430、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，氣相組成為yA=0.4，相應(yīng)的露點(diǎn)組成為t2，則 B 。A t1=t2 B t1<t2 C t1>t2 D 不能推斷31、某二元混合物，a=3，全回流條件下xn=0.3，

19、則yn-1= D A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.79432、精餾的操作線是直線，主要基于以下緣由 D 。 A 理論板假定 B 抱負(fù)物系 C 塔頂泡點(diǎn)回流 D 恒摩爾流假設(shè) 33、某篩板精餾塔在操作一段時(shí)間后，分別效率降低，且全塔壓降增加，其緣由及應(yīng)實(shí)行的措施是 B 。A 塔板受腐蝕，孔徑增大，產(chǎn)生漏液，應(yīng)增加塔釜熱負(fù)荷B 篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴(yán)峻，應(yīng)降低負(fù)荷操作 C 塔板脫落，理論板數(shù)削減，應(yīng)停工檢修D(zhuǎn) 降液管折斷，氣體短路，需更換降液管 34、二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 B 。A平衡線 B 操作線與q線 C平衡線與操作線

20、D 平衡線與q線35、精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，若F, xf, xD, xW, V（塔釜上升蒸汽量）均為定值，將進(jìn)料狀況從q改為q>，則理論板數(shù)（C），塔頂冷凝器熱負(fù)荷（A），塔釜再沸器熱負(fù)荷（B）削減不變?cè)黾硬淮_定36、精餾中引入回流，下降的液相與上升的氣相發(fā)生傳質(zhì)，使上升中的易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f法是由于 D 。A.液相中易揮發(fā)的組分進(jìn)入氣相 B.氣相中難揮發(fā)的組分進(jìn)入液相C. 液相中易揮發(fā)的組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入氣相，但其中易揮發(fā)組分較多D. 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相和氣相中難揮發(fā)的組分進(jìn)入液相的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生37、精餾過程的操作線為直線，主要基于 B 。 A.塔頂泡點(diǎn)回流 B.恒摩爾

21、流假定 C.抱負(fù)物系 D.理論版假定38、二元連續(xù)精餾計(jì)算中。進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 B 。A.平衡線 B.操作線和q線 C.平衡線和操作線 D.平衡線與q線39、由A、B兩組分組成的抱負(fù)溶液。在120下兩組分的飽和蒸汽壓分別是PA=120kPa，PB=48kPa，其相對(duì)揮發(fā)度為 D 。 A.0.5 B.1 C.2 D.2.540、相對(duì)揮發(fā)度為aAB=2的雙組分混合物，當(dāng)氣相與液相達(dá)到平衡時(shí)，兩相間組成的關(guān)系是 A 。A.yA > xA B. .yA < xA C. yA = xA41、在精餾塔內(nèi)任意一塊理論塔板上，其液相的泡點(diǎn)溫度 等于 。 （高于、低于、等于）氣相的

22、露點(diǎn)溫度，其緣由是 氣、液相呈平衡 。三、推斷題1、精餾用板式塔，吸取用填料塔。 （ × ）2、恒摩爾流假定在任何條件下都成立。 （ × ）3、若以過熱蒸氣進(jìn)料時(shí)，q線方程斜率0。（ ）4、若某溶液氣液相平衡關(guān)系符合亨利定律，則說明該溶液是抱負(fù)溶液。 （ × ）5、組分A和B的相對(duì)揮發(fā)度=1的混合溶液不能用一般精餾的方法分別。（ ）6、當(dāng)分別要求和回流比肯定時(shí)，進(jìn)料的q值越大，所需總理論板數(shù)越多。（ × ）7、用圖解法求理論板數(shù)時(shí)，與下列參數(shù)有關(guān)：F、F、q、R、D、D、D。（ ）8、精餾操作時(shí)，操作流比為最小回流比時(shí)所需理論板數(shù)為無窮多。（ ）9、間歇

