蒸馏习题及答案概要

蒸馏习题一、填空1精馏过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。

精馏设计中，回流比越 大 ，所需理论板越少，操作能耗 增加 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先降后升 的变化过程。

2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 减小 （增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 减小 （增大、减小），所需塔径 增大 （增大、减小）。

3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中, 冷液体 进料的q 值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离 最远 , 分离所需的总理论板数 最少 。

4相对挥发度α=1，表示不能用 普通精馏分离 分离，但能用 萃取精馏或恒沸精馏分离 分离。

5某二元混合物，进料量为100kmol/h ，x F =0.6，要求得到塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。

6精馏操作的依据是 混合液中各组分的挥发度差异 ，实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸气 。

7负荷性能图有 五 条线，分别是 液相上限线 、 液相上限线 、 雾沫夹带线 、 漏液线 和 液泛线 。

8写出相对挥发度的几种表达式 α=B A v v /=BB A A x p x p //=BA B A x x y y //=o B o A p p /。

二、选择1 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 C 。

A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12 精馏中引入回流，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 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必定同时发生。

3 某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.6，相应的泡点为t 1，与之相平衡的汽相组成y A =0.7，相应的露点为t 2，则⎽⎽⎽A ⎽⎽⎽A t 1=t 2B t 1<t 2C t 1>t 2D 不确定4某二元混合物，进料量为100kmol/h ，x F =0.6，要求得到塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为⎽⎽⎽B ⎽⎽⎽。

第三部分蒸馏一、填空题1、均相液体混合物2、 5.07%3、挥发度。

4、精馏段和提馏段5、拉乌尔定律6、泡点温度，简称泡点7、露点温度，简称露点8、饱和蒸气压9、难易程度 10、全回流 11、最小回流比 12、进料热状况参数 13、越少14、逐渐降低 15. 冷液, 最远 , 最少 16、部分冷凝和部分汽化增加 17. 1333.3 18. 沸点, 易.19、普通精馏分离，萃取精馏或恒沸精馏分离20. 液相，提高 21. 单效蒸发和多效蒸发 22、蒸馏 , 改变状态参数 23、挥发度v v A=p A/x A v B=p B/x B24、相对挥发度。

：α=v A/v B=（p A/x A）/（p B/x B）=y A x B/y B x A25、平衡 , 大于；相同，大于 26、多次部分汽化和多次部分冷凝, 混合物中各组分挥发度的差异，塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽 ,由上至下逐级降低；27、低于,塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是：存在压降使塔底压力高于塔顶，塔底沸点较高。

28、理论板 29、再沸器，冷凝器 30、R/R+1， x/R+1。

31、D进料量和进料热状况 32、（1）温度低于泡点的冷液体；（2）泡点下的饱和液体；（3）温度介于泡点和露点的气液混合物；（4）露点下的饱和蒸汽；（5）温度高于露点的过热蒸汽。

33、最少为N。

34、减少，增加，增加，增加，增大。

min变大。

36、愈大，先减小后增大的过程。

37、拉乌尔定律。

38、35、xD逐渐降低，逐渐升高。

39. 1 40. 变大，减小，不变，增加 41、0.77（塔板从上往下数），0.35（塔板从下往上数）。

42、逐渐升高，减小 43、增大，变大。

44、 8m 。

45、y = x, T > t。

46、减少，增大；上移，增多，减少。

47. 增加，增加。

48. 蒸馏 ; 泡点。

49. 饱和液体线。

50. 66.7 kmol/h 。

1、蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的。

2、在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

3、当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。

4、双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示不能用分离。

物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。

5、工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。

而是精馏与普通蒸馏的本质区别。

6、精馏塔的作用是。

7、在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。

8、离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，互成平衡。

9、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。

10、精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。

11、精馏塔有进料热状况，其中以进料q值最大，进料温度泡点温度。

12、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于 ，馏出液流量等于 ，操作线方程为13、对于不同的进料热状况，x q 、y q 与x F 的关系为（1）冷液进料：x q x F ，y q x F ；（2）饱和液体进料：x q x F ，y q x F ；（3）气液混合物进料：x q x F ，y q x F f ；（4）饱和蒸汽进料：x q x F ，y q x F ；（5）过热蒸汽进料：x q x F ，y q x F ；14、精馏操作时，增大回流比R ，其他操作条件不变，则精馏段液气比VL （ ），馏出液组成x D ( )，釜残液组成x W ( ).A 增加B 不变C 不确定D 减小15、精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数N T （ ），提馏段下降液体流量L /（ ）。

