化工原理習(xí)題蒸餾答案

1、第三部分蒸餾一、填空題1、 蒸餾是用來(lái)分離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)到分離的目的。4、 進(jìn)料板將精餾塔分為精餾段和提餾段。5、 理想溶液的氣液相平衡關(guān)系遵循拉烏爾定律。6 當(dāng)一定組成的液體混合物在恒這一總壓下，加熱到某一溫度，液體出現(xiàn)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、在一定總壓下準(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 理想溶液中各組分的揮發(fā)度等于其飽和蒸氣壓。9、

2、 相對(duì)揮發(fā)度的大小反映了溶液用蒸餾分離的難易程度。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)到分離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)為逐漸降低。15、當(dāng)分離要求一定，回流比一定時(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)離所需的總理論板數(shù)最少16、 精餾過(guò)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，所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備 費(fèi)的

3、總和將呈現(xiàn)先降后升的變化過(guò)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、減小），同時(shí)蒸餾釜 中所需加熱蒸汽消耗量增大（增大、減?。?，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量減?。ㄔ?大、減小），所需塔徑增大（增大、減?。?8、分離任務(wù)要求一定，當(dāng)回流比一定時(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 d ,分離所需的總理論板數(shù)最少。19、相對(duì)揮發(fā)度a=1 表示不能用普通精餾分離分離：但能用萃取精餾或恒沸精餾分離20、 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 66.7 kmol/

4、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，必須造成一個(gè)兩相物系才能將均相混合物分離。蒸餾操作采 用改變狀態(tài)參數(shù)的辦法（如加熱和冷卻）使混合物系內(nèi)部產(chǎn)生出第二個(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(lái)表示，即 VA= pA/XAVB= pB/XB24、 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：C=VA/VB= （ PA/XA） / （ PB/XB）=yAXB/yBXA25、氣液兩相呈平衡狀態(tài)時(shí)， 氣液兩相

5、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(guò)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， 原因之一是： 塔頂易揮發(fā)組分濃度高 于塔底，相應(yīng)沸點(diǎn)較低：原因之二是：存在壓降使塔底壓力高于塔頂，塔底沸點(diǎn) 較咼。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(guò)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

6、提 供塔頂液相產(chǎn)品及保證由適宜的液相回流。30、 在一定操作條件下，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、在一定操作條件下，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)的氣液混合物；

7、（4）露點(diǎn)下的飽和蒸汽； （5）溫度高于露點(diǎn)的過(guò)熱蒸汽。33、 R=L/D=x，操作線與對(duì)角線重合，操作線方程yn=xw，達(dá)到給定分離程度 所需理論板層數(shù)最少為 Nmino34、 精餾設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù)減少， 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，隨著回流比逐漸增大， 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(guò)程。37、理想溶液是指各組分在全濃度范圍內(nèi)都服

8、從拉烏爾定律的溶液。39、 簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度_逐漸降低一_，其沸點(diǎn)則 逐漸升高。40、 已知 q=1.3，則加料中液體量與總加料量的比是_1_o某精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)， 若將塔釜由原來(lái)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，貝 U 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(guò)程中，隨著進(jìn)料過(guò)程中輕組分組成減小， 塔頂

9、溫度逐 漸升高，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，貝 U 精餾段的液氣比增 大，塔頂餾出液組成變大。44、 若某精餾過(guò)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8mo45、 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 to46、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，若采用較大 的回流比，則理論塔板數(shù)將減少，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

10、流焓增大，則理 論塔板數(shù)將增多，塔底再沸器熱負(fù)荷將減少。二、選擇題1、 理想溶液的特點(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、實(shí)驗(yàn)表明， 當(dāng)由兩個(gè)完全互溶的揮發(fā)性組分所組成的理想溶液，其氣液平衡 關(guān)系服從（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、雙組分理想溶液的 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(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A :理論板可作為衡量實(shí)際塔板分離效率的依據(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，二者之間

11、無(wú)區(qū)別。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(shuō)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：LI=L2=-=L，Vi=V2=v6 下列關(guān)于相對(duì)揮發(fā)度的說(shuō)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離的難易程度。B :a=1 的溶液稱為恒沸物。C :a越大，溶液越容易分離。D:a越小，溶液越容易分離。7、關(guān)于精餾原理的敘述錯(cuò)誤的是（A）A:精餾過(guò)程是

