化工原理-第九章-液體精餾資料

1、化工原理 - 第九章 - 液體精餾（一）測(cè)試一一選擇題1 蒸餾是利用各組分（）不同的特性實(shí)現(xiàn)分離的目的。C溶解度； B 等規(guī)度； C 揮發(fā)度； D 調(diào)和度。2在二元混合液中，沸點(diǎn)低的組分稱為（）組分。C可揮發(fā)； B 不揮發(fā)； C 易揮發(fā)； D 難揮發(fā)。3（）是保證精餾過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條件之一。A液相回流； B 進(jìn)料； C 側(cè)線抽出； D 產(chǎn)品提純。4在（）中溶液部分氣化而產(chǎn)生上升蒸氣，是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少條件。C冷凝器； B 蒸發(fā)器； C 再沸器； D 換熱器。5再沸器的作用是提供一定量的（）流。D上升物料； B 上升組分； C 上升產(chǎn)品； D 上升蒸氣。6冷凝器的

2、作用是提供（）產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流。B塔頂氣相； B 塔頂液相； C 塔底氣相； D 塔底液相。7冷凝器的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適宜的（）回流。B氣相； B 液相； C 固相； D 混合相。8在精餾塔中，原料液進(jìn)入的那層板稱為（）。C浮閥板； B 噴射板； C 加料板； D 分離板。9在精餾塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）稱為（）。B精餾段； B 提餾段； C 進(jìn)料段； D 混合段。10某二元混合物，進(jìn)料量為100 kmol/h， xF = 0.6 ，要求塔頂xD 不小于 0.9 ，則塔頂最大產(chǎn)量為（）。(則W=0)BA 60 kmol/h； B 66.7 kmol/h；C

3、90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。11精餾分離某二元混合物，規(guī)定分離要求為xD 、 xw 。如進(jìn)料分別為最小回流比分別為Rmin 1 、 Rmin 2 。當(dāng) xF1xF 2 時(shí)，則 （）。A Rmin 1Rmin 2 ；B Rmin 1Rmin 2 ；C Rmin 1Rmin 2 ；D Rmin 的大小無(wú)法確定12 精餾的操作線為直線，主要是因?yàn)椋ǎ?。DA理論板假定；C.理想物系；B塔頂泡點(diǎn)回流；D.恒摩爾流假定xF 1 、 xF 2 時(shí)，其相應(yīng)的A113 某二元混合物，其中A 為易揮發(fā)組分。液相組成xA0.5 時(shí)相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1 ，氣相組成yA0.3 時(shí)相應(yīng)的露點(diǎn)為t 2

4、， 則（）DA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2 ；D無(wú)法判斷14 某二元混合物，其中A 為易揮發(fā)組分。液相組成xA0.5 時(shí)泡點(diǎn)為 t1 ，與之相平衡的氣相組成 y A0.75 時(shí)，相應(yīng)的露點(diǎn)為t 2 ，則 （）。AA t1t2 ；B t1t2 ；C t1t2； D 不能判斷15 操作中連續(xù)精餾塔，如采用的回流比小于原回流比，則（）。BA xD 、 xW均增加； xD減小， xW 增加；xxW均不變；不能正常操作 D、16 某真空操作精餾塔，在真空度降低后，若保持F 、 D 、 xF 、 q 、 R 及加料位置不變，則塔頂產(chǎn)品組成xD 變化為（）。AA. 變小；B變大；C. 不變；D

5、不確定；17 精餾操作時(shí)， 若在 F 、 xF 、q 、 R 不變的條件下， 將塔頂產(chǎn)品量 D 增加，其結(jié)果是（）。CA xD 下降， xW上升；B xD 下降， xW不變；C xD 下降， xW亦下降；D無(wú)法判斷；分析：當(dāng) D 增加時(shí)， xD 必然減小， 但因回流比R 不變， 只有 V 和 L 同時(shí)增加， 即 V 和 L 同F(xiàn)RLD時(shí)增加， 以 q1為例，從提餾段操作線斜率看 V R1LNT，當(dāng) D 增大后，V變小，而不變，故有 xW減小。18二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀況的變化將引起以下線的變化（）。AA提餾段操作線與q 線；平衡線；C平衡線與精餾段操作線；D. 平衡線與 q 線；19

6、某精餾塔精餾段和提餾段的理論板數(shù)分別為N1 和 N 2 ，若只增加提餾段理論板數(shù)，而精餾段理論板數(shù)不變，當(dāng) F 、 xF 、 q 、 R 、 V 等條件不變時(shí)，則有（）。BA xW 減小， xD 增加；B xW 減小， xD 不變；C xW 減小， xD 減??；D xW 減小， xD 無(wú)法判斷20下列哪些判斷正確（）。B，C，DA上升氣速過(guò)大引起漏液；B. 上升氣速過(guò)大造成過(guò)量霧沫夾帶；C.上升氣速過(guò)大引起液泛；D.上升氣速過(guò)大造成大量氣泡夾帶；上升氣速過(guò)大使板效率降低21當(dāng)氣體量一定時(shí)，下列判斷哪些正確（）。C， D， EA液體量過(guò)大引起漏液；C.液體量過(guò)大引起氣泡夾帶；B液體量過(guò)大引起霧沫

