精馏练习题
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精馏习题一填空与选择1. 直接水蒸汽加热的精馏塔适用于__________的情况。
与_______回流相对应的理论塔板数最少。
在塔顶为全凝器的连续精馏塔中,完成一定分离任务需N块理论板。
如按下图设计,在相同操作条件下,完成相同的分离任务,则所需理论板数为______。
答:难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低;全;N-12. 水蒸汽蒸馏的先决条件是料液与水____________。
这样可以__________体系的沸点。
在回流比不变的情况下,为了提高塔顶产品浓度,可以__________回流液温度。
向连续精馏塔加料可能有___种不同的热状况。
当进料为气液混合物且气液摩尔比为2比3时,则进料热状况参数q值为____。
答:不互溶;降低;降低;五种;q=3/5=0.6 。
3. 设计二元理想溶液精馏塔时,若F,XF ,XD ,XW 不变,则随原料中液相分率的增加其最小回流比________。
在相同回流比下,总理论板数____;精馏段理论板数____;塔顶冷凝器热负荷______;塔釜热负荷_____。
答:下降;下降;下降;不变;上升。
4. ①理想溶液的特点是同分子之间的作用力____异分子之间的作用力,形成的溶液___容积效应和热效应。
②精馏塔设计时,当回流比加大时,所需要的理论板数_______,同时蒸馏釜中所需要的加热蒸汽消耗量____,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量____,所需塔径______。
答:①等于,无;②减少,增加,增加,增大。
5. 简单蒸馏的主要特点是①__________;②___________。
简单蒸馏操作时易挥发组分的物料衡算式是_________________。
答:①不稳定操作;②R=0;wx=(w-dw)(x-dx)+ydw6. 精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度,其原因之一_______________; 原因之二_________________。
精馏设计中,回流比越___,所需理论板数越少,操作能耗____。
练 习 一1、精馏过程是利用 ________ 和 ________ 的原理进行完成的。
多次部分气化;多次部分冷凝 2、简单蒸馏的主要特征是________和______。
不稳定操作或过程不连续;无回流 3、若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有:①所得馏出物平均浓度______; ②所得残液浓度______; ③馏出物总量______。
①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度; ②两种情况的残液浓度相同;③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
4、精馏操作的依据是 ______ 。
精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。
混合液中各组分的挥发度的差异;自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流5、若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1,液相泡点温度为t2; 塔底某理论板上气相露点温度为t3,液相露点温度为t4。
请将4个温度间关系用 > 、= 、< 符号顺序排列如下_____。
4321t t t t =<= 6、当增大操作压强时,精馏过程中物系的相对挥发度________,塔顶温度________ ,塔釜温度________。
减小;增加;增加7、气化率相同时,平衡蒸馏的闪蒸罐内压强越低分离效果越好。
( )答案:√练 习 二1、用图解法求理论塔板时,在 α、F x 、D x 、w x 、q 、R 、F 及操作压力p 等参数中, ________ 与解无关。
进料流率2、当增大操作压强时,精馏过程中物系的相对挥发度 ________ ,塔顶温度 ________,塔釜温度 ________ 。
减小;增加;增加3、 某二元理想物系的相对挥发度为2.5,全回流操作时, 已知塔内某块理论板的气相组成为0.625,则下层塔板的 气相组成为 ________ 。
答案:0.44、连续精馏操作时,操作压力越大,对分离越 ________ ,若进料气液比为1:4(摩尔)时,则进料热状况参数q 为 ________ 。
精馏一、填空题:801、精馏塔分离某二元物系,当操作压强降低,系统的相对挥发度α ,溶液的泡点 ,塔顶蒸汽冷凝温度 (增大、减小、不变)答案:增大,减小,减小802、精馏分离某二元组分混合液(,,F F x q ),要求塔顶D x ,轻组分回收率η。