12、簡(jiǎn)單蒸餾的重復(fù)過(guò)程。B：要維持精餾操作的高純度分離，塔頂必須得設(shè)全凝器C:要維持精餾操作的高純度分離，塔底必須得設(shè)再沸器。D:有液相回流和氣相回流，是精餾過(guò)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)精餾塔的操作中若采用的回流比小于原回流比， 貝U（ 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)采取的調(diào)節(jié)手段為（B）A

13、 :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(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A :這兩種方法都是在被分離的混合液中加入第三組分。B :這兩種方法都是分離相對(duì)揮發(fā)度a=1 的恒沸物或相對(duì)揮發(fā)度過(guò)低的混合液。C:這兩種方法在被分離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)到一定程度的分離的操 作叫（B）.A :吸收 B:精餾 C:液

14、-液萃取 D :干燥14、關(guān)于理想溶液，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（C）A :理想溶液中相同分子與相異分子間的作用力相等。B :理想溶液在混合過(guò)程中無(wú)容積效應(yīng)。C:理想溶液在混合過(guò)程中有熱效應(yīng)。D:理想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）16、全回流時(shí)，理論塔板數(shù)為（C）A : 0B:C: NminD:不能確定17、間歇蒸餾和平衡蒸餾的主要區(qū)別在于（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(guò)程，后者是不穩(wěn)態(tài)過(guò)程C:前者是不穩(wěn)態(tài)過(guò)程，后者是穩(wěn)態(tài)過(guò)程D:不能確定18、 當(dāng)增大操作壓強(qiáng)時(shí)，精餾過(guò)程中物系的相對(duì)

15、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(shuō)法中錯(cuò)誤的是（D）A :平衡曲線偏離參考線愈遠(yuǎn)，表示該溶液愈容易分離。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略。D :平衡曲線離參考線愈近，表示該溶液愈容易分離。A :增加B :減小C :不變D :不能確定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，減少塔頂餾出量 D,則塔頂易揮發(fā)組分回收率_ B_。（A）變大（B）變?。–

16、）不變（D）不確定22、操作中的精餾塔，保持 F、XF、q、D 不變，若采用的回流比 RvRmin，則XD_ B_，XW_A_ 。（A）變大（B）變?。–）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 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 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(shuō)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

17、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 ti, 與之相平衡的汽相組成 yA=0.7,相應(yīng)的露點(diǎn)為t2,則A_Ati=t2Btit2D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)量為一 _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)

18、荷恒定，若回流比減少，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 升高B 下降C 不變D 不確定29、 某二元混合物，：=3，全回流條件下 Xn=0.3,則yn-1=_B_。A 0.9B 0.3C 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 t?,則B。A ti=t2B tit2D不能判斷31、 某二元混合物，：=3,全回流條件下 Xn=0.3,則 yn-i= DA 0.9B 0.3C 0.854D0.79432、精餾的操作線是直線，主要基于以下原因 。

19、A 理論板假定B理想物系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， 分離效率降低， 且全塔壓降增加，其原因 及應(yīng)采取的措施是 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)重，應(yīng)降低負(fù)荷操作C 塔板脫落，理論板數(shù)減少，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=l

20、改為 q1,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 ）A減少B不變C增加D不確定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(shuō)法是由于 DoA.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(guò)程的操作線為直線，主要基于BoA.塔頂泡點(diǎn)回流B.恒摩爾流假定 C.理想物系 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Bo

21、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 兩組分組成的理想溶液。在120C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.0.5B.1C.2D.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_oA.yAXAB. .yA0;泡點(diǎn)進(jìn)料， q= 1;氣液混合進(jìn) 料，0vqv 1;露點(diǎn)進(jìn)料，q = 0;過(guò)熱蒸氣進(jìn)料，qv0。6、 q 值的物理意義是什么？答：q 值的物理意義：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

22、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，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X、D/F、已定時(shí)，兩種蒸氣加熱時(shí)的操作線位置相同，區(qū)別只是直接 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(zhǎng)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， 這是因?yàn)橹苯诱魵獾南♂屪饔?，需稍增加塔板層?shù)回收輕組分。由于恒定， 故，當(dāng)降

