第一章 蒸馏
一、 选择题
1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（C ）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0
2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（ B ）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定
3. 在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（ D ）求出。 A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则 4. q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（ B ）。
A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) D(0,xD/(R+1))
5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（ B ）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 6. 精馏操作是用于分离（ B ）。 A.均相气体混合物 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物 D.气—液混合物 7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（ B ）。 A容易； B困难； C完全； D不完全
8. 设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将（ B ），塔顶冷凝器热负荷（ C ），塔釜再沸器热负荷（ A ）。 A变大，B变小， C不变， D不一定
9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V___B___ ，L′/V′___B___，xD___B___ ，xW____A__ 。 A变大， B变小， C不变， D不一定 10. 精馏塔操作时，若Ｆ、xF、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则xD__A____，xw___B___。 A变大， B变小， C不变， D不一定
11. 操作中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D __B____，xw___A___。 A变大， B变小， C不变， D不一定 12. 恒摩尔流假设是指 A 。
A 在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B 在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C 在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D 在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13. 精馏过程的理论板假设是指 D 。 A 进入该板的气液两相组成相等 B 进入该板的气液两相组成平衡 C 离开该板的气液两相组成相等 D 离开该板的气液两相组成平衡
14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 B 。
‘’
A.q=1，L=L＇ B.q=1，V=V＇
’
C.q=1，L=V＇ D.q=1，L=V
15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 C 。 A y n = x n B y n-1 = x n C y n+1 = x n D y n+1 = x n+1
16. 精馏是分离（ B ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ D ）的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ A ）相等。
A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量
C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量
18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ B ）成立。
‘’
A、q =0，L =L B、q =1，V =V
‘
C、q =0，L =V D、q =1，L =L
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19. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（ A ）成立。
‘’
A、q =0，L =L B、q =1，V =V
‘
C、q =0，L =V D、q =1，L =L 20. 精馏过程的理论板假设是指（ D ）。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡
21. 某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA为0.45，相应的露点温
度为t2，则（ A ）。
A.t1?t2 B.t1?t2 C.t1?t2 D.不能判断
22. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示该物系（ B ）。 A.容易 B.困难 C.完全 D.不完全 23. 精馏塔的操作线是直线，其原因是（ D ）。
A.理论板假定 B.理想物系 C.塔顶泡点回流 D.恒摩尔流假定
24. 分离某两元混合物，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出液组成不小于0.9，则最大的馏
出液量为（ A ）。
A.6.67kmol/h B.6kmol/h C.9kmol/h D.不能确定
25. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ B ）。 A.yn?1?yn?yn?1 B. yn?1?yn?yn?1 C. yn?1??yn?yn?1 D.不确定
26. 在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相组成为xD1，用平衡蒸馏得气相组成为xD2，若
两种蒸馏方法所得气相量相同，则（ A ）。
A. xD1>xD2 B. xD1=xD2 C. xD1 A.不能操作 B. xD、xw均增加 C. xD、xw均不变 D. xD减小、xw增加 29. 操作中的精馏塔，若保持F、xF、xD、xw、V不变，减小xF，则（ C ） A.D增大、R减小 B.D减小、不变 C.D 减小、R增大 D.D不变、R增大 30. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成。当进料组成为时，相应回流比为；进料组成为时，相应 回流比为，若，进料热状况不变，则（ C ）。 A.R1 31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为 （ C ）。 A.16层 B.12层 C.14层 D.无法确定 32. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用 （ C ）。 A.恒沸精馏 B.普通精馏 C.萃取精馏 D.水蒸气精馏 33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段操作线斜率 （ C ），提馏段斜率（ B ），精馏段下降液体量（ C ），提馏段下降液体量（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 34. 若连续精馏过程的进料热状况参数q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ C ）。 A.1/2 B.1/3 C.2 D.3 35. 直接水蒸气加热的精馏塔适用与（ ）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸 气加热相比较，当x、x、R、q、α、回收率相同时，其所需理论板数要（ A ） A.多 B.少 C. 相等 D.无法判断 36. 某精馏塔内，进料热状况参数为1.65，由此可判定物料以（ D ）方式进料。 （A）饱和蒸汽 （B）饱和液体 （C）过热蒸汽 （D）冷流体 37. 两组分的相对挥发度越小，则表示物系分离的越（ B ） A.容易 B.困难 C.完全 D.不完全 38. 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：B 第 2 页 共 25 页 ‘ 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 二、填空题全 1. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为____0_____。 2. 当分离要求和回流比一定时，_____过热蒸汽_____进料的q值最小， 此时分离所需的理论塔板数_____多_____。 3. 蒸馏是指______分离液体混合物_____的化工单元操作。 4. 在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是____在全回流状态下开车___。 5. 实现精馏操作的必要条件是__塔底上升蒸汽__和____塔顶液体回流_____ 。 6. 恒摩尔流假设成立的主要条件是________________________________________。 7. 某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持x(F)，D／F，ｑ，Rx(D)不变，则W／F将___不变____，x(w)将__减小_____，提馏段操作线斜率将__不变_____，理论板数将___增多____。 8. 