设计时,若加大回流比R ,则精馏段液气比 ,提馏段液气比 ,所需理论板数T N ,塔顶产品量D ,塔釜W x ,塔顶冷凝量C Q ,塔釜加热量R Q ,若R 太大,过程的调节余地将 (增大、减小、不变)。
答案:增大,减小,减小,不变,不变,增大,增大,减小803、精馏塔设计时,已知,,,F D W F x x x ,进料热状态0.5q =时,所需塔板数为T N 。
试判断下列参数变化并定性绘出操作线的变化:(1)保持回流比不变,将进料状态由0.5q =改为1q =,则塔釜加热量R Q ,塔顶冷凝量C Q ,所需塔板数T N 。
答案:增大,不变,减小(2)保持塔釜加热量不变,将进料状态由0.5q =改为1q =,则塔顶冷凝量C Q ,所需塔板数T N 。
答案:减小,增大(3)保持回流比不变,将进料状态由0.5q =改为0q =,则塔釜加热量R Q ,塔顶冷凝量C Q ,所需塔板数T N 。
答案:减小,不变,增大804、某精馏塔设计中,若将塔釜间接蒸汽改为直接蒸汽加热,而F 、D 、F 、D x 、q 、R 不变,则W , W x , L V '' , T N (增大、减小、不变)。
答案:增大,减小,不变,增大805、精馏塔设计时,若塔顶采用全凝器,所需理论板数为1T N ,采用分凝器,所需理论板2T N ,则1T N 2T N (<,=,>)****答案****:>806、某精馏塔的实际回流比小于设计时的最小回流比,其结果如何? 。
答案:完不成分离任务807、一精馏塔维持其他条件不变而增大回流比R ,则精馏段液气比L V ,提馏段的液气比L V '' ,D x ,W x (变大,变小,不变,不确定)。
精馏习题课一、填空题1. 在理想溶液t-x-y图中的气液共存区内,成平衡的气液两相的温度,但气相组成液相组成,当气液两相组成相同时,则气相露点温度液相泡点温度。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 离开理论板时,气液两相达到状态,即两相相等,互成平衡。
6. 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∞。
7. 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。
8. 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。
9. 在操作的精馏塔中,第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2;则它们的大小顺序为()。
10.精馏塔分离某二元物系,当操作压强降低,系统的相对挥发度α(),溶液的泡点(),塔顶蒸汽冷凝温度()。
11.精馏塔设计时,已知F,X F,X D,X W,进料热状态q=0.5时,所需理论板数N T。
试判断下列参数变化(1)保持回流比不变,将进料状态由q=0.5改为q=1,则塔釜加热量Q R(),塔顶冷凝量Q c(),所需理论板数N T()。
(2)保持塔釜加热量不变,将进料状态由q=0.5改为q=1,则塔顶冷凝量Qc(),所需理论板数N T()12.某精馏塔设计中,若将塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而X F、D、F、X D、q、R不变,则W()X W(),L’/V’( ),N T( )。
13.一连续精馏塔操作中,维持其他条件不变而增大回流比R,则精馏段液气比L/V ( ),提馏段液气比L’/V’( ),X D(),X W()。
填空:1、 精馏操作的 目的是 _________________________________________ ,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是。
对于存在恒沸物或相对挥发度等於 1的液体混合物需用 精馏方法分离,其基本原理都 是 。
2、 描述任一精馏过程的数学方程有 __________________ . __________________ . __________________________________________ ,在 ______________________ 和 ________________________ 假定的条件下,以上方程构成的方程组可见化为 ________________________ 和 ______________________ 方程构成的方程组。
3、 在精馏塔的设计中,最小回流比是指 ______________________________________________________ 时的回流比.若增大回流比,则 精馏段L/V _______ ,提馏段L/V __________ ,完成同样分离要求所需的塔板数减少 ,但它是以 __________________________ 的增加为 代价的回流比的调节是通过 _____________________________________ 实现的。