7、夾帶；D.液體量過(guò)大引起液泛；液體量過(guò)大使板效率降低222精餾操作中適宜回流比應(yīng)取最大回流比和最小回流比的平均值通過(guò)經(jīng)濟(jì)衡算來(lái)決定按最小回流比決定23、某二元連續(xù)精流塔，第三塊塔板下降液體濃度為0.4（摩爾分率，下同） ，第二塊塔板下降液體濃度為 0.45，若相對(duì)揮發(fā)度為2.5，全回流操作，則第三塊塔板的氣相單板效率為。AA.22.5% ；B 32.7%； C.44.1% ；D 107.6% ；二、填空題1溶液被加熱到鼓起第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度稱為溫度。泡點(diǎn)2氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時(shí)的溫度稱為溫度。露點(diǎn)3精餾過(guò)程是利用和的原理進(jìn)行完成的。多次部分氣化；多次部分冷凝4最小回流比是指。塔板

8、數(shù)為無(wú)窮多時(shí)的回流比的極限值5當(dāng)分離要求和回流比一定時(shí)，進(jìn)料的 q 值最小，此時(shí)分離所需的理論板數(shù)。過(guò)熱蒸氣；最多6對(duì)于二元理想溶液,若輕組分含量越高, 則泡點(diǎn)溫度。越低7對(duì)于二元理想溶液,相對(duì)揮發(fā)度 大 ,說(shuō)明該物系。容易分離8對(duì)于二元理想溶液, x-y圖上的平衡曲線離對(duì)角線越近, 說(shuō)明該物系。不容易分離9完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂和塔底。液相回流，上升蒸氣10精餾操作中，再沸器相當(dāng)于一塊板。理論板11用逐板計(jì)算法求理論板層數(shù)時(shí)，用一次方程就計(jì)算出一層理論板。相平衡12精餾操作中，當(dāng)q = 0.6時(shí) ,表示進(jìn)料中的含量為60%。液相13若原料組成、料液量、操作壓力和最終溫度都相同，

9、二元理想溶液的簡(jiǎn)單蒸餾 和平衡蒸餾相比較的結(jié)果有：所得餾出物平均濃度_； 所得殘液濃度 _; 餾出物總量_ 。簡(jiǎn)單蒸餾的餾出物平均濃度大于平衡蒸餾的餾出物平均濃度；兩種情況的殘液濃度相同；平衡蒸餾的餾出物總量大于簡(jiǎn)單蒸餾的餾出物總量。14某精餾塔操作時(shí)，若保持進(jìn)料流率及組成、進(jìn)料熱狀況和塔頂蒸氣量不變，增加回流比，則此時(shí)塔頂產(chǎn)品組成xD，塔底產(chǎn)品組成xW，塔頂產(chǎn)品流率，精餾段液氣比。增加；減少；減少；增加分析：由 V(R1)D ，當(dāng) V 不變時(shí)， R 增加， D 必須減少。在理論板數(shù)不變時(shí)，回流LR比的增加平均傳質(zhì)推動(dòng)力加大，必會(huì)使產(chǎn)品分離程度提高。當(dāng)R 增加時(shí)，液氣比V R1 必然也增大。1

10、5某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)是：原料為 F 、 xF ，分離要求為 xD 、 xW 。設(shè)計(jì)時(shí)若選定回流比R 不變，加料狀況由原來(lái)的氣液混合改為過(guò)冷液體加料，則所需的理論板數(shù)NT，精餾3段和提餾段的氣液相流量的變化趨勢(shì)V， L， V ，L 。若加料熱狀況不變，將回流比增大，理論塔板數(shù)NT。減少；不變；不變；增加；增加；減少q 越大，平均傳質(zhì)推動(dòng)分析：在進(jìn)料組成、流率、回流比和產(chǎn)品的分離要求一定時(shí)，進(jìn)料的力越大，所需理論板數(shù)越少。由全塔物料平衡知，當(dāng)xxxW一定時(shí)，塔頂產(chǎn)品流F、 F、D 、率 D 和塔底產(chǎn)品流率W 也一定。則由V( R1) D 知 V 不變，同理LRD 也不變。由VV(1q)F 知當(dāng) V

11、 、 F 不變時(shí)， q 值越大， V 越大。而由 LV W 可知，V越大，L也越大。16用圖解法求理論塔板時(shí)，在、 xF 、 xD 、 xW 、 q 、 R 、 F 和操作壓力p 諸參數(shù)中，與解無(wú)關(guān)。進(jìn)料流率 F17 當(dāng)增大操作壓強(qiáng)時(shí)，精餾過(guò)程中物系的相對(duì)揮發(fā)度，塔頂溫度，塔釜溫度。減??；增加；增加分析：同一物系，總壓越高，物系中各組分的沸點(diǎn)及混合物的泡點(diǎn)越高。物系中各組分的飽和蒸氣壓亦隨總壓升高而升高，由于輕組分的飽和蒸氣壓上升的速率低于重組分的飽和蒸氣壓上升的速率，故各組分的揮發(fā)度差異變小。18精餾塔結(jié)構(gòu)不變, 操作時(shí)若保持進(jìn)料的組成、流率、 熱狀況及塔頂流率一定, 只減少塔釜的熱負(fù)荷 ,

