精馏习题及答案.doc

精馏习题
概念题
一、填空题
1.精馏操作的依据是___________________________________。利用_____________、 _____________的方法,将各组分得以分离的过程。 实现精馏操作的必要条件____________和___________________。

2. 汽液两相呈平衡状态时，气液两相温度_____，液相组成__________汽相组成。

3.用相对挥发度a表达的气液平衡方程可写为______________。根据a的大小可用来_ __________________，若a=1，则表示_______________。

4. 某两组分物系，相对挥发度a=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n,n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知yn=0.4, yn+1=_________。全回流操作通常适用于_______________或_______________。

5.精馏和蒸馏的区别在于 _精馏必须引入回流___________________________________；平衡蒸馏和简单蒸馏主要区别在于____________________________________。

6. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是________________________________和
________________________________。

7. 在总压为101.33kPa、温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为PA°=116.9kPa、
PB°=46kPa,则相对挥发度a=______，平衡时液相组成xA=_______,汽相组成yA=______。

8. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为____________，馏出液组成为_______________。

9. 最小回流比的定义是_____适宜回流比通常取为____________Rmin。

10. 精馏塔进料可能有______ 种不同的热状况，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状态参数q值为__________________。

11. 在精馏塔设计中，若F、x F 、q D保持不变，若回流比R增大，则x D_______，x W _______，V______，L/V_____。

12. 在精馏塔设计中，若F、x F、x D、x W及R一定，进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板数NT____。精馏段上升蒸汽量V_____、下降液体量L____提馏段上升蒸汽量V′_____，下降液体量L′_____。

13. 某理想混合液, 其中一组平衡数据为x=0.823,y=0.923,此时平均相对挥发度为α=___________.
14. 某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,且塔顶产品量为100kmol.h,则馏出液组成x=_________,塔顶上升蒸气量V=_______.

15. 某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.3x-0.018, 则回流比 R=_______,馏出液组成x_______,原料组成x=____釜液组成x=_________.

16. 某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x=0.96(摩尔分率) .精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=1.8,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为 y=_______.

17. 某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成x=0.35,系统的平均相对挥发度α=2.44, 当x=0.90时,达到此分离要求的最小回流比R=____.

18. 当塔板中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___时，该塔板称理论塔板。

19. 全回流时，达到一定的分离要求所需的理论板数________；最小回流比时，所需的理论板数_________。

20. 精馏操作有五种进料状况，其中________进料时，进料位置最高；而在________进料时，进料位最低。

21. 精馏塔不正常的操作有：_______________________________________
______________________。

22. 按结构塔设备分为_______和_______。按气液接触方式分为_______和_______。

二.选择题
1. 某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1;气相组成yA为0.45，相应的露点温度为t2，则( )
A. t1＜t2 B. t1=t2 C. t1＞t2 D. 不能判断

2. 双组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系 ( )。
A. 容易 B. 困难 C. 完全 D. 不完全

3. 精馏塔的操作线是直线，其原因是 ( )。
A. 理论板假定 B. 理想物系 C.塔顶泡点回流 D 恒摩尔流假定

4. 分离两组分混合液，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出物组成xD不小于0.9，则最大馏出物量为 ( )。
A. 6.67kmol/h B. 6kmol/h, C. 9kmol/h D. 不能确定

5. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ ）。
A. yn+1 ＞yn＞ yn-1; B. yn+1 ＜yn＜ yn-1;
C. yn+1 =yn= yn-1 D. 不能确定

6. 在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（ ）。
A. 平衡线发生变化 B. 操作线与q线变化
C. 平衡线与q线变化 D. 平衡线与操作线变化

7. 操作中的精馏塔，若选用回流比小于最小回流比，则（ ）。
A.不能操作 B. x D、x W均增加
C. x D、x W不变 D. x D减小、x W增加

8. 用精馏塔完成分离任务所需要理论板数NT为8（包括再沸器），若全塔效率ET为50%，则塔内实际塔板数为（ ）。
A. 16 B.12 C. 14 D. 无法确定

9. 某连续精馏塔中，进料组成为0.35，要求馏出液组成达到0.95（以上为摩尔分率），泡点进料，系统的平均相对挥发度α=2.44，此时的最小回流比为（ ）。
A. 1.52; B. 1.66; C. 1.75

10. 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（ ）。
A. 逐渐增多； B. 逐渐减少； C. 不变

11. 精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降量L'（ ）
A. ＞L+F; B. ＜L+F C. =L+F
（注：L一精馏段液体下降量；F一进料量）

