1、第三部分蒸餾一、填空題1、蒸餾是用來分離均相液體混合物的單元操作。2、含乙醇 12%（質量百分數）的水溶液，其乙醇的摩爾分率為5.07%。3、蒸餾操作是借助于液體混合物中各組分揮發度的差異而達到分離的目的。4、進料板將精餾塔分為精餾段和提餾段。5、理想溶液的氣液相平衡關系遵循拉烏爾定律。6、當一定組成的液體混合物在恒這一總壓下，加熱到某一溫度，液體出現第一個氣泡，此溫度稱為該液體在指定總壓下的泡點溫度，簡稱泡點。7、在一定總壓下準卻氣體混合物，當冷卻到某一溫度，產生第一個液滴，則此溫度稱為混合物在指定總壓下的露點溫度，簡稱露點。8、理想溶液中各組分的揮發度等于其飽和蒸氣壓。9、相對揮發度的大小

2、反映了溶液用蒸餾分離的難易程度。10、在精餾操作中，回流比的操作上限是全回流。11、在精餾操作中，回流比的操作下限是最小回流比。12、表示進料熱狀況對理論板數的影響的物理量為進料熱狀況參數。13、q 值越大，達到分離要求所需的理論板數越少。14、精餾塔中溫度由下而上沿塔高的變化趨勢為逐漸降低。15、當分離要求一定，回流比一定時，在五種進料狀況中，冷液進料的 q 值最大，此時，提餾段操作線與平衡線之間的距離最遠，分離所需的總理論板數最少。16、精餾過程是利用部分冷凝和 部分汽化的原理而進行的。精餾設計中，回流比越大，所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現先

3、降后升的變化過程。17、精餾設計中，當回流比增大時所需理論板數減小（增大、減小），同時蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量 增大（增大、減小），塔頂冷凝器中冷卻介質消耗量 減小 （增大、減小），所需塔徑增大 （增大、減小）。18、分離任務要求一定， 當回流比一定時， 在 5 種進料狀況中 ,冷液體進料的 q 值最大，提餾段操作線與平衡線之間的距離最遠, 分離所需的總理論板數最少。19、相對揮發度 =1，表示不能用普通精餾分離分離，但能用萃取精餾或恒沸精餾分離。20、某二元混合物， 進料量為 100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔頂 xD 不小于 0.9，則塔頂最大產量為66.7 kmol/h。2

4、1、精餾操作的依據是 混合液中各組分的揮發度差異必要條件包括 塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣，實現精餾操作的。22、對于均相物系，必須造成一個兩相物系才能將均相混合物分離。 蒸餾 操作采用 改變狀態參數 的辦法（如加熱和冷卻） 使混合物系內部產生出第二個物相（氣相）。23、溶液中各組分的揮發度 v可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率來表示，即vA=pA/xAvB =pB/xB24、溶液中易揮發組分的揮發度對難揮發組分的揮發度之比為相對揮發度。其表達式有： =vA /vB=（pA /xA） /（pB/x B）=yAxB/yBxA25、氣液兩相呈平衡狀態時， 氣液兩相溫度相同，但氣相組

5、成大于液相組成；若氣液兩相組成相同，則氣相露點溫度大于液相泡點溫度。26、精餾過程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理進行的，精餾操作的依據是混合物中各組分揮發度的差異，實現精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底產生上升蒸汽。精餾塔中各級易揮發組分濃度由上至下逐級降低；27、精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，原因之一是： 塔頂易揮發組分濃度高于塔底，相應沸點較低；原因之二是：存在壓降使塔底壓力高于塔頂，塔底沸點較高。28、當塔板中離開的氣相與液相之間達到相平衡時，該塔板稱為理論板。29、精餾過程中，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頂液相產品及保證由適宜的液相回流。

6、30、在一定操作條件下，精餾段內自任意第n 層板下降的液相組成xn 與其相鄰的下一層板（第n+1 層板）上升蒸汽相組成yn+1 之間的關系。在 xy坐標上為直線，斜率為 R/R+1，截距為 xD /R+1。31、在一定操作條件下， 提餾段內自任意第m 層板下降的液相組成xm與其相鄰的下一層板（第 m+1 層板）上升蒸汽相組成 ym+1之間的關系。L除與 L 有關外，還受進料量和進料熱狀況的影響。32、實際操作中，加入精餾塔的原料液可能有五種熱狀況： （ 1）溫度低于泡點的冷液體；（2）泡點下的飽和液體；（ 3）溫度介于泡點和露點的氣液混合物； （4）露點下的飽和蒸汽；（ 5）溫度高于露點的過熱

