化工原理习题第三部分蒸馏答案

第三部分 蒸馏

一、填空题

1、蒸馏是用来分离 均相液体混合物 的单元操作。

2、含乙醇12%（质量百分数）的水溶液，其乙醇的摩尔分率为 5.07% 。

3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分 挥发度 的差异而达到分离的目的。

4、进料板将精馏塔分为 精馏段 和 提馏段 。

5、理想溶液的气液相平衡关系遵循 拉乌尔定律 。

6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下，加热到某一温度，液体出现第一个气泡，此温度称为该液体在指定总压下的 泡点温度，简称泡点 。

7、在一定总压下准却气体混合物，当冷却到某一温度，产生第一个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的 露点温度，简称露点 。

8、理想溶液中各组分的挥发度等于其 饱和蒸气压 。

9、相对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏分离的 难易程度 。

10、在精馏操作中，回流比的操作上限是 全回流 。

11、在精馏操作中，回流比的操作下限是 最小回流比 。

12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数 。

13、q值越大，达到分离要求所需的理论板数 越少 。

14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为 逐渐降低 。

15、当分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中， 冷液 进料的q值最大，此时，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 。

16、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。

17、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）。

18、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 。

19、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。

20、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。

21、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 。

22、对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。 蒸馏 操作采用 改变状态参数 的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）。

23、溶液中各组分的 挥发度v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 vA=pA/xA vB=pB/xB

24、溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为 相对挥发度 。其表达式有：α=vA/vB=（pA/xA）/（pB/xB）=yAxB/yBxA

25、气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成 大于 液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度 大于 液相泡点温度。

26、精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低；

27、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，原因之一是：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、当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时，该塔板称为 理论板 。

29、精馏过程中， 再沸器 的作用是提供一定量的上升蒸汽流，冷凝器 的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。

30、在一定操作条件下，精馏段内自任意第n层板下降的液相组成xn与其相邻的下一层板（第n+1层板）上升蒸汽相组成yn+1之间的关系。在x—y坐标上为直线，斜率为R/R+1，截距为xD/R+1。

31、在一定操作条件下，提馏段内自任意第m层板下降的液相组成xm`与其相邻的下一层板（第m+1层板）上升蒸汽相组成ym+1`之间的关系。L`除与L有关外，还受 进料量和进料热状况 的影响。

32、实际操作中，加入精馏塔的原料液可能有五种热状况：（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、R=L/D=∞，操作线与对角线重合，操作线方程yn=xn-1，达到给定分离程度所需理论板层数最少为Nmin。

34、精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减少，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加，操作费用相应增加，所需塔径增大。

35、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变大。

36、精馏设计中，回流比愈大，操作能耗愈大，随着回流比逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先减小后增大的过程 。

37、理想溶液是指各组分在全浓度范围内都服从 拉乌尔定律 的溶液。

39、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度____逐渐降低______，其沸点则____逐渐升高 。

40、 已知q=1.3，则加料中液体量与总加料量的比是_______1_____。

某精馏塔设计时，若将塔釜由原来简介蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D/F,q,R，xD不变，则W/F将 变大 ，xW将 减小 ，提馏段操作线斜率将 不变 ，理论板数将 增加 。

41、某二元物系，相对挥发度a=2.5，对n,n-1两层理论塔板，在全回流条件下，已知xn=0.35，则yn-1= 0.77（塔板从上往下数），0.35（塔板从下往上数） 。

42、在进行连续精馏操作过程中，随着进料过程中轻组分组成减小，塔顶温度 逐渐升高 ，塔底釜液残液中轻组分组成 减小 。

43、操作中的精馏塔，若增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段的液气比 增大 ，塔顶馏出液组成 变大 。

44、若某精馏过程需要16块理论塔板（包括再沸器）其填料的等板高度为0.5m，则填料层有效高度为 8m 。

45、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y，温度为T，经全凝器冷凝到泡点温度t，部分回流液入塔，其组成为x，则y = x, T > t。

46、现设计一连续精馏塔，保持塔顶组成xD和轻组分回收率不变，若采用较大的回流比，则理论塔板数将 减少 ，而加热蒸汽的消耗量将 增大 ；若进料中组成变轻，则进料位置应 上移 使xD和轻组分回收率不变，若将进料物流焓增大，则理论塔板数将 增多 ，塔底再沸器热负荷将 减少 。

二、选择题

1、理想溶液的特点是：相同分子间的作用力（ B ）不同分子间作用力。

A：大于 B：等于 C：小于 D：不能确定

2、实验表明，当由两个完全互溶的挥发性组分所组成的理想溶液，其气液平衡关系服从（ C ）。

A：亨利定律 B：费克定律C：拉乌尔定律 D：牛顿粘性定律

3、双组分理想溶液的t-x-y图中，下方曲线称为（ B ）。

A：饱和蒸气线 B：饱和液体线 C：饱和蒸气压线 D：露点线

4、关于理论板理列说法错误的是（ C ）

A：理论板可作为衡量实际塔板分离效率的依据和标准。

B：离开理论板的气、液两相互成平衡。

C：实际塔板即为理论板，二者之间无区别。

D:理论板为假想板，实际并不存在。

5、关于恒摩尔流假定，下列说法中正确的是（ D ）

A ：恒摩尔流假定在任何条件下均可成立。

B ：恒摩尔气化是指精馏段上升蒸气摩尔流量与提馏段上升摩尔流量相等。

C ：恒摩尔流假定是指精馏段上升蒸气摩尔流量与下降液体摩尔流量相等。

D ：由恒摩尔流假定可知，精馏段上升蒸气和下降液体有如下关系：L1=L2=…=L，V1=V2=…=V

6、下列关于相对挥发度的说法中正确的是（ A ）

A：相对挥发度的大小，反映了溶液用蒸馏分离的难易程度。

B ：α =1的溶液称为恒沸物。

C ：α越大，溶液越容易分离。

D：α越小，溶液越容易分离。 7、关于精馏原理的叙述错误的是（ A ）

A：精馏过程是简单蒸馏的重复过程。

B：要维持精馏操作的高纯度分离，塔顶必须得设全凝器。

C：要维持精馏操作的高纯度分离，塔底必须得设再沸器。

D：有液相回流和气相回流，是精馏过程的主要特点。

8、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线（ A ）

A：提馏段操作线与q线

B：平衡线

C：平衡线与精馏段操作线

D：平衡线与q线

9、连续精馏塔的操作中若采用的回流比小于原回流比，则（ D ）

A：xD增大，xW增大 B：xD减小，xW减小

C：xD增大，xW减小 D：xD减小，xW增大

10、提馏段温控是指将灵敏板取在提馏段的某层塔板处，若灵敏板温度降低，则要使塔釜产品合格，应采取的调节手段为（ B ）

A：适当增大回流比 B：适当减小回流比

C：适当增大再沸器的加热量 D：适当减小再沸器的加热量

11、在精馏操作中当进料量大于出料量时，会引起（ A ）

A：淹塔 B：塔釜蒸干 C：漏液 D：返混

12、关于恒沸精馏和萃取精馏下列说法错误的是 （ C ）

A：这两种方法都是在被分离的混合液中加入第三组分。