12. 全回流时，y一x图上精馏塔的操作线位置（ ）。
A. 在对角线与平衡线之间； B 与对角线重合；
C. 在对角线之下

13. 精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进科时，q值为（ ）；冷液进料时，q值（ ）。
A. 0； B. ＜0； C. 1 ； D. ＞1

14. 使混合液在蒸馏釜中逐渐受热气化，并将不断生成的蒸气引入冷凝器内冷凝，以达到混合液中各组分得以部分分离的方法，称为（ ）。
A. 精馏； B. 特殊蒸馏； C. 简单蒸馏

三.判断题
1. 精馏段操作线是指相邻两块塔板间，下面一块板蒸汽组成和上面一块板液相组成之间的定量关系方程。（ ）

2. 评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，操作弹性大，则该种结构越好。（ ）

3. 随着R的减小，精馏段操作线愈接近平衡线，达到一定的分离要求所需理论板数越少。

4. 采用大的回流比时，精馏塔所需的理论板数就少（ ）；当全回流时，则所需的理论板数应为零。（ ）

5. 进料为饱和蒸汽时，精馏塔内两段的液体下降摩尔流量相等。（ ）

6. 在精馏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。（ ）

7. 精馏设计时，若回流比R增加，并不意味产品D减小，精馏操作时也可能有类似情况；（ ）

8. 精馏过程中，蒸馏段的操作线斜率随回流比的改变而改变，（ ）平衡线也随之而改变。（ ）

9. 由A.B两组分组成的理想溶液中，其相对挥发度可以用同温下的两纯组分的饱和蒸气压的比值来表示。（ ）

10. 用图解法绘制的直角梯级数，即为精馏塔实际所需的层板数；（ ）两操作线交点所在的直角梯级为实际的加料板位置。（ ）

四、问答题
1. 试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。

2. 精馏塔在一定条件下操作时，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

3 为什么操作需要塔顶回流？

4. 简单蒸馏与精馏有什么相同和不同？

5. 怎样简捷地在y-x图上，画出精馏段和提馏段操作线？

6. 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？

7. 什么叫理论板？ 理论板、实际板、板效率的关系如何？

精馏习题 答案
概念题
一、填空题
1.混合物中各组分的挥发度的差异。多次部分汽化、多次部分冷凝； 塔顶液相回流、 塔底上升气流
2.相同、低于
3. ，判断蒸馏方法分离的难易程度；不能用普通的蒸馏方法分离该混合物

4. yn+1=0.182。精馏开工阶段，实验研究场合。

5.精馏必须引入回流；前者是连续操作定态过程，后者为间歇操作非稳态过程。

6.塔底压强高于塔顶压强，塔顶组成易挥发组分含量高。

7. 2.54，0.78，0.90

8. 2.371，0.982

9.为特定分离任务下理论板无限多时的回流比。1.1~2

10. 5，0.6

11.增加，减小，增加，增加

12. 减小，不变，不变，增加，增加。

13. 2.578
14. 0.86 500kmol.h
15. 4 0.86 0.38 0.06
16. 0.938
17. 1.52
18. 上升的汽相与下降液相之间达到相平衡时
19. 最少； 无限多
20. 冷液； 过热蒸汽
21. 液泛、严重漏液、严重液沫夹带
22. 板式塔、填料塔，微分接触式、逐级接触

二.选择题
1. 某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1;气相组成yA为0.45，相应的露点温度为t2，则( A )
A. t1＜t2 B. t1=t2 C. t1＞t2 D. 不能判断

2. 双组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系 ( B )。
A. 容易 B. 困难 C. 完全 D. 不完全

3. 精馏塔的操作线是直线，其原因是 ( D )。
A. 理论板假定 B. 理想物系 C.塔顶泡点回流 D 恒摩尔流假定

4. 分离两组分混合液，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出物组成xD不小于0.9，则最大馏出物量为 ( A )。
A. 6.67kmol/h B. 6kmol/h, C. 9kmol/h D. 不能确定

5. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ B ）。
A. yn+1 ＞yn＞ yn-1; B. yn+1 ＜yn＜ yn-1;
C. yn+1 =yn= yn-1 D. 不能确定

6. 在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（ B ）。
A. 平衡线发生变化 B. 操作线与q线变化
C. 平衡线与q线变化 D. 平衡线与操作线变化