7、蒸汽。33、R=L/D=，操作線與對角線重合，操作線方程yn=xn-1 ，達到給定分離程度所需理論板層數最少為Nmin。34、精餾設計中， 當回流比增大時所需理論板數減少，同時蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量增加， 塔頂冷凝器中冷卻介質消耗量增加，操作費用相應增加， 所需塔徑增大。35、精餾操作時，若F、 D、 xF、q、R、加料板位置都不變，將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產品組成xD 變大。36、精餾設計中，回流比愈大，操作能耗愈大，隨著回流比逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現先減小后增大的過程。37、理想溶液是指各組分在全濃度范圍內都服從拉烏爾定律的溶液。39、簡單蒸餾過程中， 釜內易揮發組

8、分濃度 _逐漸降低 _，其沸點則 _逐漸升高。40、 已知 q=1.3，則加料中液體量與總加料量的比是_1_。某精餾塔設計時， 若將塔釜由原來簡介蒸汽加熱改為直接蒸汽加熱，而保持 xF，D/F,q,R，xD 不變，則 W/F 將變大，xW 將 減小，提餾段操作線斜率將不變，理論板數將增加。41、某二元物系，相對揮發度a=2.5，對 n,n-1 兩層理論塔板，在全回流條件下，已知 xn，則n-1（塔板從上往下數），（塔板從下往上數）。=0.35y= 0.770.3542、在進行連續精餾操作過程中， 隨著進料過程中輕組分組成減小， 塔頂溫度逐漸升高 ，塔底釜液殘液中輕組分組成減小。43、操作中的精

9、餾塔，若增大回流比，其他操作條件不變， 則精餾段的液氣比增大，塔頂餾出液組成變大。44、若某精餾過程需要16 塊理論塔板（包括再沸器）其填料的等板高度為 0.5m，則填料層有效高度為8m。45、某精餾塔塔頂上升蒸汽組成為 y，溫度為 T，經全凝器冷凝到泡點溫度t，部分回流液入塔，其組成為 x，則 y= x,T t。46、現設計一連續精餾塔，保持塔頂組成xD 和輕組分回收率不變，若采用較大的回流比，則理論塔板數將減少，而加熱蒸汽的消耗量將增大；若進料中組成變輕， 則進料位置應上移使 xD 和輕組分回收率不變， 若將進料物流焓增大，則理論塔板數將增多，塔底再沸器熱負荷將減少。二、選擇題1、理想溶液

10、的特點是： 相同分子間的作用力 （A：大于B：等于C：小于B）不同分子間作用力。D：不能確定2、實驗表明，當由兩個完全互溶的揮發性組分所組成的理想溶液，其氣液平衡關系服從（C）。A：亨利定律B：費克定律 C：拉烏爾定律D：牛頓粘性定律3、雙組分理想溶液的t-x-y圖中，下方曲線稱為（B）。A：飽和蒸氣線B：飽和液體線C：飽和蒸氣壓線D：露點線4、關于理論板理列說法錯誤的是（C）A：理論板可作為衡量實際塔板分離效率的依據和標準。B：離開理論板的氣、液兩相互成平衡。C：實際塔板即為理論板，二者之間無區別。D:理論板為假想板，實際并不存在。5、關于恒摩爾流假定，下列說法中正確的是（D）A ：恒摩爾流

11、假定在任何條件下均可成立。B ：恒摩爾氣化是指精餾段上升蒸氣摩爾流量與提餾段上升摩爾流量相等。C ：恒摩爾流假定是指精餾段上升蒸氣摩爾流量與下降液體摩爾流量相等。D ：由恒摩爾流假定可知，精餾段上升蒸氣和下降液體有如下關系： L 1=L 2= =L ，V1=V2=V6、下列關于相對揮發度的說法中正確的是（A）A：相對揮發度的大小，反映了溶液用蒸餾分離的難易程度。B ： =1的溶液稱為恒沸物。C ：越大，溶液越容易分離。D： 越 小 ， 溶 液 越 容 易 分 離 。7、關于精餾原理的敘述錯誤的是（A）A：精餾過程是簡單蒸餾的重復過程。B：要維持精餾操作的高純度分離，塔頂必須得設全凝器。C：要維