12、 則塔頂 xD _, 塔底 xW _, 提餾段操作線斜率_。減少；增大；增大分析：塔釜熱負(fù)荷減少意味著蒸發(fā)量減少，當(dāng) D 不變時(shí)， V 的減少導(dǎo)致L 減少，即回流比 RR減小，故精餾段操作線斜率 R 1 減小，提餾段操作線斜率增加。塔板數(shù)不變時(shí)，兩段操作線斜率的改變只能使 xD 減小和 xW 增大。19精餾塔的塔底溫度總是_塔頂溫度，其原因一是_,二是 _。高于；由于塔頂輕組分濃度高于塔底的，相應(yīng)的泡點(diǎn)較低；由于塔內(nèi)壓降使塔底壓力高于塔頂，因而塔底的泡點(diǎn)較高20將板式塔中泡罩塔、浮閥塔、篩板塔相比較,操作彈性最大的是_, 造價(jià)最昂貴的是_ ，單板壓降最小的是_. 。浮閥塔 ;泡罩塔 ; 篩板塔

13、21.板式塔塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)有_種 ,它們是 _。板式塔不正常操作現(xiàn)象常見(jiàn)的有 _，它們是 _。3 種；鼓泡接觸狀態(tài)，泡沫接觸狀態(tài)，噴射接觸狀態(tài)；3 種；嚴(yán)重漏液、液泛、嚴(yán)重霧沫夾帶評(píng)價(jià)塔板性能的標(biāo)準(zhǔn)主要是 _條，它們是 _。塔板負(fù)荷性能圖中有 _條線，分別是 _。5；（ 1）通過(guò)能力大，（2）塔板效率高，（ 3）塔板壓降低，（ 4）操作彈性大，（ 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低； 5；（ 1）液泛線，（2）霧沫夾帶線， （3）漏液線，（ 4）液相上限線， （ 5）液相下限線板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 _，填料塔中填料的作用是 _ 。保證塔板上有一定高度的液層，以便氣液兩相充分接觸傳質(zhì)；讓液

14、體在表面上形成液膜并沿填料間空隙下流，同時(shí)讓氣體在填料空隙間上升并在潤(rùn)濕的填料表面上進(jìn)行氣液兩相間的傳質(zhì)。常見(jiàn)的連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備是_塔，塔內(nèi) _為分散相， _ 為連續(xù)相，為保證操作過(guò)程中兩相的接觸良好，塔內(nèi)頂部應(yīng)設(shè)裝置，中部應(yīng)設(shè)裝置。填料；液體；氣體；液體分布裝置；液體再分布裝置25.板式塔中氣、液兩相發(fā)生與主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，稱現(xiàn)象，它們主要是：液沫夾帶（霧沫夾帶） ，產(chǎn)生的原因?yàn)椋瑲馀輮A帶，產(chǎn)生的原因?yàn)?。返混現(xiàn)象；小液滴因其沉降速度小于氣流速度被氣流夾帶至上層塔板和大滴液因板間距小4于液滴的彈濺高度而被氣流帶至上層塔板；液體在降液管中停留時(shí)間過(guò)短，氣泡來(lái)不及從液體中分離返回至板

15、面而被液體卷入下層塔板。26.板式塔中板上液面落差過(guò)大導(dǎo)致，造成液面落差的主要原因有。為減小液面落差，設(shè)計(jì)時(shí)可采用的措施常見(jiàn)的有。氣流分布不均勻，影響汽液間傳質(zhì)；塔板結(jié)構(gòu)，液相流量，液流長(zhǎng)度（塔徑）；采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板塔，溢流裝置采用雙溢流或多溢流。27.板式塔中氣體通過(guò)塔板的阻力主要有和兩部分。 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，溢流堰長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)，過(guò)短則會(huì)。溢流堰高度也應(yīng)適當(dāng)，過(guò)高會(huì)，過(guò)低會(huì)。干板降壓；液層降壓；降低塔板面積有效利用率；由于降液管截面過(guò)小導(dǎo)致流不暢，同時(shí)塔板上液流分布不均；使塔板壓降增大并易發(fā)生霧沫夾帶；由于液層高度太小，液體在堰上分布不均，影響傳質(zhì)效果。28.板式塔的塔板有和兩種，