4、 进料热状态参数 q 的物理意义是 __________________________________________ ,对于饱和液体其值等于 ______________ ,饱和蒸汽q 等于 ________________ 。
5、 用直角梯级法(图解法)求解理论板数的前提条件是 ____________________________________________ ,该前提的主要条件是6、 板效率是对 _____________ 假定的修正,对于分凝器或再沸器,单板效率等于 ______________ 。
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 _______________________________ 表达的气液平衡方程可写为。
根据 的大小,可用来 ___________________ ,若 =1,则表示 ________________ 。
4. 某两组分物系,相对挥发度 =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 y n=0.4, y n+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85C 下,苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为 P A °116.9kPa 、P B °=46kPa, 则相对挥发度 = _______ ,平衡时液相组成 x A = _________ ,汽相组成 y A = _______ 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 ________________ 。
一.选择题1.蒸馏是利用各组分()不同的特性实现分离的目的。
CA溶解度; B 等规度; C 挥发度; D 调和度。
2.在二元混合液中,沸点低的组分称为()组分。
CA可挥发; B 不挥发; C 易挥发; D 难挥发。
3.()是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
AA液相回流; B 进料; C 侧线抽出; D 产品提纯。
4.在()中溶液部分气化而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA冷凝器; B 蒸发器; C 再沸器; D 换热器。
5.再沸器的作用是提供一定量的()流。
DA上升物料; B 上升组分; C 上升产品; D 上升蒸气。
6.冷凝器的作用是提供()产品及保证有适宜的液相回流。
BA塔顶气相; B 塔顶液相; C 塔底气相; D 塔底液相。
7.冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的()回流。
B A气相; B 液相; C 固相; D 混合相。
8.在精馏塔中,原料液进入的那层板称为()。
CA浮阀板; B 喷射板; C 加料板; D 分离板。
9.在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为()。
B A精馏段; B 提馏段; C 进料段; D 混合段。
10.某二元混合物,进料量为100 kmol/h ,x F = 0.6 ,要求塔顶 x D不小于 0.9 ,则塔顶最大产量为()。
( 则 W=0)BA 60 kmol/h;B 66.7 kmol/h;C 90 kmol/h;D 100 kmol/h。
11.精馏分离某二元混合物,规定分离要求为xD、xw。
如进料分别为xF1、xF 2时,其相应的最小回流比分别为Rmin 1、Rmin 2。
当xF1xF 2时,则()。
AA.Rmin 1Rmin 2;B.Rmin 1Rmin 2;C.Rmin 1Rmin 2;D.Rmin的大小无法确定12.精馏的操作线为直线,主要是因为()。
D A.理论板假定; C.理想物系;B.塔顶泡点回流; D.恒摩尔流假定13.某二元混合物,其中 A 为易挥发组分。
精馏填空:1、精馏操作的目的是________________________________,某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是_________________________。
对于存在恒沸物或相对挥发度等於1的液体混合物需用________精馏方法分离,其基本原理都是___________________________________________。