12、持精餾操作的高純度分離，塔底必須得設再沸器。D：有液相回流和氣相回流，是精餾過程的主要特點。8、二元溶液連續精餾計算中，進料熱狀況的變化將引起以下線（A）A：提餾段操作線與q 線B：平衡線C：平衡線與精餾段操作線D：平衡線與 q 線9、連續精餾塔的操作中若采用的回流比小于原回流比，則（D）A： xD 增大， xW 增大B：xD 減小， x W 減小C： xD 增大， xW 減小D：xD 減小， xW 增大10、提餾段溫控是指將靈敏板取在提餾段的某層塔板處，若靈敏板溫度降低，則要使塔釜產品合格，應采取的調節手段為（B）A：適當增大回流比B：適當減小回流比C：適當增大再沸器的加熱量D：適當減小再沸

13、器的加熱量11、在精餾操作中當進料量大于出料量時，會引起（A）A：淹塔B：塔釜蒸干C：漏液D：返混12、關于恒沸精餾和萃取精餾下列說法錯誤的是（C）A ：這兩種方法都是在被分離的混合液中加入第三組分。B：這兩種方法都是分離相對揮發度 =1的恒沸物或相對揮發度過低的混合液。C：這兩種方法在被分離的混合液中加入第三組分后，都能形成有明顯界面的兩相。D：所選取的第三組分的熱穩定性較好。13、依據液體混合物中各組分揮發度的差異，使混合液中各組分達到一定程度的分離的操作叫（B）.A ：吸收B：精餾C：液 -液萃取D：干燥14、關于理想溶液，下列說法中錯誤的是（C）A ：理想溶液中相同分子與相異分子間的作

14、用力相等。B：理想溶液在混合過程中無容積效應。C：理想溶液在混合過程中有熱效應。D：理想溶液符合拉烏爾定律。15、精餾操作中，若進料組成、流量和氣化率不變，增大回流比，則精餾段操作線方程的斜率（A）A：增加B：減小C：不變D：不能確定16、全回流時，理論塔板數為（C）A ： 0B： C：NminD：不能確定17、間歇蒸餾和平衡蒸餾的主要區別在于（C）A ：前者是一次部分氣化，后者是多次部分氣化B：前者是穩態過程，后者是不穩態過程C：前者是不穩態過程，后者是穩態過程D：不能確定18、當增大操作壓強時，精餾過程中物系的相對揮發度（B）。A ：增大B：減小C：不變D：不能確定19、精餾塔的塔底溫度總

15、是（A）塔頂溫度。A ：高于B：低于C：等于D：小于等于20、關于 x-y 圖，下列說法中錯誤的是（D）A ：平衡曲線偏離參考線愈遠，表示該溶液愈容易分離。B：平衡曲線總是位于參考線上方C：當總壓變化不大時，外壓對平衡曲線的影響可以忽略。D：平衡曲線離參考線愈近，表示該溶液愈容易分離。21、操作中的精餾塔，保持進料量F、進料組成 xF、進料熱狀況參數q、塔釜加熱量 Q 不變，減少塔頂餾出量D，則塔頂易揮發組分回收率_B_。（ A）變大 （B）變小 （ C）不變 （D）不確定22、操作中的精餾塔，保持 F、x F、q、D 不變，若采用的回流比 RRmin，則xD_B_， xW _A_。（A） 變

16、大（B）變小（ C）不變（D）不確定23、已知q=1.1，則加料中液體量與總加料量之比為C。A1.1:1B1:1.1C1:1D0.1:1/24、精餾中引入回流，下降的液相與上升的汽相發生傳質使上升的汽相易揮發組分濃度提高，最恰當的說法是D。A 液相中易揮發組分進入汽相；B 汽相中難揮發組分進入液相；C 液相中易揮發組分和難揮發組分同時進入汽相，但其中易揮發組分較多；D 液相中易揮發組分進入汽相和汽相中難揮發組分進入液相必定同時發生。25、某二元混合物， 其中 A 為易揮發組分， 液相組成 xA =0.6，相應的泡點為t1，與之相平衡的汽相組成yA =0.7，相應的露點為t2，則AA t=t2B

17、 t t2D 不確定11126、某二元混合物， 進料量為 100kmol/h，x F=0.6，要求得到塔頂 xD 不小于 0.9，則塔頂最大產量為B。A60kmol/hB66.7kmol/hC90kmol/hD不能定27、精餾操作時，若 F、D、xF、q、R、加料板位置都不變，而將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產品組成 xD 變化為BA變小B變大C不變D不確定28、在一二元連續精餾塔的操作中，進料量及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度A，塔頂低沸點組分濃度B，塔底溫度C，塔底低沸點組分濃度A。A升高B下降C不變D不確定29、某二元混合物， =3，全回流條件下 xn=0.3，則