23、蒸餾為穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)過程。（ × ）10、在精餾操作中，減壓對(duì)組分的分別有利。 （ ）11、某連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距等于零，則精餾段操作線斜率等于1。（ ）12、全回流時(shí)，塔頂產(chǎn)品量D。（ × ）13、精餾塔的塔底溫度總是低于塔頂溫度。（ × ）14、在精餾塔內(nèi)任意一塊理論板，其氣相露點(diǎn)溫度大于液相的泡點(diǎn)溫度。（ × ）15、依據(jù)恒摩爾流假定，精餾塔內(nèi)氣、液兩相的摩爾流量一這相等。 （ × ）16、回流比相同時(shí)，塔頂回流液體的溫度越高，分別效果越好。 （ × ）17、恒沸精餾和萃取精餾均實(shí)行加入第三組分的方法得以轉(zhuǎn)變?cè)锵档?/p>

24、相對(duì)揮發(fā)度。（ ）18、板式精餾塔自下而上液體中輕組分濃度分布特點(diǎn)為逐板降低。（ × ）19、在壓強(qiáng)肯定時(shí)，均相液體混合物具有恒定的沸點(diǎn)。（ × ）20、由A.B兩組分組成的抱負(fù)溶液中，其相對(duì)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。（ ）四、簡(jiǎn)答題1、 精餾的原理是什么？答：精餾是指液體混合物經(jīng)同時(shí)多次地部分氣化和部分冷凝，最終分別成近乎純態(tài)的液體的分別過程。2、 壓強(qiáng)對(duì)相平衡關(guān)系有何影響？精餾塔的操作壓強(qiáng)增大，其他條件不變，塔頂、塔底的溫度和組成如何變化？答：肯定溫度下，總壓增大，物系中各組分的飽和蒸氣壓隨之上升，各組分揮發(fā)度差異變小。 精餾塔的操作壓強(qiáng)增大

25、，其他條件不變，塔頂、塔底的溫度將增大，塔頂組成將減小，塔底組成將增大。3、 精餾塔中氣相組成、液相組成以及溫度沿塔高如何變化？答：精餾塔氣相中輕組分濃度沿塔高漸漸增濃，液相中輕組分濃度沿塔高漸漸增濃，溫度沿塔高漸漸降低。4、 恒摩爾流假定的主要內(nèi)容是什么？簡(jiǎn)要說明其成立的條件。答：恒摩爾流假定的主要內(nèi)容是：精餾段每塊塔板上升的蒸氣摩爾流量彼此相等，下降的液體流量也各自相等；同理，提餾段亦然。即：精餾段：L1L2L3LnL； V1V2V3VnV 提餾段：L1L2L3LnL； V1V2V3VnV且LL，VV。恒摩爾流假定成立的條件：各組分的摩爾氣化焓相等；氣液接觸時(shí)因溫度不同而交換的熱量可以忽視

26、；塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽視不計(jì)。5、 進(jìn)料熱狀態(tài)有哪些？對(duì)應(yīng)的q值分別是多少？答：進(jìn)料的熱狀況有以下五種： 冷液進(jìn)料 泡點(diǎn)進(jìn)料 氣液混合進(jìn)料 露點(diǎn)進(jìn)料 過熱蒸氣進(jìn)料。 對(duì)應(yīng)的q值范圍分別為：冷液進(jìn)料，q0； 泡點(diǎn)進(jìn)料，q1； 氣液混合進(jìn)料 ，0q1；露點(diǎn)進(jìn)料 ，q0；過熱蒸氣進(jìn)料，q0。6、 q值的物理意義是什么？答：q值的物理意義：將1kmol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。7、 在進(jìn)行精餾塔的設(shè)計(jì)時(shí)，若將塔釜間接蒸氣加熱改為直接蒸氣加熱，而保持進(jìn)料組成及熱狀況、塔頂采出率、回流比及塔頂餾出液組成不變，則塔釜產(chǎn)品量和組成，

27、提餾段操作線的斜率及所需的理論板數(shù)如何變化？答：在上述條件下，塔釜產(chǎn)品量增加，組成減小，提餾段操作線斜率不變，所需的理論板數(shù)增加。分析：在D、D/F、已定時(shí)，兩種蒸氣加熱時(shí)的操作線位置相同，區(qū)分只是直接蒸氣加熱的提餾段操作線將原間接加熱的提餾段操作線延長至的軸上，其交點(diǎn)為直接蒸氣加熱時(shí)的塔底組成，故梯級(jí)線也應(yīng)同時(shí)跨越新的而略有增加，這是由于直接蒸氣的稀釋作用，需稍增加塔板層數(shù)回收輕組分。由于恒定，故，當(dāng)降低時(shí)， 必定增加。8、 什么是理論板？說明理論板與實(shí)際塔板的關(guān)系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液相組在達(dá)到平衡的塔板。理論板和實(shí)際塔板間存在如下關(guān)系： 9、 什么叫理論板？說明理論板與實(shí)際塔