16、塔徑較大的塔常采用塔板，以便。塔板面積可分為4 個(gè)區(qū)域，它們分別是，各自的作用是。整塊式；分塊式；分塊式；通過(guò)人孔裝拆塔板；鼓泡區(qū)，設(shè)置篩孔、浮閥或泡罩的區(qū)域，為氣液傳質(zhì)的有效區(qū)域。溢流區(qū)，為降液管和受液盤(pán)所占的區(qū)域。破沫區(qū)，又稱安定區(qū)，位于鼓泡區(qū)和湍流區(qū)之間，分兩條，入口側(cè)防止漏液，出口側(cè)使液體中夾帶的泡沫進(jìn)入降液管前可部分脫離液體。邊緣區(qū)，又稱無(wú)效區(qū)，是靠近塔壁的一圈邊緣區(qū)，供支承塔板之用。29精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，若工藝要求一定，減少需要的理論板數(shù)，回流比應(yīng)，蒸餾釜中所需的加熱蒸氣消耗量應(yīng)，所需塔徑應(yīng)，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總投資將是的變化過(guò)程。增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升30恒沸精餾和

17、萃取精餾的主要區(qū)別是_ ；_ 。恒沸精餾添加劑應(yīng)與被分離組分形成新的恒沸物；萃取精餾中的萃取劑則應(yīng)具有沸點(diǎn)比原料中組分的沸點(diǎn)高得多的特性。用相對(duì)揮發(fā)度 =2.16 的理想混合物進(jìn)行平衡蒸餾（閃蒸）時(shí)，已知X F 為 0.5，氣化率為 60%。則得氣相組成為，液相組成為；若采用簡(jiǎn)單蒸餾并蒸至滏溫等于閃蒸時(shí)溫度，則塔頂產(chǎn)品組成閃蒸時(shí)氣相組成，汽化率為。0.574；0.385；大于；31、恒摩爾流結(jié)果基于的假設(shè)是：；。各組分的摩爾汽化熱相等；氣液接觸時(shí)因溫度不同而交換的顯熱可以忽略；塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略32、對(duì)某一板式塔進(jìn)行改造，若其他條件不變，增大板間距，則該塔的操作彈性；液泛氣速。增大

18、；提高33、恒沸精餾與萃取精餾的共同點(diǎn)是，主要區(qū)別是。在混合液中加入第三組分，以提高各組分間的相對(duì)揮發(fā)度差別使其得以分離；恒沸精餾加入第三組分，該組分能與原料液中的一個(gè)或個(gè)組分形成新的恒沸液；萃取精餾中加入第三組分萃取劑要求沸點(diǎn)較原料液中各組分的沸點(diǎn)高得多，且不與組分形成恒沸液34、板式塔在相同操作條件下，若塔板的開(kāi)孔率增加，則塔板壓降，漏夜量。35、一理想物系，平衡時(shí)測(cè)得氣相組成是液相組成的兩倍。若將含輕組分50%的該物系進(jìn)行平衡蒸餾分離，控制液化率50%，分離后餾出液輕組分濃度是原料含輕組分濃度的倍。 1.3336、蒸餾是利用各組分的不同的特性實(shí)現(xiàn)分離的。精餾是通過(guò)多次的和的過(guò)程分離混合物

19、。（二 )測(cè)試二一、選擇題1.當(dāng)分離沸點(diǎn)較高，而且又是熱敏性混合液時(shí)，精餾操作壓力應(yīng)采用()；分離常溫常壓為氣體的混合物時(shí)，操作壓力應(yīng)采用()。5(A)加壓(B)減壓(C)常壓2.某雙組分混合物，其中A 為易揮發(fā)組分，液相組成xA =0.6 ，常壓下相應(yīng)的泡點(diǎn)溫度為 t1，氣相組成 yA=0.6 ，常壓下相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為t2，則 ( )。(A)t1 t2(B)t1t2(C)t1t2(D)不能判斷3.常壓下采用簡(jiǎn)單蒸餾與平衡蒸餾分離某液體混合物，在原料初始組成與汽化率相同的條件下，簡(jiǎn)單蒸餾所得餾出物中易揮發(fā)組分的平均組成為xD1， 平衡蒸餾的組成為xD2 ，則 ( )。(A)xD1xD 2(B)

20、xD 1xD 2(C)xD1xD 2 (D)不能判斷4.由苯與甲苯組成的氣液混合物進(jìn)料中，氣相與液相的摩爾數(shù)之比為3:2 ，液相、氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.3 、0.5，進(jìn)料溫度為 98.6 ，則 q=()。(A)0.3(B) 0.4(C)0.5(D)不能判斷5.精餾過(guò)程的操作線為直線，主要基于( )。(A)塔頂泡點(diǎn)回流(B)理想物系(C)恒摩爾流假設(shè)(D)理論板假定用精餾分離甲醇 - 水二元物系，進(jìn)料組成為 35%(甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同 ) ，要求塔頂餾出液組成為 99%，塔頂易揮發(fā)組分的回收率為 99.9%。設(shè)計(jì)所得泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)最小回流比為 Rmin ，1，今改為冷液進(jìn)料，最小回流比為Rm