7. 操作中的精馏塔，若选用回流比小于最小回流比，则（ D ）。
A.不能操作 B. x D、x W均增加
C. x D、x W不变 D. x D减小、x W增加

8. 用精馏塔完成分离任务所需要理论板数NT为8（包括再沸器），若全塔效率ET为50%，则塔内实际塔板数为（ C ）。
A. 16 B.12 C. 14 D. 无法确定

9. 某连续精馏塔中，进料组成为0.35，要求馏出液组成达到0.95（以上为摩尔分率），泡点进料，系统的平均相对挥发度α=2.44，此时的最小回流比为（ C ）。
A. 1.52; B. 1.66; C. 1.75

10. 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（ A ）。
A. 逐渐增多； B. 逐渐减少； C. 不变

11. 精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降量L'（ A ）
A. ＞L+F; B. ＜L+F C. =L+F
（注：L一精馏段液体下降量；F一进料量）

12. 全回流时，y一x图上精馏塔的操作线位置（ B ）。
A. 在对角线与平衡线之间； B. 与对角线重合；
C. 在对角线之下
13. 精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进科时，q值为（ C ）；冷液进料时，q值（ D ）。
A. 0； B. ＜0； C. 1 ； D. ＞1

14. 使混合液在蒸馏釜中逐渐受热气化，并将不断生成的蒸气引入冷凝器内冷凝，以达到混合液中各组分得以部分分离的方法，称为（ C ）。
A. 精馏； B. 特殊蒸馏； C. 简单蒸馏

三.判断题
1. 精馏段操作线是指相邻两块塔板间，下面一块板蒸汽组成和上面一块板液相组成之间的定量关系方程。（ √ ）

2. 评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，操作弹性大，则该种结构越好。（ √ ）

3. 随着R的减小，精馏段操作线愈接近平衡线，达到一定的分离要求所需理论板数越少。（ × ）

4. 采用大的回流比时，精馏塔所需的理论板数就少（ √ ）；当全回流时，则所需的理论板数应为零。（ × ）

5. 进料为饱和蒸汽时，精馏塔内两段的液体下降摩尔流量相等。（ × ）

6. 在精馏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。（ √ ）

7. 精馏设计时，若回流比R增加，并不意味产品D减小，精馏操作时也可能有类似情况；（ √ ）

8. 精馏过程中，蒸馏段的操作线斜率随回流比的改变而改变，（ √ ）平衡线也随之而改变。（ × ）

9. 由A.B两组分组成的理想溶液中，其相对挥发度可以用同温下的两纯组分的饱和蒸气压的比值来表示。（ √ ）

10. 用图解法绘制的直角梯级数，即为精馏塔实际所需的层板数；（ × ）两操作线交点所在的直角梯级为实际的加料板位置。（ × ）

四、问答题
1. 试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。
回流比有两个极限，全回流时，达到一定的分离程度需要的理论板层数最小（设备费最低），但无产品取出，对工业生产无意义；最小回流比时，需要无限多理论板层数，设备费为无限大，随回流比加大， ＮT 降为有限数，设备费降低，但随R加大，塔径、 换热设备等加大，且操作费加大。操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R＝（1.1～2）Rm i n 。

2. 精馏塔在一定条件下操作时，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？
当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少， 在其它条件不变时，分离能力下降，xD ↓，易挥发组分收率降低，xW ↑。

3 为什么操作需要塔顶回流？
主要是为了保持塔内下降的液流，使精馏塔保持稳定操作。

4. 简单蒸馏与精馏有什么相同和不同？
它们同属蒸馏操作。简单蒸馏是不稳定操作，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小。精馏是复杂的蒸馏，可以是连续稳定过程，也可以是间歇过程。精馏在塔顶、底可以获得两种产品。精馏必须有回流。

5. 怎样简捷地在y-x图上，画出精馏段和提馏段操作线？
过点（xD，xD）和点（O，xD/（R＋1））的连线即为精馏段操作线。
过点（xF，xF），作斜率为q/（q-1）的进料线与精馏段操作线相交，例如相交点为（xq,xq）。
过点（xw,xw)和点（xq,xq）的连线即为提馏段操作线。

6. 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般适宜回流比为最小回流比的多少倍？
全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回比，至规定回流比。
最小回流比，是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷。是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流比的1.1～2.0倍。

7. 什么叫理论板？ 理论板、实际板、板效率的关系如何？
某板上升的蒸汽组成与从该板下流的液体组成达到平衡，该板即理论板。理论板数除以板效率即实际板数。

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