28、板間的關(guān)系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液體組成達(dá)到平衡的塔板。理論板與實(shí)際塔板間存在如下關(guān)系：10、在精餾生產(chǎn)中，將靈敏板取在精餾段某層塔板處，發(fā)覺靈敏板溫度上升，請(qǐng)說明此時(shí)會(huì)對(duì)塔頂產(chǎn)品什么影響？應(yīng)實(shí)行什么手段進(jìn)行調(diào)整？答：靈敏板溫度上升，則塔頂產(chǎn)品組成xD下降，應(yīng)實(shí)行增大回流比的方法進(jìn)行調(diào)整。11、精餾塔在肯定條件下操作時(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：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)削減， 在其它條件不變時(shí)，分別力量下降，xD ，易揮發(fā)組分收率降低，xW 12、精餾塔在肯定條件下操作，試問：回流液由飽和液體改為冷液時(shí)，塔頂

29、產(chǎn)品組成有何變化？為什么？答：從泡點(diǎn)回流改為冷液回流時(shí)， xD 。其緣由是：冷液回流至塔頂時(shí)，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟?。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。同時(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，這也有利于分別。13、為什么精餾操作需要塔頂回流？答：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。14、簡(jiǎn)潔蒸餾與精餾有什么相同和不同？、答：它們同屬蒸餾操作。簡(jiǎn)潔蒸餾是不穩(wěn)定操作，只能得到一種產(chǎn)品，產(chǎn)品無需回流，產(chǎn)量小。精餾是簡(jiǎn)單的蒸餾，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。精餾必需有回流。15、

30、一套完整的精餾裝置，由由哪幾個(gè)部分構(gòu)成？答：主體是精餾塔，塔底有再沸器，塔頂有冷凝器，產(chǎn)品貯槽以及加料裝置。16、精餾塔進(jìn)料的熱狀況對(duì)提餾段操作線有何影響？答：進(jìn)料的熱狀況不同，q值及q線的斜率也不同，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)。17、精餾塔進(jìn)料量對(duì)塔板層數(shù)有無影響？為什么？答：無影響。因從圖解法求理論板數(shù)可知，影響塔板層數(shù)的主要參數(shù)是x ，x ，x，R和q。而進(jìn)料量的轉(zhuǎn)變對(duì)上述參數(shù)都無影響，所以對(duì)塔板數(shù)無影響。18、精餾操作中，加大回流比時(shí)，對(duì)塔頂產(chǎn)品有何影響？為什么？答：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肯定時(shí)，

31、則加大回流比R可以提高產(chǎn)品的濃度（因操作線轉(zhuǎn)變），但由于再沸的負(fù)荷肯定（即上升蒸汽V肯定），此時(shí)R加大會(huì)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)力量。19、用一般的精餾方法，能否得到無水酒精？為什么？答：用一般的精餾方法，不能得到無水酒精，由于乙醇一水溶液是具有最大正偏差的溶液，這種溶液在t-x-y圖上溫度消滅最低共沸點(diǎn)，而在y-x圖上消滅拐點(diǎn)，在該點(diǎn)上，氣液相組成相同，即y=x=0.894，直到蒸干為止，濃度仍無轉(zhuǎn)變。20、精餾塔中精餾段與提餾段的作用？答：精餾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

32、塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分。提餾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。四、計(jì)算題1、用連續(xù)精餾塔每小時(shí)處理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求餾出液中含苯90%，殘液中含苯 1%（組成均以kmol%計(jì)）。試求：(1)餾出液和殘液各多少kmol/h。(2)飽和液體進(jìn)料時(shí)，已估算出塔釜每小時(shí)汽化量為132kmol，問回流比為多少？答：F=D+W FxFDxDWxW W=56.2kmol/h D=43.8kmol/h q=1 v'=vL=V-D=132-43.8=88.2 R=L/D=88.2/43