2、描述任一精馏过程的数学方程有________________._________________._______________________________________,在___________________和________________________假定的条件下,以上方程构成的方程组可见化为____________________和_____________________方程构成的方程组。
3、在精馏塔的设计中,最小回流比是指________________________________________________时的回流比.若增大回流比,则精馏段L/V_______,提馏段L/V_________,完成同样分离要求所需的塔板数减少,但它是以______________________的增加为代价的回流比的调节是通过__________________________________实现的。
4、进料热状态参数q 的物理意义是______________________________________,对于饱和液体其值等于_____________,饱和蒸汽q 等于______________。
5、用直角梯级法(图解法)求解理论板数的前提条件是________________________________,该前提的主要条件是____________________________________________________。
6、板效率是对______________假定的修正,对于分凝器或再沸器,单板效率等于____________。
7、对于一投产的精馏塔,保持D/F,进料状态q 不变,若增大回流比R,则塔顶流出液组成x D _______,塔釜流出液组成x W ____________.x D 的最大值是在_______________________条件下求出的,与塔的分离能力无关,受_________________的约束。
8、“精馏操作的依据是混合液各组分间的沸点差异”一语错在何处?正确地表示应为:( )。
答:依据是混合物各组分的挥发性差异,以上说法只使用于理想物系.。
9、理想溶液的特点是同分子之间的作用力与异分子之间的作用力( ),形成的溶液( )容积效应和热效应。
答:相同 无10、已知甲醇(A)—水(B)混合液在75。
0℃时的纯分蒸汽压数据和y-x数据为:p0A=149.6kpa,p0B=38.5Kpa;x=0.4, y=0.729,则相对挥发度α=( )。
(浙大97)答:4.0311、塔顶上升蒸汽量中含有A ,B ,C 三个组分,其中A 组分含量为30%(摩尔)。
将蒸汽全部冷凝,冷凝液分上下两层,上层供回流,下层作产品,如图所示。
两层组成如下:上层:A :45% B :10% C : 45%。
下层:A :3% B :90% C : 7%则:(1)回流比R=( )(2)塔顶上升蒸汽中B 含量=( )。
答:(1)1.8 (2)38.5%12、某二元混合液中含易挥发组分,x A =0.5(摩尔分率),经平衡蒸馏(闪蒸)后得到汽量:液量=1:1,相对挥发03.4271.04.06.0729.0//=⨯⨯==B B A A x y x y α度为2,则闪蒸后气相中易挥发组成为(),液相中难挥发组成为()答:x=0.59,y=0.5913、(1)简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是()(2)某双组分混合液分别用简单蒸馏与平衡蒸馏两种方法分离,若料液的组成、进料量、操作压力和最终釜液温度都相同,则釜液浓度XW简()XW平,馏出液平均浓度XD简()XD平,馏出液总量WD简()WD平.(<,=,>).答:(1)馏出液组成是否随时间变化,有无回流。
(2) = > <14、简单蒸馏的主要特点是:列出简单蒸馏操作时易挥发组分的物料衡算式:(清华96)答:略15、精馏塔设计中,回流比越( ),所需理论板数越少,操作能耗越( )。
但随着回流比的增大,操作费和设备费的总和将()。
答:大多存在一最小值16、精馏塔设计时,若将塔釜由原来的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持F, x f, D/F,q, R, x D不变,则提馏段操作线斜率(),理论板数(),釜残液量(),釜残液组成()答:不变增多增大减小1、在设计连续操作精馏塔时,如保持x f, D/F, R, x D一定,进料热状况和选用的操作气速也一定,则增大进料量将使塔径(),而所需的理论板数()。
答:增大一定17、在设计连续操作精馏塔时,欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的回收率ηD不变,试定性判断分别改变下列操作参数(其它参数不变)时所需的理论板数将如何变化:(1)加大回流比R,N T()(2)提高操作压强P,N T()(3)提高加料温度 t f,N T()(4)增加生产能力 30%(仍能正常工作),N T()。