18、 yn-1=BA0.9B0.3C0.854D0.794。30、某二元混合物， 其中 A 為易揮發組分， 液相組成 xA =0.4，相應的泡點為t1，氣相組成為 yA=0.4，相應的露點組成為t2，則B。A t1=t2Bt1t2D不能判斷31、某二元混合物，=3，全回流條件下 xn=0.3，則 yn-1=DA 0.9B0.3C0.854D0.79432、精餾的操作線是直線，主要基于以下原因D。A理論板假定B理想物系C塔頂泡點回流D恒摩爾流假設33、某篩板精餾塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應采取的措施是B。A 塔板受腐蝕，孔徑增大，產生漏液，應增加塔釜熱負荷B 篩孔被堵

19、塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應降低負荷操作C 塔板脫落，理論板數減少，應停工檢修D 降液管折斷，氣體短路，需更換降液管34、二元溶液連續精餾計算中，進料熱狀態的變化將引起以下線的變化B 。A 平衡線B 操作線與 q 線C 平衡線與操作線D 平衡線與 q 線35、精餾塔設計時，若F, xf, xD, xW, V （塔釜上升蒸汽量）均為定值，將進料狀況從 q改為 q，則理論板數（C），塔頂冷凝器熱負荷（A），塔釜再沸器熱負荷（B）減少不變增加不確定36、精餾中引入回流， 下降的液相與上升的氣相發生傳質，使上升中的易揮發組分濃度提高，最恰當的說法是由于D。A. 液相中易揮發的組分進入氣相B

20、.氣相中難揮發的組分進入液相C. 液相中易揮發的組分和難揮發組分同時進入氣相，但其中易揮發組分較多D. 液相中易揮發組分進入氣相和氣相中難揮發的組分進入液相的現象同時發生37、精餾過程的操作線為直線，主要基于B。A.塔頂泡點回流B.恒摩爾流假定C.理想物系D.理論版假定38、二元連續精餾計算中。 進料熱狀態的變化將引起以下線的變化B。A.平衡線B.操作線和q 線C.平衡線和操作線D.平衡線與q 線39、由 A 、 B 兩組分組成的理想溶液。在120下兩組分的飽和蒸汽壓分別是PA=120kPa， PB=48kPa，其相對揮發度為D。A.0.5B.1C.2D.2.540、相對揮發度為 aAB =2

21、 的雙組分混合物，當氣相與液相達到平衡時，兩相間組成的關系是A。A.y A xAB. .yA xAC. yA = xA41、在精餾塔內任意一塊理論塔板上，其液相的泡點溫度等于 。（高于、低于、等于）氣相的露點溫度，其原因是氣、液相呈平衡。三、判斷題1、精餾用板式塔，吸收用填料塔。（ ）2、恒摩爾流假定在任何條件下都成立。（ ）3、若以過熱蒸氣進料時，q 線方程斜率 0。（ ）4、若某溶液氣液相平衡關系符合亨利定律，則說明該溶液是理想溶液。（ ）5、組分 A 和 B 的相對揮發度 =1的混合溶液不能用普通精餾的方法分離。（）6、當分離要求和回流比一定時， 進料的 q 值越大，所需總理論板數越多。

22、（ ）7、用圖解法求理論板數時，與下列參數有關：F、 F、q、R、 、D、 、D 、 D。（ ）8、精餾操作時，操作流比為最小回流比時所需理論板數為無窮多。（ ）9、間歇蒸餾為穩態生產過程。 （）10、在精餾操作中，減壓對組分的分離有利。（）11、某連續精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距等于零，則精餾段操作線斜率等于1。（ ）12、全回流時，塔頂產品量D。（ ）13、精餾塔的塔底溫度總是低于塔頂溫度。（ ）14、在精餾塔內任意一塊理論板，其氣相露點溫度大于液相的泡點溫度。15、根據恒摩爾流假定， 精餾塔內氣、 液兩相的摩爾流量一這相等。16、回流比相同時， 塔頂回流液體的溫度越高， 分離效果越