33、.6=2.022、用常壓連續(xù)精餾塔分別某二元抱負(fù)混合物，已知相對(duì)揮發(fā)度=3，加料量F=10kmol/.h，飽和蒸汽進(jìn)料，進(jìn)料中易揮發(fā)組分濃度為0.5(摩爾分率，下同) ，塔頂產(chǎn)品濃度為0.9,塔頂蒸汽全凝液于泡點(diǎn)下回流，回流比R=2Rmin，易揮發(fā)組分的回收率為90%，塔釜為間接蒸汽加熱，試計(jì)算提餾段上升蒸汽量。答：3，F(xiàn)=10kmol.h, q=0, x=0.5, x0.9, =0.9, R=2.0Rmin V=?解:q=0 V=V-F=(R+1)D-Fyxxy/-(-1)y=0.5/(3-2×0.5)=0.25 Rmin=(xy）/（yx）(0.9-0.5)/(0.5-0.25)

34、=1.6 R=2.0Rmin=2×16=3.2 D= Fx/x0.9×10×0.5/0.9=5kmol/h V=(3.2+1)5-10=11kmol/h3、在常壓連續(xù)精餾塔中分別抱負(fù)二元混合物，進(jìn)料為飽和蒸汽,其中易揮發(fā)組分的含量為0.54（摩爾分率），回流比R=3.6，提餾段操作線的斜率為1.25，截距為-0.0187，求餾出液組成x答：q線方程: y=x=0.54 (1) 精線方程: y=0.7826x+0.217x(2) 提段方程: y=1.25x-0.0187=0.54 (3) 式(1)與(3)聯(lián)立得兩操作線交點(diǎn)坐標(biāo)x=0.447 將y=0.54， x=0

35、.447代入(2)得 x=0.87644、用常壓精餾塔分別雙組分抱負(fù)混合物，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量100kmol./h， 加料組成為50%,塔頂產(chǎn)品組成x95，產(chǎn)量 D50kmol/h，回流比R=2Rmin，設(shè)全塔均為理論板，以上組成均為摩爾分率。相對(duì)揮發(fā)度3。求：（1）.Rmin(最小回流比) （2）.精餾段和提餾段上升蒸汽量。 （3）.列出該狀況下的精餾段操作線方程。答：（1）.y=x/1+(-1)x=3x/(1+2x) 泡點(diǎn)進(jìn)料q=1, x=x=0.5, yq=3×0.5/(1+2×0.5)=1.5/2=0.75 Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.

36、5)=0.20/0.45=4/9 Rm=4/5=0.8（2）.V=V=(R+1)D=(2×0.8+1)×50=130kmol.h（3）.y=R/(R+1)x+x/(R+1)=0.615x+0.3655、某二元系統(tǒng)精餾塔在泡點(diǎn)下進(jìn)料，全塔共有三塊理論板及一個(gè)再沸器，塔頂接受全凝器，進(jìn)料位置在其次塊理論板上，塔頂產(chǎn)品組成x=0.9（摩爾分率），二元系統(tǒng)相對(duì)揮發(fā)度4，進(jìn)料組成為x0.5（摩爾分率），回流比R1時(shí)，求：(1) 離開第一塊板的液相組成X1為多少？(2) 進(jìn)入第一塊板的氣相組成y2為多少？(3) 兩操作線交點(diǎn)d的氣液組成？答： y1=xd=0.9, x1=0.9/(4-

37、3×0.9)=0.692, y2=1×0.692/(1+1)+0.9/2=0.796, xd=xf=0.5,yd=0.5/2+0.9/2=0.76、已知某精餾塔進(jìn)料組成xf0.5，塔頂餾出液組成xd0.95，平衡關(guān)系y0.8x0.2，試求下列二種狀況下的最小回流比Rmin。(1)飽和蒸汽加料；(2)飽和溶液加料。答：Rmin=(xd-yq)/(yq-xq) -(1) yq=0.8xq+0.2 -(2) yq=q×xq/(q-1)-xf/(q-1) -(3) q=0, 由(3) yq=xf=0.5, 由(2) xq=(0.5-0.2)/0.8=0.375, Rmin

