化工原理答案(2)

1 x 0 1 2 y 1 .

9、精馏塔引入回流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于________。D

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的现象同时发生。 10、对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F、物料温度tF、蒸发室压强P不变，而将物料浓度xF增加，则气相馏出物组成xD ?????????,气相馏出物量D??????????。C、A

A、变大 B、变小 C、不变 D不确定

11、精馏塔设计时，若F、xF、xD、x、V均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，则设计所需理论板数??????。B

A、多 B、少 C、不变 D、判断依据不足

12、以下说法中不正确的是________。C

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。

13、精馏设计时，若回流比R增加并不意味产品D减小，精馏操作时也可能有类似情况。 此话___________。A

A、对; B、错; C、无法判断

14、操作中的精馏塔，若保持F、q、xD、V?不变，而增大xF，则R???????、D???????。

B、A

A、变大 B、变小 C、不变 D、不确定

15、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______________。B

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。 16、某精馏塔的设计任务为：原料为F、xf，塔顶为xD，塔底为xW，若塔釜上升蒸汽量V?不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板NT??????。A

A、增加 B、减少 C、不变 D、不确定

6

17、精馏分离??2.5的二元理想混合液，已知回流比

R=3，塔顶xD=0.96，测得第三层塔板

（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的汽相单板效率Emv为???????。 C

A、22.2% B、32.68% C、44.1% D、107.5%

18、被分离物系最小回流比Rmin的数值与___________无关。 D

A、被分离物系的汽液平衡关系； B、塔顶产品组成； C、进料组成和进料状态； D、塔底产品组成。 19、蒸馏是分离（ ）混合物的单元操作。 B

A、气体； B、液体； C、固体； D、刚体。 20、蒸馏是利用各组分的（ ）不同的特性实现分离的目的。 C

A、溶解度； B、等规度； C、挥发度； D、调和度。 21、在二元混合液中，（ ）的组分称为易挥发组分。 A

A、沸点低； B、沸点高； C、沸点恒定； D、沸点变化。 22、在二元混合液中，（ ）的组分称为难挥发组分。 B

A、沸点低； B、沸点高； C、沸点恒定； D、沸点变化。 23、（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A、液相回流； B、进料； C、侧线抽出； D、产品提纯。

24、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。 C

A、冷凝器； B、蒸发器； C、再沸器； D、换热器。 25、再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D

A、上升物料； B、上升组分； C、上升产品； D、上升蒸气。 26、（ ）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。 A

A、冷凝器； B、蒸发器； C、再沸器； D、换热器。 27、在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C

A、浮阀板； B、喷射板； C、加料板； D、分离板。 28、在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（ ）。 A A、精馏段； B、提馏段； C、进料段； D、混合段。 29、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。 30、（ ）是指离开这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。 C

A、浮阀板； B、喷射板 C、理论板； D、分离板。

四、判断题：

1、若过热蒸汽状态进料，q线方程的斜率>0；( ) 对

2、理论板图解时与下列参数:F,xF,q，R，α，xD，xW无关；( ) 错

3、连续精馏塔，塔顶及塔底产品分别为D及W，则提馏段液汽比总是大于1，精馏段液汽比总是小于1。( ) 对

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4、精馏设计时,采用相同的塔釜蒸发量，则冷加料比热加料需要较少理论板数。( ) 错

五、问答题：

1、试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。 取较小回流比时，为达到一定的分离程度需要的理论板层数要多，使设备费高，随回流比加大，所需理论板数减少，使设备费降低，同时操作费增加；但若继续加大回流比，则会因塔径，换热器的加大，而使设备费又将上升。操作回流比Ｒ应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R＝（1.1～2）Rmin。

2、在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成xD和易挥发组分的收率η不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需理论板层数将如何变化： （１）加大回流比R，＿＿＿＿；