21、in， 2，則 ()。(A)Rmin,1Rmin,2(B)Rmin,1Rmin,2(C)Rmin,1Rmin,2(D)不能判斷一操作中精餾塔， 若保持 F、xF、q、V ( 塔釜上升蒸汽量 ) 不變，而增大回流比 R，則()。(A)xD 增大、 xW 增大(B)xD 增大、 xW 減小(C)xD 下降、 xW 增大(D)xD 下降、 xW 減小操作間接蒸汽加熱的連續(xù)精餾塔時(shí)，由于某種原因， 再沸器中加熱蒸汽壓力下降而使提餾段上升蒸汽流量 V 下降，而進(jìn)料熱狀況 q、濃度 xF 及進(jìn)料量 F 不變，同時(shí)回流量 L 恒定，則餾出液濃度 xD 及流量 D 、殘液濃度 xW 的變化趨勢(shì)為 ( ) 。(

22、A)xD 增大、 D 減小 、xW 增大(B)xD 增大、 D 減小 、 xW 減小(C)xD 減小、 D 增大 、xW 增大(D)xD 增大、 D 增大 、xW 減小9.設(shè)計(jì)精餾塔時(shí)， 若將塔釜由原來(lái)的直接蒸汽加熱改為間接蒸汽加熱，而保持進(jìn)料量、進(jìn)料熱狀況、塔頂餾出液量、餾出液濃度及回流比等不變，則提餾段操作線斜率()，殘液濃度()。(A)變大(B)變小(C)不變(D)不確定10.在設(shè)計(jì)連續(xù)操作精餾塔時(shí)，欲保持餾出液組成x和易揮發(fā)組分的回收率 不DD變，試定性判斷分別改變下列操作參數(shù)( 其它參數(shù)不變) 時(shí)所需的理論板數(shù)NT 將如何變化 ?加大回流比， NT( )。提高操作壓強(qiáng)， NT ( )

23、。提高加料溫度， NT( )。增加生產(chǎn)能力 30%( 仍能正常工作 )， NT( )。(A)增大(B)減小(C)不變(D)不確定6二、填空題1.簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度逐漸，釜液溫度逐漸。 (增大、減小、不變、不確定)2.已知 89時(shí)乙醇 (A) 、水 (B) 的飽和蒸汽壓分別為152.53kPa 和 67.69kPa。常壓下平衡時(shí)氣液兩相組成分別為y=0.3891， x=0.0721，則其相對(duì)揮發(fā)度AB =_。某二元混合物，進(jìn)料量為 100 kmol/h ，進(jìn)料組成 xF=0.6( 摩爾分?jǐn)?shù)，下同 )，要求塔頂?shù)玫浇M成xD 不小于 0.95 的產(chǎn)品，則塔頂餾出液的最大流量為kmol

24、/h 。將相對(duì)揮發(fā)度為 2.47 的某二元混合物在全回流操作的塔中進(jìn)行精餾，現(xiàn)測(cè)得全凝器中冷凝液組成為0.98 ，塔頂?shù)诙铀迳仙臍庀嘟M成為0.969 ，則塔頂?shù)谝粚铀宓臍庀嗄ダ锇逍?，則塔頂?shù)谝粚铀宓囊合嗄ダ锇逍蕿椤?.在常壓下用精餾塔分離某二元理想混合液，泡點(diǎn)進(jìn)料， 進(jìn)料中易揮發(fā)組分的組成為 0.4( 摩爾分?jǐn)?shù)，下同) ，塔頂產(chǎn)品組成為0.95 ，體系的相對(duì)揮發(fā)度為2.47 ，則最小回流比 Rmin=_。6.精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)采用的參數(shù)F 、 xF、 q、 R、D 、 xD 均為定值，若降低塔頂回流液的溫度，則所需理論板數(shù)將。7. 下列參數(shù)F 、 xF、 q、 R、 xD、 xW

25、中圖解法求理論板時(shí)不用的有_。圖解法求理論板數(shù)時(shí)進(jìn)料熱狀況變化，位置變化的線有_。精餾塔操作中，由于某種原因進(jìn)料濃度xF 減小，進(jìn)料量 F 與熱狀態(tài) q 保持不變，塔釜加熱量不變， 若維持塔頂產(chǎn)品組成xD 與塔底產(chǎn)品組成xW 不變，則 R_， D _，W_， L/V _， V / L _。 (增大，減小，不變)間 歇 精 餾 的 特 點(diǎn) ： (1)_ ； (2)_ ；(3)_ 。對(duì)于恒定回流比的間歇精餾過(guò)程，其餾出液組成_，對(duì)于恒定餾出物組成的歇精餾過(guò)程，其回流比_。10.恒沸精餾的原理是?；A(chǔ)知識(shí)測(cè)試題參考答案一、選擇題1. BA2. A3.C4. B5. C6. B7. A8. A9.CA