23、好。（ ）（ ）（ ）17、恒沸精餾和萃取精餾均采取加入第三組分的辦法得以改變原物系的相對揮發度。（ ）18、板式精餾塔自下而上液體中輕組分濃度分布特點為逐板降低。（）19、在壓強一定時，均相液體混合物具有恒定的沸點。（）20、由 A.B 兩組分組成的理想溶液中，其相對揮發度可以用同溫下的兩純組分的飽和蒸氣壓的比值來表示。 （）四、簡答題1、精餾的原理是什么？答：精餾是指液體混合物經同時多次地部分氣化和部分冷凝，最后分離成近乎純態的液體的分離過程。2、壓強對相平衡關系有何影響？精餾塔的操作壓強增大， 其他條件不變，塔頂、塔底的溫度和組成如何變化？答：一定溫度下，總壓增大，物系中各組分的飽和蒸氣

24、壓隨之升高，各組分揮發度差異變小。精餾塔的操作壓強增大，其他條件不變，塔頂、塔底的溫度將增大，塔頂組成將減小，塔底組成將增大。3、精餾塔中氣相組成、液相組成以及溫度沿塔高如何變化？答：精餾塔氣相中輕組分濃度沿塔高逐漸增濃，液相中輕組分濃度沿塔高逐漸增濃，溫度沿塔高逐漸降低。4、恒摩爾流假定的主要內容是什么？簡要說明其成立的條件。答：恒摩爾流假定的主要內容是： 精餾段每塊塔板上升的蒸氣摩爾流量彼此相等，下降的液體流量也各自相等；同理，提餾段亦然。即：精餾段： L 1L 2L 3 L n L；V 1V 2V 3 V nV提餾段： L 1 L 2L 3 L n L ； V 1V 2 V 3 V nV

25、且 LL，VV。恒摩爾流假定成立的條件： 各組分的摩爾氣化焓相等； 氣液接觸時因溫度不同而交換的熱量可以忽略；塔設備保溫良好，熱損失可以忽略不計。5、進料熱狀態有哪些？對應的q 值分別是多少？答：進料的熱狀況有以下五種：冷液進料泡點進料氣液混合進料露點進料過熱蒸氣進料。對應的 q 值范圍分別為：冷液進料，q 0； 泡點進料， q1；氣液混合進料，0q1；露點進料， q 0；過熱蒸氣進料， q0。6、q 值的物理意義是什么？答：q 值的物理意義：將 1kmol 原料變成飽和蒸汽所需的熱量與原料的摩爾汽化熱之間的比值關系，其在數值上等于進料中液相所占的分率。7、在進行精餾塔的設計時，若將塔釜間接蒸

26、氣加熱改為直接蒸氣加熱，而保持進料組成及熱狀況、塔頂采出率、回流比及塔頂餾出液組成不變，則塔釜產品量和組成，提餾段操作線的斜率及所需的理論板數如何變化？答：在上述條件下，塔釜產品量增加，組成減小，提餾段操作線斜率不變，所需的理論板數增加。分析：在D、 D/F、 xF 、 R 已定時，兩種蒸氣加熱時的操作線位置相同，區別只是直接蒸氣加熱的提餾段操作線將原間接加熱的提餾段操作線延長至y0的 x 軸上，其交點為直接蒸氣加熱時的塔底組成，故梯級線也應同時跨越新的 xW 而略有增加，這是因為直接蒸氣的稀釋作用，需稍增加塔板層數回收輕組分。由于Dx D恒定，故 W(1) xF ，當 xW 降低時，W 必然

27、增Fx FFxWF加。8、什么是理論板？說明理論板與實際塔板的關系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液相組在達到平衡的塔板。理論板和實際塔板間存在如下關系：NTN9、什么叫理論板？說明理論板與實際塔板間的關系。答：理論板是指離開該板的蒸氣和液體組成達到平衡的塔板。理論板與實際塔板間存在如下關系：NTE100%N10、在精餾生產中，將靈敏板取在精餾段某層塔板處，發現靈敏板溫度升高，請說明此時會對塔頂產品什么影響？應采取什么手段進行調節？答：靈敏板溫度升高，則塔頂產品組成xD 下降，應采取增大回流比的方法進行調節。11、精餾塔在一定條件下操作時，試問將加料口向上移動兩層塔板，此時塔頂和塔底產品組成將