（２）提高操作压强P，＿＿＿＿；

（３）提高加料温度t，回流比R保持不变＿＿＿＿＿； （４）增加生产能力30％（仍能正常操作）。＿＿＿＿

(1)ＮT↓； (2)α↓，ＮT↑； (3)ｑ↓，ＮT↑； (4)不变

3、精馏操作时，若F、xF、q、R均不变，而将塔顶产品量D增加，其结果将导致塔顶组成xD、塔底残液xW如何变化？试定性分析。

xD、xW均下降。

理由：由F不变、D增加可知W变小；由F、q、R不变，可知V??R?1?D??q?1?F随

，D增大而增大，因而，提馏段操作线斜率力提高，xW?。

L?V??V??WV??1?WV?将变小，提馏段理论板分离能

至于xD的变化情况需用排除法确定，过程如下：R不变，则精馏段操作线斜率不变。假设xD不变或变大，作图可知，理论板数均比原工况时的多（见附图1、2），这与理论板数固定相矛盾。所以，xD只能变小。

附图 附图2

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’4、某板式精馏塔，提馏段ｎ'板上液相浓度为Xn，试在下面y?x图中表示该板下一层板上

升的汽相组成y，。如ｎ'板为理论板，标示出ｎ'板上升蒸汽的组成。如n'板为实际板，定n?1性标示出n'板上升蒸汽组成。

5、简述简单蒸馏与精馏的区别。

简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。

6、精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?

冷凝器提供液相产品与液相回流，再沸器提供塔内上升的蒸气。

7、设计一精馏塔时，回流比选取的大小对塔板数有何影响?

回流比越大，达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。

8、精馏操作中，在下限操作时，能否达到所要求的分离精度？为什么?

不能，若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板，实际上是不可能的。 9、精馏操作中，在上限操作时对实际生产有无意义？一般在什么情况下采用?

在上限操作时，产品量为零，对实际生产无意义，一般在科研、装置开工期间或紧

急停工时采用。

10、为什么再沸器相当于一块理论板?

在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。

11、用逐板计算法求理论板层数时，为什么用一次相平衡方程就计算出一层理论板?

使用一次相平衡方程，就意味着物料达到一次气液平衡，就相当于越过一块理论板。

12、用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板?

每一个梯级与平衡线相交一次，表示汽、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。

13、对于正在操作中的精馏塔，若改变其操作回流比，对塔顶产品浓度会有何影响? 回流比越大，塔顶产品浓度越高。

14、设计一精馏塔时，进料量对塔板层数有无影响？为什么?

进料量对塔板层数无影响，影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热

状况以及回流比。

15、用q代表进料热状况，说明q=0，q=1，0＜q＜1时的意义。

q=0表示饱和气相进料，q=1表示饱和液相进料，0＜q＜1表示气液混合进料。

16、塔板的作用是什么?

9

塔板的作用是提供气液接触的场所。

六、计算题：

1、（15分）

分离苯一甲苯混合液，原料液中含苯0.5（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出液中要求含苯0.95，塔顶用分凝器一全凝器流程（如图），测得塔顶回流液中含苯0.88，离开塔顶第一层理论板的液体含苯0.79，求：

(1)操作条件下平均相对挥发度?； (2)操作回流比R； (3)最小回流比Rmin。

V 分 凝 器 全 凝器 L D D,x

解：（1） xD??xL1?(??1)xL

将xD?0.95,xL?0.88代入得：

0.95? 解之得： ??2.59 (5分)

1?(??1)?0.88??0.88(2)设离开第一块理论板的汽相组成为y1，y1??xL1?(??1)xL?2.59?0.791?1.59?0.79?0.907

?Vy1?LxL?DxD?V?0.907?L?0.88?D?0.95??) 即 ?V?(R?1)D又 ?V?L?D?(R?1D

?L?RD?L?RD??解之得： R?1.5 9 （5分） （3）q?1, yF?*?xF1?(??1)xFxD?yFyF?xF**?2.59?0.51?1.59?0.5?0.721

Rmin?2、（15分）

?0.9?50.721?1.04 （5分）

0.72?10.5由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，每小时加入甲醇水溶液100kmol，其中甲

醇含量为0.3（摩尔分率，下同），要求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。塔顶采用全凝器，泡点进料，塔内只有一层理论板，料液就在这一板上加入，且不用回流。在操作范围内，相对挥发度??5.8。试求：

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