26、10. (1)B(2)A(3)A (4)C二、填空題降低；升高8.2063.260.4% ；39.3%1.48減小F ， q 線和操作線增大；減??；增大；增大；減小7(1) 間歇精餾為非定態(tài)過(guò)程； (2) 間歇精餾時(shí)全塔均為精餾段， 沒(méi)有提餾段； (3) 塔內(nèi)的存液量對(duì)精餾過(guò)程及產(chǎn)品持產(chǎn)量和質(zhì)量均有影響；不斷降低；不斷增大在混合液中加入第三組分，該組分與原混合液中的組分形成新的恒沸物，其沸點(diǎn)明顯低于原溶液中組分沸點(diǎn)或原恒沸物的沸點(diǎn)，使混合液變成“純組分恒沸物”組成，從而可以用一般的精餾方法分離。問(wèn)答： 在間接蒸汽加熱的連續(xù)常壓精餾過(guò)程中，考察經(jīng)過(guò)一塊理論板的氣液相組成變化情況。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)一塊理論

27、板后精餾段液相組成變化程度要高于對(duì)應(yīng)的氣相組成（即 Y），提餾段則相反。試從物料恒算角度對(duì)此加以分析并予以解釋004-衡沸精餾和萃取精餾的主要異同點(diǎn)相同點(diǎn)：都加入第三組分改變相對(duì)揮發(fā)度區(qū)別：前者生成新的最低衡沸物，加入組分從塔頂出，后者不形成新衡沸物，加入組分從塔底出；操作方式前者可間隙，較方便；前者消耗熱量在氣化潛熱，后者再顯熱，消耗熱量較少指導(dǎo) -何謂全回流、最小回流比，全回流一般用在哪些場(chǎng)合，挾點(diǎn)恒濃區(qū)的特征是什么精餾塔不進(jìn)料也不出料，塔頂冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流時(shí)，達(dá)到指定分離要求所需的理論板數(shù)最少。開(kāi)工時(shí)為不穩(wěn)定過(guò)程，為盡快達(dá)到分離要求采用全回流操作，然后再慢慢減小回流比

28、至規(guī)定回流比。停車時(shí)先過(guò)渡到全回流操作再停車，科研實(shí)驗(yàn)中采用全回流操作測(cè)定板效率。最小回流比指達(dá)到指定分離要求所需理論板數(shù)為無(wú)窮多時(shí)的回流比，是設(shè)計(jì)型計(jì)算特有的問(wèn)題。氣液兩相濃度在恒濃區(qū)幾乎不變。1-恒摩爾流假設(shè)指什么？其成立的主要條件是什么？在沒(méi)有加料，出料的情況下，塔段內(nèi)的氣相或液相摩爾流量各自不變組分摩爾汽化熱相近，熱損失不計(jì)，顯熱差不計(jì)2-何謂輕關(guān)鍵組分，重關(guān)鍵組分？何謂輕組分，重組分？對(duì)分離起控制作用的兩個(gè)組分為關(guān)鍵組分，揮發(fā)度大的為輕關(guān)鍵組分，揮發(fā)度小的為重關(guān)鍵組分比輕關(guān)鍵組分更容易揮發(fā)的為輕組分，比重關(guān)鍵組分更難揮發(fā)的為重組分3-平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾有何不同前者是連續(xù)操作且一級(jí)平衡

29、；后者是間歇操作且瞬時(shí)一級(jí)平衡4-間歇精餾與連續(xù)精餾相比有何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？操作靈活，適用于小批量物料分離5-什么是理論板，默弗里板效率有什么含義？理論板指離開(kāi)該板的汽液兩相達(dá)相平衡的理想化塔板默弗里板效率表示經(jīng)過(guò)一塊塔板之后的實(shí)際增濃與理想增濃之比。7-何謂靈敏板塔板溫度對(duì)外界干擾反應(yīng)最靈敏的塔板。8-q 值含義為一摩爾加料加熱至飽和氣體所需熱量與摩爾汽化潛熱之比，表明加料熱狀態(tài)。加料狀態(tài)：過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液混合物、飽和液體、冷夜9-蒸餾的目的是什么？蒸餾操作的基本依據(jù)是什么？分離液體混合物液體中各組分揮發(fā)度不同810-蒸餾的主要費(fèi)用花費(fèi)加熱和冷卻的費(fèi)用11-何謂泡點(diǎn)，露點(diǎn)？對(duì)于

30、一定的組成和壓力，兩者大小關(guān)系如何？泡點(diǎn)指液相混合物加熱至出現(xiàn)第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度；露點(diǎn)指氣相混合物冷卻至出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度。露點(diǎn)大于或等于泡點(diǎn)12-非理想物系何時(shí)出現(xiàn)最低衡沸點(diǎn)？何時(shí)出現(xiàn)最高衡沸點(diǎn)？強(qiáng)正偏差；強(qiáng)負(fù)偏差13-最適宜回流比的選取須考慮哪些因素？設(shè)備費(fèi)，操作費(fèi)之和最小14-如何選擇多組分精餾的流程方案考慮經(jīng)濟(jì)上優(yōu)化，物性，產(chǎn)品純度15-何謂清晰分割法、全回流近似法清晰分割法假定輕組分在塔底的濃度為零，重組分在塔頂?shù)臐舛葹榱?。全回流近似法假定塔頂、塔底的濃度分布與全回流時(shí)相近。三、計(jì)算題1用連續(xù)精餾塔每小時(shí)處理100 kmol 含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求餾出液中含苯9