28、有何變化？為什么？答：當加料板從適宜位置向上移兩層板時，精餾段理論板層數減少，在其它條件不變時，分離能力下降，xD ，易揮發組分收率降低，xW 12、精餾塔在一定條件下操作，試問：回流液由飽和液體改為冷液時，塔頂產品組成有何變化？為什么？答：從泡點回流改為冷液回流時，xD 。其原因是：冷液回流至塔頂時，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂第一板的飽和溫度。冷凝部分中含難揮發組分較大，使氣相易揮發組分增濃。 同時，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內的內回流，這也有利于分離。13、為什么精餾操作需要塔頂回流？答：主要是為了保持塔內下降的液流，使精餾塔保持穩定操作。14、簡單蒸餾與精餾有

29、什么相同和不同？、答：它們同屬蒸餾操作。簡單蒸餾是不穩定操作，只能得到一種產品，產品無需回流，產量小。精餾是復雜的蒸餾，可以是連續穩定過程，也可以是間歇過程。精餾在塔頂、底可以獲得兩種產品。精餾必須有回流。15、一套完整的精餾裝置，由由哪幾個部分構成？答：主體是精餾塔，塔底有再沸器，塔頂有冷凝器，產品貯槽以及加料裝置。16、精餾塔進料的熱狀況對提餾段操作線有何影響？答：進料的熱狀況不同， q 值及 q 線的斜率也不同，故q 線與精餾段操作線的交點亦因進料熱狀不同而變動 ,從而提餾段操作線的位置也就隨之而變動。17、精餾塔進料量對塔板層數有無影響？為什么？答：無影響。因從圖解法求理論板數可知，影

30、響塔板層數的主要參數是x， x， x， R和 q。而進料量的改變對上述參數都無影響，所以對塔板數無影響。18、精餾操作中，加大回流比時，對塔頂產品有何影響？為什么？答：當精餾塔的塔板數已固定， 若原料的組成及其受熱狀況也一定時， 則加大回流比 R 可以提高產品的濃度（因操作線改變） ，但由于再沸的負荷一定（即上升蒸汽 V 一定），此時 R 加大會使塔頂產量下降 因 V=（R+1）D，而 R則 D，即降低塔的生產能力。19、用一般的精餾方法，能否得到無水酒精？為什么？答：用一般的精餾方法， 不能得到無水酒精， 因為乙醇一水溶液是具有最大正偏差的溶液，這種溶液在 t-x-y 圖上溫度出現最低共沸點

31、， 而在 y-x 圖上出現拐點，在該點上，氣液相組成相同，即y=x=0.894，直到蒸干為止，濃度仍無改變。20、精餾塔中精餾段與提餾段的作用？答：精餾段是利用回流液把上升蒸汽中難揮發組分 （又叫重組分）逐步冷凝下來，同時回流液中揮發組分 （又叫輕組分） 汽化出來， 從而在塔頂得到較純的易揮發組分。提餾段是利用上升蒸汽把液相中易揮發的組分汽化出來， 同時上升蒸汽中的難揮發組分逐板冷凝下來，從而在塔釜獲得較純的難揮發組分。四、計算題1、用連續精餾塔每小時處理 100 kmol 含苯 40%和甲苯 60%的混合物，要求餾出液中含苯 90%，殘液中含苯 1%（組成均以 kmol% 計）。試求： (1

32、)餾出液和殘液各多少 kmol/h。(2)飽和液體進料時， 已估算出塔釜每小時汽化量為 132kmol，問回流比為多少？答： F=D+WFxF DxD Wx WW=56.2kmol/hD=43.8kmol/h q=1v=vL=V -D=132-43.8=88.2R=L/D=88.2/43.6=2.022、用常壓連續精餾塔分離某二元理想混合物，已知相對揮發度 =3，加料量F=10kmol/.h，飽和蒸汽進料，進料中易揮發組分濃度為 0.5(摩爾分率，下同 ) ，塔頂產品濃度為 0.9,塔頂蒸汽全凝液于泡點下回流， 回流比 R=2Rmin，易揮發組分的回收率為 90%，塔釜為間接蒸汽加熱，試計算提

33、餾段上升蒸汽量。答： 3，F=10kmol.h , q=0, x =0.5, x 0.9, =0.9, R=2.0Rmin V=?解 :q=0 V=V-F=(R+1)D-F y xx y / -(-1)y =0.5/(3-2 0.5)=0.25Rmin=(x y ）/（ y x ） (0.9-0.5)/(0.5-0.25)=1.6R=2.0Rmin=2 16=3.2D= Fx/x0.9 10 0.5/0.9=5kmol/hV =(3.2+1)5-10=11kmol/h3、在常壓連續精餾塔中分離理想二元混合物，進料為飽和蒸汽,其中易揮發組分的含量為 0.54（摩爾分率），回流比 R=3.6，提餾