38、=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 q=1, 由(3) xq=xf=0.5, 由(2) yq=0.8×0.5+0.2=0.6 Rmin=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.57、 由一層理論板與塔釜組成的連續(xù)精餾塔，每小時(shí)向塔釜加入含甲醇40(摩爾分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔頂餾出液組成xD=0.84，塔頂接受全凝器，回流比R3，在操作條件下的平衡關(guān)系為y0.45x0.55，求：(1)塔釜組成x；(2)每小時(shí)能獲得的餾出液量D和塔釜液W。答案 y1=xD=0.84, 0.84=0.45x1+0.55, x1=0.64, yw=3×0

39、.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69, 0.69=0.45×xw+0.55, xw=0.311, D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol/h)， W=100-16.8=83.2(kmol/h)8、分別苯和甲苯混合液，進(jìn)料組成為0.4，餾出液組成為0.95，殘液組成為0.05（以上組成均為苯的摩爾分率）。苯對(duì)甲苯的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.44。泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂冷凝器為全凝器，塔釜為間接蒸汽加熱。試求：(1)最小回流比；(2) 若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精餾段操作線方程，(3)列出提餾段操作線方程。答： yq2.44×0

40、.4/（11.44×0.4）0.62 Rmin（xyq）/（yqx） （0.950.62）/（0.620.4） 1.5 R1.2×1.51.8 y（1.8/2.8）x0.95/2.8 0.64x0.34 令 F=1kmol/h Fx=Dx+Wx 0.4=0.95D+(1-D)×0.05 解得 D=0.39kmol.h W=0.61kmol./h q=1 L'=L+qF=RD+F=1.8×0.39+1=1.7kmol./h V'=V=(R+1)D=2.8×0.39=1.09kmol./h y'=L'x'/V

41、'-Wx/V' =1.7x'/1.09-0.61×0.05/1.09=1.56x'-0.028 y1.56x0.0289、用常壓連續(xù)精餾塔分別苯甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔頂餾出液中含苯0.9（以上為摩爾分率）。進(jìn)料為飽和蒸汽，苯對(duì)甲苯的相對(duì)揮發(fā)度2.5，操作回流比為最小回流比的1.5倍，塔頂接受全凝器。試求離開塔頂其次層理論板的蒸汽組成。xf=0.4, xD=0.9, q=0, =2.5, R=1.5Rmin, xq=yq/(-(-1)yq)=0.4/(2.5-1.5×0.4)=0.21, Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(

42、0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63, R=1.5×2.63=3.945, x1=y1/(-(-1)y1=0.9/(2.5-1.5×0.9)=0.783, y2=R×x1/(R+1)+xD/(R+1) =3.945×0.783/(3.945+1)+0.9/(3.945+1)=0.807 10、某廠用一連續(xù)精餾塔在常壓下連續(xù)精餾從粗餾塔來的濃度為0.282（摩爾分率）的乙醇飽和蒸汽。要求精餾后得濃度為92%（質(zhì)量%）的酒精500kg.h,而廢液中含酒精不能超過0.004（摩爾分率）。接受間接蒸汽加熱，操作回流比選用3.5。試求：(1)進(jìn)料量和殘

43、液各為多少kmol/h? (2)塔頂進(jìn)入冷凝器的酒精蒸汽量為多少kmol/h? (3)列出該塔提餾段操作線方程；(4)列出q線方程。附：乙醇分子量46答：1）F，Wx=（92/46）/（92/46+8/18）=0.818 塔頂酒精平均分子量M=Mx=46×0.818+18×0.182=40.9（kg/kmol）D=500/40.9=12.2 kmol./h代入：F=12.2+W F=35.7 kmol./hF×0.282=12.2×0.818+W×0.004, W=23.5 kmol/.h2) V:V=(R+1)D=(3.5+1)×1

44、2.2=54.9kmol./h3）提餾段操作線：L'=L+qF q=0 L=L而 L=DR=12.2×3.5=42.7 kmol.h代入方程：=(42.7/42.723.5)x(23.5/42.723.5)×0.004=2.22x0.0049或：Ym+1=2.22Xm-0.00494)q線 y=（q/q1)x(x/q-1) q=0 y=x=0.28211、某廠用一連續(xù)精餾塔在常壓下連續(xù)精餾濃度為50%（質(zhì)量%）的稀酒液。要求獲得濃度為0.82摩爾分率的酒精700kg.h,殘液中含酒精不超過0.1%（質(zhì)量%）。接受間接蒸汽加熱，操作回流比為3.5。試求：(1)進(jìn)料和殘