31、0%，殘液中含苯 1%（組成均以 mol%計(jì)），求：（ 1）餾出液和殘液的流率（以kmol/h計(jì)）；（ 2）飽和液體進(jìn)料時(shí)，若塔釜的氣化量為132 kmol/h ，寫(xiě)出精餾段操作線方程。解：（ 1）代入數(shù)據(jù)解此方程組，得D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h（ 2）飽和液體進(jìn)料時(shí)，V = V ，即 V = 132 kmol/h，則L = V D = 132 43.8 = 88.2 kmol/hR = L/D = 88.2/43.8 = 2精餾段操作線方程2氯仿（ CHCl3）和四氯化碳（ CCl4）的混合物在一連續(xù)精餾塔中分離。餾出液中氯仿的濃度為0.95 （摩爾分率）

32、，餾出液流量為50 kmol/h ，平均相對(duì)揮發(fā)度= 1.6 ，回流比R = 2 。求：1）塔頂?shù)诙K塔板上升的氣相組成；2）精餾段各板上升蒸氣量 V 及下降液體量 L（以 kmol/h 表示）。氯仿與四氯化碳混合液可認(rèn)為是理想溶液。解：（ 1）由題知， y1 = x D = 0.95 ， R = 29由相平衡方程，得即由精餾段操作線方程則2）V=L+D ，L/D=R ，V=（R+1 ）D V = 3 50 = 150 kmol/h， L = 2 50 = 100 kmol/h一連續(xù)精餾塔，泡點(diǎn)進(jìn)料。已知操作線方程如下：精餾段 y = 0.8 x + 0.172提餾段y = 1.3 x 0.0

33、18求原料液、餾出液、釜液組成及回流比。解：由精餾段操作線方程，得 R = 4 ；，得 x D = 0.86將提餾段操作線方程與對(duì)角線方程y = x聯(lián)立解得 x = 0.06，即 x w = 0.06將兩操作線方程聯(lián)立解得 x = 0.38因是泡點(diǎn)進(jìn)料，q = 1 ， q 線垂直，兩操作線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即是進(jìn)料濃度，x F = 0.384用一精餾塔分離二元理想混合物，塔頂為全凝器冷凝，泡點(diǎn)溫度下回流，原料液中含輕組分0.5( 摩爾分?jǐn)?shù)，下同) ，操作回流比取最小回流比的. 倍，所得塔頂產(chǎn)品組成為，釜液組成為料液的處理量為kmol / h 料液的平均相對(duì)揮發(fā)度為，若進(jìn)料10時(shí)蒸氣量占一半，試求：1

34、）提餾段上升蒸氣量；2）自塔頂?shù)?2 層板上升的蒸氣組成。分析：欲解提餾段的蒸氣量v ，須先知與之有關(guān)的精餾段的蒸氣量V 。而 V 又須通過(guò)V (R 1)D 才可確定?？梢?jiàn)，先確定最小回流比Rmin ，進(jìn)而確定 R 是解題的思路。理想體系以最小回流比操作時(shí)，兩操作線與進(jìn)料方程的交點(diǎn)恰好落在平衡線上，所以只須用任一操作線方程或進(jìn)料方程與相平衡方程聯(lián)立求解即可。yx3x解：（）由相平衡方程1(1) x12 xyqxxF0.5x0.5x1及進(jìn)料方程q1q 10.5 10.512x 2x248聯(lián)立解得 2x 4yq3xq0.633x q0.3671 2xq取則RminxDyq0.950.63yqxq0

35、.631.231.4R1.7220.37R=min再由物料衡算方程FDW及FxFDxWWxW解得D 50kmol / hWFD50 kmol / hV(R1)D(1.7221)50136.1kmol / hV V(1q)FV0.5F136.15086.1kmol / h（ 2）已知 y1xD0.95x1y10.86(1) y1由相平衡關(guān)系再由精餾段操作線方程解得y2Rx1xD1.7220.860.950.88R11.722 11.7221R 15某二元混合液的精餾操作過(guò)程如附圖。已知組成為0.52 的原料液在泡點(diǎn)溫度下直接加入塔釜內(nèi)，工藝要求塔頂產(chǎn)品的組成為0.75 ，（以上均為輕組分A 的摩

36、爾分?jǐn)?shù)） ，塔頂產(chǎn)品采出率 D/F為 1:2 ，塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流。若操作條件下，該物系的為 3.0 ，回流比 R為 2.5 ，求完成上述分離要求所需的理論板數(shù)（操作滿足恒摩爾流假設(shè)）。F,xF,qD,x DW,xWM11分析：因題中未給平衡相圖，只可考慮逐板計(jì)算法求理論板數(shù)。當(dāng)料液直接加入塔釜時(shí)，應(yīng)將塔釜視作提餾段，然后分段利用不同的操作線方程與相平衡方程交替使用計(jì)算各板的氣液相組成，直至 xxW時(shí)止。解：由D / F1/ 2, F 2D , D W 代入物料平衡方程FDW及Fx FDxD WxW聯(lián)立解得xW =0.34整理精餾段操作線方程ynRx D2.50.751RxnR1xn3.5