23、低時(shí)，必然增加。8、 什么是理論板？說(shuō)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(shuō)明理論板與實(shí)際塔板間的關(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)現(xiàn)靈敏板溫度升高，請(qǐng) 說(shuō)明此時(shí)會(huì)對(duì)塔頂產(chǎn)品什么影響？應(yīng)采取什么手段進(jìn)行調(diào)節(jié)？ 答：靈敏板溫度升高，則塔頂產(chǎn)品組成 xD下降，應(yīng)采取增大回流比的方法進(jìn)行 調(diào)節(jié)。11、精餾塔在一定條件下操作時(shí)， 試問(wèn)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

24、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)減少， 在其它條件 不變時(shí)，分離能力下降，xD 易揮發(fā)組分收率降低，xWT12、精餾塔在一定條件下操作， 試問(wèn)： 回流液由飽和液體改為冷液時(shí)，塔頂產(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)，xDto其原因是： 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，這也有利于分離。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。

25、14、簡(jiǎn)單蒸餾與精餾有什么相同和不同？、答：它們同屬蒸餾操作。簡(jiǎn)單蒸餾是不穩(wěn)定操作，只能得到一種產(chǎn)品，產(chǎn)品無(wú)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(guò)程，也可以是間歇過(guò)程。 精餾在塔頂、底可以獲得兩種產(chǎn)品。精餾必須有回流。15、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(wú)影響？為什么？ 答：無(wú)影響。

26、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)料量的改變對(duì)上述參數(shù)都無(wú)影響，所以對(duì)塔板數(shù)無(wú)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 定），此時(shí)R 加大會(huì)使塔頂產(chǎn)量下降因 V= （R+1） D，而 RT 則 DJ,即 降低塔的生產(chǎn)能力。19、用一般的精餾方法，能否得到無(wú)水酒精？為什么？答：用一般的精餾方法，不能得到無(wú)水酒精，因?yàn)橐掖家凰芤菏蔷哂凶畲笳?差的溶液，這種溶液在

27、t-x-y 圖上溫度出現(xiàn)最低共沸點(diǎn)，而在 y-x 圖上出現(xiàn)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(wú)改變。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(lái)， 同時(shí)回流液中揮發(fā)組分（又叫輕組分）汽化出來(lái)，從而在塔頂?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(lái)， 同時(shí)上升蒸汽中 的難揮發(fā)組分逐板冷凝下來(lái)，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% (

28、組成均以 kmol%計(jì))。試求：(1)餾出液和殘液 各多少 kmol/h。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(wèn) 回流比為多少？答： F=D+W 應(yīng)二 Dx + WxW=56.2kmoLh D=43.8kmol/h/ q=1 v=v L=V-D=132-43.8=88.2R=L/D=88.2/43.6=2.022、 用常壓連續(xù)精餾塔分離某二元理想混合物，已知相對(duì)揮發(fā)度a=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9

29、0%，塔釜為間接蒸汽加熱，試計(jì)算提餾段上升蒸汽量。答： a3，F(xiàn) 二 IDb】oLh . q=0. x =二 05 x = 0.9, n =0.9,R=2.0Rmin V=?解:q=o V =F=(R+1)D-F1.(!-( ally 05(3-2 0.5)=0.25Rniin茂 -V )/(丫)=(0.9-0.5)/(0.5-0.25)=1.6R=2.0Rmi n=2 6=3.2Dq 1% 汪 =0.9 X0.5/0.9=5kmol/hV =(3.2+1)-30=11kmol/h3、 在常壓連續(xù)精餾塔中分離理想二元混合物，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

30、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 I答：q 線方程：y=x=0.54(1)精線方程：y=L7826x+0.217x (2)提段方程：y=1.25x-0.0187=0.54 (3)式與聯(lián)立得兩操作線交點(diǎn)坐標(biāo) x=0.447將 y 二叱 4, x 二 0447 代入得 x =0.87644、 用常壓精餾塔分離雙組分理想混合物，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 X = 95%，產(chǎn)量 D = 50kmol/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 a 3。求：(1) .Rm