在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时，进料状态q值愈大，提馏段的斜率就愈 校 ，完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈 少 ，故5种进料状态种中， 过冷液体 进料所需的理论板数最少。 9. 直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。前者是_______________ ，而后者_______________。 10. 操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（Ｆ，xF，q）仍保持不变，则R__减小___，xD__减小___，xw__减小___，L′/V′__增大___。 11. 操作时，若Ｆ、Ｄ、xF、q，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则xD ____减小____，xW __增大___ 12. 精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是____塔顶为易挥发液体，沸点低___，原因之二是___塔顶压强低____。 13. 精馏塔设计中，回流比越_____大______所需理论板数越少，操作能耗____增大______ 。但随着回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现____先减小后增大____变化过程。 14. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对___相对挥发度为1_____的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的____相对挥发度____。 15. 精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q值等于 0.6 。 16. 填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指 与一层理论塔板的传质作用相当的填料高度 ；填料层高度Z= 。 17. 简单蒸馏与精馏的主要区别是 精馏必须引入回流 。 18. 精馏的原理是_____部分汽化部分冷凝_____。 19. 精馏过程的恒摩尔流假设是指____________________________________________________。 20. 进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________，汽液混合物进料时q值范围_______________。 21. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____减小________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量__增大__，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量___增大__，所需塔径__增大__。 22. 精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用_______增大______，总费用呈现______先减小后增大____的变化过程。 23. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____减小________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量___增大___，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__增大___，所需塔径____增大____。 24. 某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜），则等板高度（HETP）＝_____0.5______。 25. 总压为1atm，95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg，则平衡时苯的汽相组成＝___________，苯的液相组成＝___________（均以摩尔分率表示）。苯与甲苯的相对挥发度＝___________。 26. 精馏处理的物系是_____液态______混合物，利用各组分___挥发度_____的不同实现分离。吸收处理的物系是___气态______混合物，利用各组分_____溶解度_____的不同实现分离。 27. 精馏操作的依据是 原料液各组分的相对挥发度不同 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液体回流 和 塔底蒸汽上升 。 28. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 相等 ，液相组成 小于 气相组成。 第 3 页 共 25 页 29. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 。根据α的大小，可用来 判断能否用普通精馏分离 ，若α=1，则表示 不能用不同精馏分离 。 30. 在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 增大 ，塔顶温度 减小 ，塔釜温度 增大 ，从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 31. 某两组分体系，相对挥发度α=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 ＝ 0.18 。全回流操作通常适用于 精馏开车阶段 ４，.则ｙ下计），若已知ｙｎ＋１ｎ＝０或 实验研究 。 32. 精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流比 ；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于 前者为连续的稳定过程，后者为间歇的非稳定过程 。 33. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 和 。 34. 在总压为101.33kPa，温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为pA?113.6kPa、pB?46kPa，则相对挥发度α= 0.54 ，平衡时液相组成xA? 0.78 ，气相组成为yA? 0.90 。 35. 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 。 36. 最小回流比的定义是 理论塔板数为无穷大时的回流比 ，适宜回流比通常取为 1.1~2 Rmin。 37. 精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状况q值为 0.6 。 38. 在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得第2、3层塔板（从塔顶往下计）的液相组成为x2?0.45、x3?0.4，流出液组成xD为0.96（以上均为摩尔分率），则第3层塔板的气相莫弗里效率为EMV3= 0.44 。 39. 在精馏塔设计这，若保持F、xF、q、D不变，若增加回流比R，则xD 增大 ，xw 减小 ，L/V 增大 。 40. 在精馏塔设计中，若F、xF、xD、xW及R一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数NT 间歇 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V 增大 ，下降液体量L 增大 。 41. 操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大 ，提馏段液气比L/V 减小 ，xD 增大 ，xw 减小 。 42. 操作中的精馏塔保持F、xF、q、V不变，若釜液量W增加，则xD 增大 ，xw 增大 ，L/V 增大 。 43. 在连续精馏塔中，若xF、xD、R、q、D/F相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需理论板数NT 减小 ，xw 增大 。 44. 恒沸精流与萃取精馏的共同点是 都需加入第三组分以提高各组分间的相对挥发度 。两者的主要区别是 和 三、计算题 1. 某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96，塔底产品浓 度为0.025（以上均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设，试计算：(1)塔顶产品的采出率D/F为多少？（4分）；(2)如果回流比R为2，请分别求出精馏段、提馏段操作方程。 2. 用一常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液，原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔之比为2:3。 原料液流量为60kmol/h， 料液中含苯50％，所得残液含苯5％，馏出液中含苯98％(以上组成均为摩尔百分率)，苯对甲苯的平均挥发度为2.5，试求：⑴馏出液和残液量？⑵R＝2Rmin时的操作回流比？⑶该操作条件下， 精馏段和提馏段操作线方程式？ 3. 在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，进料组成为xF=0.5,塔顶组成为 xD=0.98（均为摩尔分数）；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.8倍；气液平衡方程为：y=0.6x+0.43，气相默弗里效率Emv=0.5。若要求轻组分收率为98%，试计算：1.塔釜馏出液组成；2.精馏段操作线方程；3.经过第一块实际板气相浓度的变化。 4. 用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。原料液中含A为0.40，馏出液中含A为0.95 第 4 页 共 25 页 ’‘‘00’
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