45、液各為多少kg.h？(2)塔頂進(jìn)入冷凝器的酒精蒸汽量為多少kg.h？回流液量又為多少kg.h？(3)沸點(diǎn)進(jìn)料時(shí)提餾段操作線方程。附：乙醇分子量46答：1）F，W；x=（46×0.82）/(46×0.82+18×0.18)=0.92（質(zhì)量分率）代入方程：F=700+W F=1289kg/.hF×0.5=700×0.92+W×0.001, W=589kg/.h2）V，L：V=（R+1）D=4.5×700=3150kg./hL=DR=700×3.5=2450kg./h3）提餾段提作線方程：L=L+qF 而 q=1L=24

46、50+1289=3739kg/.h又：x=（0.001/46）/(0.001/46+0.999/18)=0.0004=(3739/3739589)x(589/3739589)×0.0004=1.19x7.5×10-5或：y=1.19x7.5×10-5 12、某精餾塔分別A.B混合液，以飽和蒸汽加料，加料中含A和B各為50%（mol%），處理量每小時(shí)100kmol，塔頂，塔底產(chǎn)品量每小時(shí)各為50kmol。精餾段操作線方程為：y=0.8x+0.18.間接蒸汽加熱，塔頂接受全凝器，試求：(1)塔頂，塔底產(chǎn)品液相組成；(2)全凝器中每小時(shí)蒸汽冷凝量；(3)塔釜每小時(shí)產(chǎn)生的

47、蒸汽量,(4)提餾段操作線方程答：1）xD，xW由方程y=0.8x+0.18可得：R/（R+1）=0.8,R=4xD/(R+1)=0.18,x=0.9或90%又由FxF=DxD+WxW可得：xW =（100×0.5-50×0.9）/50 =0.1或10% 2）V； V=(R+1)D=(4+1)×50=250 kmol/.h 3)V: V=V-F=250-100=150kmol/.h 4)提餾段操作線方程：L'=L+qF q=0 L'=L而L=DR=50×4=200 kmol.h (即為L'）代入方程：y'=Lx/V'

48、;Wx/V' 得：y'=(200/150)x(50/150)×0.1 =1.33x0.0333 或 y=1.33x0.033313、某酒廠用一常壓精餾塔將每小時(shí)1000kg的含乙醇8%的乙醇水溶液進(jìn)行分別。要求塔釜中乙醇的含量不得超過0.1%（以上均為質(zhì)量%），塔頂產(chǎn)品含乙醇為0.689（摩爾分率）。進(jìn)料為飽和液，回流比為3。試求： (1)塔頂產(chǎn)品量為kg./h？ (2)塔底回流至塔釜的回流液量為kmol/h？(3)進(jìn)入塔頂全凝器的蒸汽量kg/h？（塔釜接受間接蒸汽加熱；乙醇分子量為46）答：1）D：將塔頂濃度轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度：XD=(46×0.689)/(4

49、6×0.68918×0.311)=0.85代入：1000=DW1000×0.08=D×0.85w×0.001D=93.1kg./h 2)L: L=LqF=RDqF=RDF ( q=1)產(chǎn)品的平均分子量：Mm=46×0.68918×0.311=37.3kg/.kmolD=93.1/37.3=2.496kmol/.h進(jìn)料xF=（8/46）/（8/4692/18）=0.0329Mm=46×0.032918×0.9671=18.92kg./kmol F=1000/18.92=52.85kmol/.h代入上式： L*=3×2.49652.85=60.34kmol/.h3)V: V=(R1)D=(31)×93.1=372.4kg/.h14、在精餾塔中，精餾段操作線方程y=0.75x+0.2075，q線方程為y=-0.5x+1.5xF，試求：（1）回流比R （2）餾出液組成xD (3)進(jìn)料液的q值 （4）推斷進(jìn)料狀態(tài) （5）當(dāng)進(jìn)料組成xF=0.44時(shí)，精餾段操作線與提餾段操作線交點(diǎn)處xq值多少？ 【解】 (1)由精餾段操作線方程y=-0.5x+1.5xF 得 RR+1=0.75 xDR+1=0.2