31、in(最 小回流比)(2).精餾段和提餾段上升蒸汽量。(3).列出該情況下的精餾段操作線方程。答：(1) .y=ax/1+(-1)x=3x/(1+2x)泡點(diǎn)進(jìn)料 q=Lx =x =0.5.yq=3X).5/(1+2 05)=1.5/2=0.75Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9Rm=4/5=0.8(2)A/-Vr-(R+l)D-(248+l)x50-L30hnol.li(3).yR/(RT)k+扎 /(R-rH，615x+03655、 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，塔頂采用全凝器，進(jìn)料位置在第二塊理論板

32、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a=4,進(jìn)料組成為 Xa0.5(摩爾分率)，回流比 Ra1 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/(4-3 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=0.7&已知某精餾塔進(jìn)料組成 xfa0.5,塔頂餾出液組成 xda0.95,平衡關(guān)系 y = 0.8x + 0.2,試求下列二種情況下的最小回流比 Rmin。

33、(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 yq=xf=0.5,由(2) Xq=(0.5-0.2)/0.8=0.375,Rmi n=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6(2)q=1,由 Xq=xf=0.5,由(2) yq=0.8X0.5+0.2=0.6Rmi n=(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,

34、要求塔頂餾出液組成XD=0.84,塔頂采用全凝 器，回流比 R = 3,在操作條件下的平衡關(guān)系為 y= 0.45x+ 0.55, 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=3X0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45 xw+0.55, xw=0.311,(2) D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol/h),W=100-16.8=83.2(kmol/h)8、分離苯和甲苯混合液，進(jìn)料組成為0.4, 餾 出 液

35、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2.4 4。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； 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：yq=2.44X.4/(1+1.44X.4)=0.62Rmin=(X yq)/(yq-x)=(0.95 0.62) / (0.62 0.4)=1.5R=1.2X.5=1.8=( 1.8/2.8) x + 0.95/2.8=0.64x + 0.34令 F=lkmol/hFx =Dx +WX0.4=0.95D+(1-D) 00

36、5解得 D=039kmol,liW 二 Q.MknwlJh/ q=1 L=L+qF=RD+F=1.8X 0.39+1=1.7kmol./hV=V=(R+1)D=2.8 0.39=1.09kmol./h y=Lx/V- W 用=1.7x71.09-0.61 0.05/1.09=1.56x-0.028y= 1.56x 0.0289、用常壓連續(xù)精餾塔分離苯-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a 2.5,操作回流比為最小回流比的 1.5 倍，塔頂采用全凝器。試求離開塔頂?shù)诙永碚摪宓恼羝?組成。Xf=0.4,XD=0.9,q

37、=0,a=2.5,R=1.5Rmi n,xq=yq/(a a1)yq)=0.4/(2.5-1.5 0.4)=0.21,Rmi n=(XD-yq)/(yq-xq)=(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)X0.783,y2=RXx(R+1)+XD/(R+1)=3.945 .783/(3.945+1)+0.9/(3.945+1)=0.80710、 某廠用一連續(xù)精餾塔在常壓下連續(xù)精餾從粗餾塔來(lái)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 50

38、0kg 而 廢液中含酒精不能超過(guò) 0.004(摩爾分率)。采用間接蒸汽加熱，操作回流比選用3.5。試求：(1)進(jìn)料量和殘液各為多少 kmol/h?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； 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 Mx-46-0.818-180.182-40.9 (kg/kmol) D=500/40.9=12.2 kmol./h代入：F=12.2+WF=35.7 kmol./hFX).282=12.2 0B18+WX0.004, W=2

39、3.5kmol/.h2)V:V=(R+1)D=(3.5+1) 12.2=54.9kmol./h3) 提餾段操作線：L=L+qFTq=0 二 L =L而 L=DR=I22700=3150kg./hL=DR=70(X3.5=2450kg./h3) 提餾段提作線方程：L =L+qF而 q=1L =2450+1289=3739kg/.h又：X 二(0.001/46) /(0.001/46+0.999/18)=0.0004 =(3739/3739- 589)x (589/3739 589) 0.0004=1.19x7.5 為 0-5或: y=1.19x 7.5X0-512、某精餾塔分離 A.B 混合液，

40、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) lOOkmol,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，塔頂采用全凝器，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=4-0.9 或 90%又由 FXF=)XD+、W可得：xw= (100X).5-50 (X9) /50=0.1 或 10%2) V;V=(R+1)D=(4+1)X0=250 k