答:减小增大增大不变18、连续精馏操作时,若减少塔釜加热蒸汽量,而保持馏出液量D和进料状况(F, x f,q )不变时,则L/V(),L‘/V’(),x D(),x w().答:减小增大下降上升 (加热量减小,回流比减小,则L/V减小,L’/V’增大,x D减小,x w上升)19、精馏操作时,若F,x f, q,加料板位置,D,R不变,而使操作压力减小,则 x D, (),x w ()。
答:增大减小20、操作中的精馏塔,保持F, x f,q, D不变,若采用的回流比R<R min,则有:x D( ),x w( ).’答:下降上升21、精馏塔操作时,若提馏段上升蒸汽量V‘增加,而回流量和进料状态(F, x f, q)仍保持不变,则R(), x D (),x W(),L’/V’()。
答:减小,下降,下降,减小 (V’增大,V将增大,由 V=L+D得 R减小, D/F则增大, x D下降,L’不变,则L’/V’减小)22、操作中的精馏塔,若进料组成x f上升至x f’,在同一回流比R下,馏出液组成x D和釜液组成x w将如何变化?欲保持x w不变,可采用何种措施?(华化95)答: 进料组成上升时,提馏段操作线将向对角线方向靠近,完成同样分离任务需板数应减小,x D将增大,x w变化趋势取决于x f 及x D的变化大小及D/F是否变化。
23、精馏操作时,若加料位置从原来的最佳加料板下移两块,其它条件不变,则x D ()x w()。
(浙大97) 答增大上升24、操作中的精馏塔,若保持F, x f,q, V’不变,减小D,则有x D(),塔顶易挥发组分回收率()。
答:增大下降25、操作中的精馏塔,若F,x f ,q , R’ 不变,增加塔釜排液量W,则 x D (),L/V(), L’/V’ (),x w ()。
答:增大,不变,增大,增大(因为W/F 增大,D/F减小, x D上升,L/V不变, L’/V’增大,x w增大)26、在精馏操作中,若进料组成,馏出液组成与釜液组成均不变,在气液混合进料中,液相分率(q )增加,则最小回流比R min()。
(天大97)答:减小(对平衡线正常者)27、对于二元物系正常的平衡曲线,当馏出液组成为0。
9 ,进料组成为0。
4(均为摩尔分率),相对挥发度α=2时,若饱和液体进料最小回流比Rmin=(),饱和蒸汽进料 Rmin=()。
(天大95)答:1.9 3.328、某连续精馏塔,若精馏段操作线方程的截距为零,则回流比等于(),操作线斜率等于()(清华97)答:无穷大 129、芬斯克方程应用条件是:若 x w=0.01,当 x D=0.9时得 Nminx D=0.99 时得N’min ,则N’min/N min=()答:1.3530、在两组分混合物分离时,间歇精馏适用于()场合,萃取精馏适用于(),水蒸汽蒸馏适用于()场合。
(石油97)答:小批量生产;分离相对挥发度较小的物系;分离沸点较高的不含水有机溶液,加入水蒸汽降低沸点。
31、水蒸汽直接加热的精馏塔适用于()情况,水蒸汽蒸馏适用于()情况。
(清华95)答:分离水为难挥发组分的溶液分离沸点较高的不含水有机溶液二、选择题1.已知蒸馏塔顶第一层理论板上的液相泡点温度为t1,与之平衡的气相露点温度为t2,而该塔低某理论板上的液相泡点温度为t3,与之平衡的气相露点温度为t4,则这四个温度的大小顺序是()A t1>t2>t3>t4B t1<t2<t3<t4C t1=t2>t3=t4D t1=t2<t3=t4答:D2.某二元混合物,A为易挥发组分,恒压下液相组成x A=0.62,相应的泡点温度为t1;与之平衡的气相组成y A=0.71,相应的露点温度为t2.两组分的相对挥发度为α,,则有(). (石油97)A t1<t2,α=1.5B t1>t2,=1.145C t1<t2,α=1.145D t1=t2,α=1.5答:D3.精馏过程中的操作线为直线,主要基于()(浙大98)A塔顶泡点回流B恒摩尔流假定C理想物系D理论板假定答:B4.精馏塔设计时,若F, x f, x D, x W, V’(塔釜上升蒸汽量)均为定值,将进料状况从q=1改为q>1,则理论板数(),塔顶冷凝器热负荷(),塔釜再沸器热负荷()A减少B不变C增加D不确定(浙大96)答:C; A; B。
因为L‘将增加,L‘/V‘增加。
由V=V‘+(1-q)F知, V将减小, L也减小, R减小,L/V减小,理论板数将增多。
5.一操作中的精馏塔,若保持F, x f,q, V’ (塔釜上升蒸汽量)不变,而增大回流比R,则有( )A x D增大,x w增大B x D增大,x w下降C x D增大,x w不变D x D下降,x w下降答:B6.某精馏塔,进料量为100 Kmol/h , x f =0.6 ,要求塔顶 x D 不小于0.9,则塔顶最大产量为()(塔高不受限制)。
A 60B 66.7C 90D 不能确定答:B7.在常压下苯的沸点为80.1℃,环己烷的沸点为80.73℃,为使这两组分的混合液能得到分离,可采用下列那种分离方法()(浙大95)A恒沸精馏 B 普通精馏 C萃取精馏 D水蒸汽直接加热精馏答:C。