第五章蒸馏一、名词解释：1、蒸馏：利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。

2、拉乌尔定律：当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。

3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。

4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之比。

5、精馏：是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

6、理论板：气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。

7、采出率：产品流量与原料液流量之比。

8、操作关系：在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。

9、回流比：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。

10、最小回流比：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。

11、全塔效率：在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。

12、单板效率：是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。

二、填空题：1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。

相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。

离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________________________________________________的场合。

难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。

降低，升高5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。

《化工原理》蒸馏单元习题检测及答案一、简答题。

（5*5=25分）1.蒸馏的定义。

利用物系中各组分挥发性不同，通过加热和冷凝造成气液两相物系，实现分离的目的2.拉乌尔定律公式及理想溶液的定义。

若溶液在全部浓度范围内，都符合拉乌尔定律，则称为“理想溶液”。

3.气液平衡相图的“两条线”和“三个区域”是什么。

泡点线、露点线，气相区、液相区、气液共存区。

4.写出精馏段和提馏段操作线方程、q 线方程，并解释q 点含义。

1111n n D R y x x R R +=+++W m m x W L W x W L L y ---=+'''111---=q x x q q y F 5.请简述塔板数的计算方法。

逐板计算法、图解法 二、选择题。

（5*5=25分）1.精馏过程设计时，增大操作压强，则相对挥发度_____B___，塔顶温度______A__，塔釜温度____A____。

A 增加B 减少C 不变D 无法确定2.精馏中引入回流，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__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必定同时发生。

3.二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化__B______。

A平衡线 B 操作线与q线C平衡线与操作线 D 平衡线与q线三、是非题。

（5*2=10分）1.精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异。

（对）2.最小回流比条件下，理论板数目最少。

（错）四、计算题。

（10+15+15分）1.苯-甲苯混合溶液含苯0.4，在1atm下，加热到100℃，求此时气液两相的量比与组成。

注：苯（A）和甲苯（B）满足安妥因方程（p单位为mmHg，T单位为℃）：2.某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液，其精馏段和提馏段的操作线方程分别为：y=0.63x+0.361；y=1.805x-0.00966。

化工原理《蒸馏》习题及答案1.单位换算（1） 乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894，其质量分数为多少？ （2） 苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，其摩尔分数为多少？大气中O 2含量为0.21， N 2含量为0.79（均为体积分率），试求在标准大气压下， O 2和N 2 的分压为多少？ O 2和N 2 的质量分数为多少？ 解：（1）质量分数 956.0106.018894.046894.046=⨯+⨯⨯=+=B B A A A A A x M x M x M a（2）摩尔分数（苯分子量：78；甲苯分子量：92）239.09279.07821.07821.0=+=+=BBAAA AA M a M a M a x （3）79.0121.0=-==⋅=O N O O P P y P P767.0233.011233.079.02821.03221.032=-=-==⨯+⨯⨯=+=O N N N O O O O O a a x M x M x M a2．正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa 和64.5kPa 。

试计算混合液由正庚烷0.4和正辛烷0.6（均为摩尔分数）组成时，在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸气组成。

（此溶液为理想溶液） 解：409.0591.011591.07.9456kPa 7.947.3856kPa 7.386.05.64kPa 564.0140=-=-=====+=+==⨯=⋅==⨯=⋅=A B A A B A B O B B A O A A y y P P y P P P x P P x P P3．试计算压力为101.3kPa 时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。

已知96℃时， p A o =160.52kPa ，p B o =65.66kPa 。

解：液相苯的分率：376.066.6552.16066.653.101=--=--=OBO A O B A P P P P x气相苯的分率：596.03.101376.052.160=⨯=⋅=P x P y A OAA4．在101.3 kPa 时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：试求：（1）在压力101.3 kPa 下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？（2）在压力101.3 kPa 下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？ （3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？ 解：t-x-y 图0.00.20.40.60.81.095100105110115120125oC习题4附图由t -x -y 图可知（1）泡点为114℃，平衡蒸汽的组成为0.54（摩尔分数）；（2）溶液处于汽液混合状态，液相组成为0.24（摩尔分数），气相组成为0.42（摩尔分数）； （3）溶液加热到119℃时全部汽化为饱和蒸汽。