41、mol/.h3) V : V =-F=250-100=150kmol/.h4) 提餾段操作線方程：L=L+qFTq=0/ L=L而 L-DR-5i)x4-200 Lrnol.h (即為L(zhǎng))代入方程：常叭用得：y-(200/150-(50/150)X1=L?3x，- 0.0333或 y=1.33x 0.033313、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)行分離。 要求塔釜中乙醇的含量不得超過(guò) 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km

42、ol/h ? (3)進(jìn)入塔頂全凝器的蒸汽量kg/h?(塔釜采用間接蒸汽加熱；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一件 6&9+18X0.311)=0.85代入：1000=D + W1000X).08=D Q85+W 0.001 D=93.1kg./h2)L:L=+qF=RD+qF=RD+F (vq=1)產(chǎn)品的平均分子量：Mm 二斗 6 縱 689+ 18X).311=37.3kg/.kmol D=93.1/37.3=2.496kmol/.h進(jìn)料XF二(8/46) / (8/46+ 92/18) =0.0329Vm =46y0.0329+ 18X0.9671=18.92

43、kg./kmolF=1000/18.92=52.85kmol/.h代入上式：L*=3X2.496+ 52.85=60.34kmol/.h3)V: V=(R + 1)D=(3 + 1) 93.仁 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)判斷進(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】 由精餾段操作線方程 y=-0.5x+1.5xF=0.75(2) 由(1)得到 R=3XD=0.8

44、3(3) 由 q 線方程 y=-0.5x+1.5xF得 解得 q=0.33(4) 由于 0q1,所以進(jìn)料處于氣液混合狀態(tài)。(5) 把XF=0.44 代入并聯(lián)立兩式得Xq=0.36215、在常壓旭精餾塔內(nèi)分離某理想二元混合物，已知進(jìn)料量為 100Kmol/h，其組 成為 0.55 (摩爾分率)；釜?dú)堃毫髁繛?45 Kmol/h，其組成為 0.05，進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn) 料；塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流，操作回流比為最小回流比的 1.6倍，物系的平 均相對(duì)揮發(fā)度為 2.0。(1)計(jì)算塔頂輕組分的收率；(2)求出提餾段操作線方程；(3)若從塔頂?shù)谝粔K實(shí)際板下降的液相中重組分增濃了0.02 (摩爾分率)， 求該板

45、的板效率 Emv解得【解】(1)由全塔物料衡算和輕組分物料衡算得:即解得：D=55Kmol/h，XD=0.959n泡點(diǎn)進(jìn)料，故 q=1，而且 Xq=XF=0.55因?yàn)?a=2.0,所以相平衡方程為可得：則Q=1，貝 U L =L+qF=RD+F=2.4976X 55+100=237.368kmo,hV =V+(q1)F=(R+1)D=(2.4976+1) 55=192.368kmol/h所以提餾段操作線方程為(3)已知XD-X1=0.02 和XD=0.959 可得 X1=0.939由相平衡方程可得精餾段方程為Xi=0.939 代入上式得 y2=0.9447 而 yi=xD=0.95916、在連

46、續(xù)精餾塔內(nèi)分離某二元理想溶液，已知進(jìn)料組成為0.5 (易揮發(fā)組分摩 爾分?jǐn)?shù))泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量 100kmol/h，塔頂采用分凝器和全凝器，塔頂上升蒸 汽分凝器部分冷凝后，液相作為塔頂回流液，其組成為0.9,氣相再經(jīng)全凝器冷凝，作為塔頂產(chǎn)品，其組成為 0.95。易揮發(fā)組分在塔頂?shù)幕厥章蕿?96%，離開塔 頂?shù)谝粚永碚撍宓囊合嘟M成為 0.84.試求：(1)精餾段操作線方程；(2) 操作回流比與最小回流比的比值 R/Rmin(3) 塔釜液相組成 Xw?！窘狻?1)精餾段操作線方程分凝器的氣液相組成符合平衡關(guān)系，即XD=0.0.95 與XL=0.9相平衡，相平衡方程為-解得：a =2.11與 X1=0.84 相平衡的氣相組成為y1與XL為操作關(guān)系，即y1與XL及XD數(shù)據(jù)代入上式，解得： R=1.907,y=0.656x+0.327(2