37、13.5yn10.174xN0.214(a)yax1(a1) x而相平衡方程xyy整理成a(a1) y2.51.5 y（ b）交替利用 (a)(b) 兩式逐板計(jì)算由xDy10.75代入 (b)得x10.545代入 (a)得y20.603代入 (b)x20.378xF0.52整理提餾段操作線方程由LL qFRDF2.5D2D 4.5D則 y m 1Lx mWxWL WLW4.5Dxm0.34D=4.5DDD4.5D即ym 11.286xm0.097(c)x0.378代入 (C)得y31.2860.378 0.097 0.389 -將 2代入（ b）得 x30.203 xW 0.34故包括塔釜在內(nèi)

38、共需3 塊理論塔板。6在一連續(xù)精餾塔中分離二元理想混合液。原料液為飽和液體，其組成為0.5 ，要求塔頂餾出液組成不小于0.95,釜?dú)堃航M成不大于0.05(以上均為輕組分 A 的摩爾分?jǐn)?shù) ) 。塔頂蒸汽先進(jìn)入一分凝器，所得冷凝液全部作為塔頂回流,而未凝的蒸氣進(jìn)入全凝器，全部冷凝后作為塔頂產(chǎn)品。全塔平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5, 操作回流比 R1.5Rmin 。當(dāng)餾出液流量為 100 kmol / h 時(shí)，試求：1）塔頂?shù)?1 塊理論板上升的蒸汽組成；2）提餾段上升的氣體量。12分析：因?yàn)槌龇帜鞯睦淠篖 與未液化的蒸氣 V0 成相平衡關(guān)系，故分凝器相當(dāng)一層理論塔板。應(yīng)注意，自分凝器回流塔內(nèi)的液相組成

39、x0與自全凝器出來(lái)的產(chǎn)品組成xD 不同。解：（ 1）由平衡方程及泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)xq 0.5yqaxq2.50.50.7141 ( a1) xq11.50.5RminxDyq0.950.7141.1yqxq0.7140.5R1.5Rmin1.65RxxDy1R1精餾段操作線方程R1.65 x0.950.623x0.3582.652.65再由平衡方程及y0 xD0.95x0y00.950.884(1) y02.5 1.50.95得代入精餾段操作線方程y10.623x00.3580.909由 V V (1 q) F當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，q1則V V(R 1)D2.65 100 265kmol / h7用一連續(xù)精

40、餾塔分離由組分A、B所組成的理想混合液。 原料液中含 A 0.44，餾出液中含 A 0.957（以上均為摩爾分率）。已知溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5 ，最小回流比為1.63 ，說(shuō)明原料液的熱狀況，并求出q 值。解：采用最小回流比時(shí)，精餾段操作線方程為即由相平衡方程，得聯(lián)立兩方程，解得x = 0.367， y = 0.592此點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.367 ， 0.592 ）即為（ xq， yq）。因 x F = 0.44 ，即 xq xF yq，說(shuō)明進(jìn)料的熱狀況為氣液混合進(jìn)料。13由 q 線方程，此線與平衡線的交點(diǎn)即是操作線與平衡線的交點(diǎn)有解出 q = 0.6768一連續(xù)精餾塔分離二元理想混合溶液，已知

41、某塔板的氣、液相組成分別為0.83 和 0.70 ，相鄰上層塔板的液相組成為0.77 ，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78 （以上均為輕組分A 的摩爾分?jǐn)?shù)，下同） 。塔頂為泡點(diǎn)回流。進(jìn)料為飽和液體，其組成為0.46 。若已知塔頂與塔底產(chǎn)量比為 2/3 ，試求：（ 1）精餾段操作線方程；（ 2）提餾段操作線方程。解：精餾段操作線方程yn 1RxnxDRR1依精餾段操作線方程10.83R0.77xD將該板和上層板的氣液相組成代入有R 1R1(a)0.78RxDR 10.701再將該板和下層板的氣液相組成代入有R(b)聯(lián)立（ a）、（ b）解得R2.0 ， xD0.95y20.952 1x13y2x0.95則精餾段操作線方程為2即（ 2）提餾段操作線方程ym 1L/xmWxWL/L/W提餾段操作線方程的通式為W將L/LqF , FDWq 1( 泡點(diǎn)進(jìn)料 )代入上式則有ym 1LqFWxWLqFxmLqFWWLD WWxWLDxmLDym 1R1W DxmW DxW轉(zhuǎn)化上式為R1R1（ C）DxFxW20.46xW根據(jù)WxDxW即30.950.46解得xW0.13將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（c），則提餾段操作線方程為14y2 13 2 x3 20.133 y 4.5x 0.195212 1即9、用一精餾塔分離二元液體混合物，進(jìn)料量 100kmol/h ，易揮發(fā)組分 xF=0.5 ，泡點(diǎn)進(jìn)料，得塔