化工原理精馏习题1

精 馏 习 题

一、填空

1. 简单蒸馏的主要特征是________和______。

2.当分离要求和回流比一定时， 进料的值最小，此时分离所需的理论板数 。

3. 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。

4.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 。

5. 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应 ，蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应 ，所需塔径应 ，操作费和设备费的总投资将是 的变化过程。

6. 精馏操作时，若进料的组成、流量和气化率不变，增大回流比，则精馏段操作线方程的斜率 ，提馏段操作线方程的斜率_______,塔顶组成 _______,塔底组成 _______.

7.间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于________；间歇精馏操作中，若保持回流比不变，则馏出液组成_______ ；若保持馏出液组成不变，回流比需不断________ 。

8. 某精馏操作时，加料由饱和液体改为过冷液体，且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变，则此时塔顶组成 ，塔底组成 ，回流比 ，精馏段操作线斜率L/V 。

9.精馏过程是利用 和 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越 ，所需理论板越少，操作能耗 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 的变化过程。

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

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

12.相对挥发度α=1，表示不能用 分离，但能用 分离。

13.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 。

14.精馏操作的依据是 ，实现精馏操作的必要条件包括和 。

15.负荷性能图有 条线，分别是 、 、 、和 。

二、判断

1. 精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率的平均值。 （）

2. 对于普通物系，原料组成浓度越低塔顶产品达到同样浓度所需要的最小回流比越大。 （）

3. 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。（）

4.当分离要求一定时，精馏塔内物料的循环量越大，所需的理论塔板数越多。（）

5. 在其他条件不变的情况下，降低连续精馏塔的操作压强，塔顶馏出物中易挥发组分的浓度变低。（）

6. 完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽。（）

三、选择题

1. 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。

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

2. 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的变化（ ）。

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；

3. 连续精馏塔操作中，如采用的回流比小于原回流比，则（ ）。

A．、均增加； Ｂ．减小， 增加；

Ｃ．、 均不变； Ｄ．不能正常操作

4. 以下说法中不正确的是________。

精馏段操作线方程式是描述精馏段中

(A)某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式

(B)某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式；

(C)进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式；

(D) 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。

5.连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理 论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务 所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。 （Ａ）Ｎˊ＞Ｎ； （Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ； （Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ； （Ｄ）判断依据不足。

6 已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为 。

A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1

7 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 。

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。

8 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则 

A t1=t2 B t1t2 D 不确定

4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。

A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定

5精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为

A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定

6在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 ，塔顶低沸点组分浓度 ，塔底温度 ，塔底低沸点组分浓度

。

A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定

7某二元混合物，=3，全回流条件下xn=0.3，则yn-1=。

A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794 8 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则 。

A t1=t2 B t1t2 D 不能判断

9某二元混合物，=3，全回流条件下xn=0.3，则yn-1=

A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794

10精馏的操作线是直线，主要基于以下原因 。

A 理论板假定 B 理想物系

C 塔顶泡点回流 D 恒摩尔流假设

11某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 。

A 塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷

B 筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作

C 塔板脱落，理论板数减少，应停工检修

D 降液管折断，气体短路，需更换降液管

12板式塔中操作弹性最大的是 。

A筛板塔 B 浮阀塔 C 泡罩塔

13下列命题中不正确的为 。

A上升气速过大会引起漏液 B 上升气速过大会引起液泛 C上升气速过大会使塔板效率下降 D 上升气速过大会造成过量的液沫夹带

14二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 。

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

15下列情况 不是诱发降液管液泛的原因。

A液、气负荷过大 B 过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液

四、计算题

1某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的气、液两相互成平衡。气相作产品，液相作回流，参见附图。塔顶产品组成为：全凝时为Dx，分凝时为0y。设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精馏段操作线方程。

2用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h，易挥发组分xF=0.5，泡点进料，得塔顶产品xD=0.9，塔底釜液xW=0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度α=2.25，塔顶为全凝器，求：

(1) 塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；

(2) 第一块塔板下降的液体组成x1为多少；

(3) 写出提馏段操作线数值方程；

(4) 最小回流比。

3一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气 yo

分凝器 加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：

（1） 塔顶、塔底产品组成；

（2） 全凝器中每小时冷凝蒸气量；

（3） 蒸馏釜中每小时产生蒸气量

（4） 若全塔平均α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率Eml=0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。

4在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，饱和蒸汽进料。已知进料量为150kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率），回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。试求：

（1）塔顶馏出液及塔釜采出液组成；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程；（4）回流比与最小回流比的比值；（5）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6，全凝器液相组成为0.98，求由塔顶第二块板上升的气相组成。

5在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数为多少？