34、段操作線的斜率為1.25，截距為 -0.0187，求餾出液組成 x答： q 線方程 :y=x=0.54(1)精線方程 :y=0.7826x+0.217x(2)提段方程 :y=1.25x-0.0187=0.54(3)式 (1)與(3)聯立得兩操作線交點坐標x=0.447將 y=0.54， x=0.447 代入 (2)得x=0.87644、用常壓精餾塔分離雙組分理想混合物，泡點進料，進料量 100kmol./h， 加料組成為 50%,塔頂產品組成 x 95，產量 D50kmol/h，回流比 R=2Rmin，設全塔均為理論板， 以上組成均為摩爾分率。 相對揮發度 3。求：（1）.Rmin(最小回流比

35、 ) （2）.精餾段和提餾段上升蒸汽量。 （3）.列出該情況下的精餾段操作線方程。答：（ 1） .y= x/1+(-1)x=3x/(1+2x)泡點進料 q=1, x=x=0.5,yq=3 0.5/(1+2 0.5)=1.5/2=0.75Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9Rm=4/5=0.8（ 2） .V=V=(R+1)D=(20.8+1) 50=130kmol.h（ 3） .y=R/(R+1)x+x /(R+1)=0.615x+0.3655、某二元系統精餾塔在泡點下進料，全塔共有三塊理論板及一個再沸器，塔頂采用全凝器，進料位置在第二塊理

36、論板上，塔頂產品組成x=0.9（摩爾分率），二元系統相對揮發度4，進料組成為 x0.5（摩爾分率），回流比 R1 時，求： (1) 離開第一塊板的液相組成X1 為多少？ (2) 進入第一塊板的氣相組成y2為多少？ (3) 兩操作線交點 d 的氣液組成？答：y1=xd=0.9,x1=0.9/(4-3 0.9)=0.692, y2=1 0.692/(1+1)+0.9/2=0.796, xd=xf=0.5,yd=0.5/2+0.9/2=0.76、已知某精餾塔進料組成xf 0.5，塔頂餾出液組成xd 0.95，平衡關系 y0.8x 0.2，試求下列二種情況下的最小回流比 Rmin。(1)飽和蒸汽加料；

37、 (2)飽和溶液加料。答： Rmin=(x d-yq )/(yq -xq) -(1)yq=0.8xq+0.2 -(2)yq=q xq/(q-1)-xf/(q -1) -(3) q=0, 由(3) yq =xf=0.5,由(2) xq=(0.5-0.2)/0.8=0.375, Rmin=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 q=1, 由(3) x q=xf=0.5,由(2) yq=0.80.5+0.2=0.6 Rmin=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.57、由一層理論板與塔釜組成的連續精餾塔，每小時向塔釜加入含甲醇40 (摩爾分率 )的甲醇水溶液 100kmol，要

38、求塔頂餾出液組成 x D=0.84，塔頂采用全凝器，回流比 R3，在操作條件下的平衡關系為 y0.45x 0.55，求： (1)塔釜組成 x； (2)每小時能獲得的餾出液量D 和塔釜液 W。答案y1=xD=0.84,0.84=0.45x1+0.55,x1=0.64,yw =3 0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45 xw+0.55,x w=0.311, D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol/h)，W=100-16.8=83.2(kmol/h)8、分離苯和甲苯混合液，進料組成為0.4，餾出液組成為0.95，殘液組成為0.

39、05（以上組成均為苯的摩爾分率） 。苯對甲苯的平均相對揮發度為2.44。泡點進料，塔頂冷凝器為全凝器， 塔釜為間接蒸汽加熱。試求： (1)最小回流比； (2) 若回流比取最小回流比的1.2 倍，列出精餾段操作線方程，(3)列出提餾段操作線方程。答：yq2.44 0.（4/11.44 0）.4 0.62Rmin（x yq ）/（yqx）（ 0.95 0.62）/（0.62 0.4） 1.5 R 1.2 1.51.8y（ 1.8/2.8）x0.95/2.8 0.64x 0.34令F=1kmol/hFx=Dx+Wx0.4=0.95D+(1-D) 0.05解得q=1D=0.39kmol.hW=0.61