第一章 蒸馏1．已知：5.0=F x ，p ＝99kpa ，求泡点温度？解：设t ＝92℃，查例1-1附表有：kpa p A 58.1430=，kpa p B 72.570= 则：48.072.5758.14372.5799000=--=--=B A B p p p p x 4．已知6.0=F x ，V/F ＝1/3，求x 、y ？解：（1）平衡蒸馏：783.0,509.0549.046.0==⇒⎪⎭⎪⎬⎫+=+=+=y x x y Wx Vy Fx WV F F（2）简单蒸馏：783.0,509.0549.0,46.0)1()1(ln 11ln 2121==⇒⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫==+-+--=-=+=y x b m b x m b x m m W F Wx Fx y D W V F5. 解：根据全塔物料衡算（质量分数表示）：WD F Wx Dx Fx W D F +=+= 其中：F =4000，x F =0.3，x W =0.05，88.0%100=⨯=F D D Fx Dx η 带入上式得：0.12×4000×0.3=0.05W得：W=2880kg/h因此：D=4000-2880=1120kg/h943.011203.0400088.0=⨯⨯===D Fx D Dx x F D D D η 下面用摩尔分数表示：974.0154/057.076/943.076/943.0=+=D x h kmol D /31.14)154057.076973.0(1120=+⨯= 8．解：精馏段操作线：y=0.723x+0.263,因为精馏段操作线和对角线交点为（x D ,x D ）,则： 95.0263.0723.0=⇒⎩⎨⎧=+=D x x y x y 又：61.2723.01=⇒=+R R R 由于提馏段操作线和对角线交点为（x W ，x W ），则：0748.00187.025.1=⇒⎩⎨⎧=-=w x x y x y 精馏段操作线和提馏段操作线交点为（x q ，y q ）：65.00187.025.1263.0723.0=⇒⎩⎨⎧-=+=q y x y x y 露点进料：x F ＝y q ＝0.6511.解：对理想混合液，有：3/2)1(1111min min =⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+=---=--=+q x x y q x x q q y x x y x R R q q q F q q qD q D αα 12．已知：x F ＝0.5，泡点进料：q ＝1，分凝器相当于一层理论板，假设为第0层理论板，离开分凝器的气液两相处于相平衡状态，则：x 0＝0.88，y 0＝x D ＝0.95，Dx D /Fx F ＝96％，x 1＝0.79求：（1）R ，Rmin （2）若D ＝100kmol/h ，则F ＝？解：（1）计算R ： 由于离开分凝器的气液两相处于相平衡，则：ααα⇒⎪⎩⎪⎨⎧==-+=95.0,88.0)1(100000y x x x y 又对第一层塔板：⎪⎩⎪⎨⎧1111179.0)1(1y x x x y ⇒⎪⎩⎪⎨⎧=-+=αα 根据精馏段操作线方程：R R x R x y D ⇒+++=1101 计算R min ：对泡点进料：x q ＝x F ＝0.5q qq q y x x y ⇒-+=)1(1αα min min min 1R x x y x R R qD q D ⇒--=+ (2)计算F ：根据：Dx D /Fx F ＝96％，其中D ＝100kmol/h ，x D ＝0.95，x F ＝0.5即可得到F15．解：根据相平衡曲线图1-1（p6），对两组分混合物，温度和组成之间是一一对应的关系。

1.蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。

答案:均相液体混合物，挥发性差异，造成气液两相系统（每空1分，共3分）2.在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

答案: 相等，大于，杠杆规则（每空1分，共3分）3.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。

答案:大于（每空1分）4.双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。

物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。

答案:易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离远离（每空1分，共4分）5.工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。

而是精馏与普通精馏的本质区别。

答案:多次部分气化，多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分）6.精馏塔的作用是。

答案:提供气液接触进行传热和传质的场所。

（2分）7.在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为________，其作用是。

答案:精馏段（1分）提浓上升蒸汽中易挥发组分（2分）提馏段提浓下降液体中难挥发组分（2分）（共6分）8.离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，____互成平衡。

答案: 平衡温度组成（每空1分，共3分）9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。

答案: 塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）10.精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R=时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。

答案:R=DL∞ 全回流 R min （每空1分，共4分） 11. 精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q 值最大，进料温度____泡点温度。

答案: 五种 冷液体 小于（每空1分，共3分）12. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于____，馏出液流量等于 ，操作线方程为 。