40、kmol./hL=L+qF=RD+F=1.8 0.39+1=1.7kmol./hV=V=(R+1)D=2.8 0.39=1.09kmol./h y=Lx/V -Wx /V=1.7x/1.09-0.61 0.05/1.09=1.56x-0.028y1.56x 0.0289、用常壓連續精餾塔分離苯甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔頂餾出液中含苯0.9（以上為摩爾分率） 。進料為飽和蒸汽，苯對甲苯的相對揮發度 2.5，操作回流比為最小回流比的 1.5 倍，塔頂采用全凝器。 試求離開塔頂第二層理論板的蒸汽組成。xf=0.4,xq=yq/(xD =0.9,q=0, =2.5,-(-1)yq)=0.4/(

41、2.5-1.5 0.4)=0.21,Rmin=(xD -yq)/(y q-xq)=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63,R=1.5Rmin,R=1.52.63=3.945,x1=y1/( -(-1)y1=0.9/(2.5-1.5 0.9)=0.783,y2=Rx1/(R+1)+x D /(R+1)=3.945 0.783/(3.945+1)+0.9/(3.945+1)=0.80710、某廠用一連續精餾塔在常壓下連續精餾從粗餾塔來的濃度為0.282（摩爾分率）的乙醇飽和蒸汽。要求精餾后得濃度為 92%（質量 %）的酒精 500kg.h ,而廢液中含酒精不能超過 0.004（摩爾分率

42、）。采用間接蒸汽加熱， 操作回流比選用3.5。試求： (1)進料量和殘液各為多少 kmol/h? (2)塔頂進入冷凝器的酒精蒸汽量為多少 kmol/h? (3)列出該塔提餾段操作線方程； (4)列出 q 線方程。附：乙醇分子量 46答： 1）F，Wx=（92/46） /（92/46+8/18） =0.818塔頂酒精平均分子量M=Mx=46 0.818+18 0.182=40（.9kg/kmol ） D=500/40.9=12.2 kmol./h代入： F=12.2+WF=35.7 kmol./hF 0.282=12.2 0.818+W 0.004, W=23.kmol/5.h2) V:V=(R

43、+1)D=(3.5+1) 12.2=54.9kmol./h3）提餾段操作線：L=L+qFq=0 L =L而 L=DR=12.23.5=42.7 kmol.h代入方程：L WxW=(42.7/42.7 23.5)x (23.5/42.7 23.5) 0.004=2.22x y x L WL W0.0049或： Ym+1=2.22Xm -0.00494)q 線y=（q/q1)x(x/q-1) q=0 y=x =0.28211、某廠用一連續精餾塔在常壓下連續精餾濃度為50%（質量 %）的稀酒液。要求獲得濃度為0.82 摩爾分率的酒精700kg.h,殘液中含酒精不超過0.1%（質量 %）。采用間接蒸汽

44、加熱，操作回流比為3.5。試求： (1)進料和殘液各為多少kg.h？ (2) 塔頂進入冷凝器的酒精蒸汽量為多少kg.h？回流液量又為多少kg.h？(3)沸點進料時提餾段操作線方程。附：乙醇分子量46答： 1）F，W；x=（46 0.82）/(46 0.82+18 0.18)=0（.92質量分率）代入方程： F=700+W F=1289kg/.h F 0.5=700 0.92+W 0.001, W=589kg/.h 2）V， L：V= （R+1）D=4.5 700=3150kg./hL=DR=700 3.5=2450kg./h3）提餾段提作線方程：L =L+qF而 q=1 L=2450+1289

45、=3739kg/.h又： x=（0.001/46）/(0.001/46+0.999/18)=0.0004y L x WxW=(3739/3739 589)x (589/3739589) 0.0004L WL W-5=1.19x 7.5 10-5或： y=1.19x 7.5 1012、某精餾塔分離A.B混合液，以飽和蒸汽加料，加料中含A 和B 各為50%（ mol%），處理量每小時 100kmol，塔頂，塔底產品量每小時各為 50kmol。精餾段操作線方程為： y=0.8x+0.18.間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器， 試求：(1)塔頂，塔底產品液相組成； (2)全凝器中每小時蒸汽冷凝量； (3)塔釜每小時產生的蒸汽量 ,(4)提餾段操作線方程答： 1）xD， xW由方程 y=0.8x+0.18 可得：R/（R+1）=0.8,R=4xD/(R+1)=0.18,x=0.9 或90%又由FxF=Dx D+Wx W可得：xW =（100 0.-550 0.）9/50=0.1 或 10%2）V；V=(R+1)D=(4+1) 50=250 kmol/.h3)V :V =V-F=250-100=150kmol/.h4)提餾段操作線方程：L=L+qFq=0L=L而 L=DR=5