#化工原理蒸餾部分模擬試題及答案一、填空1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降后升的變化過程。2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）。3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 。4相對揮發度a=1,表示不能用普通精儲分離 分離，但能用萃取精儲或恒沸精儲分離.5某二元混合物，進料量為100kmol/h,xF=0.6,要求得到塔頂xD不小于0。9,則塔頂最大產量為66.7kmol/h。6精餾操作的依據是 混合液中各組分的揮發度差異，實現精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣 。7負荷性能圖有五 條線，分別是液相上限線 、液相上限線、_霧沫夾帶線、漏液線和液泛線。二、選擇1已知q=1.1,則加料中液體量與總加料量之比為C。A1.1：1 B1:1.1 C1：1 D0.1：12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。3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,貝^4 1A t1=t2 B t1<t2 C t1>t2 D不確定4某二元混合物,進料量為j00kmol/h,xF=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5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_B'A變小B變大C不變D不確定6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7某二元混合物，a=3,全回流條件下xn=0。3,則yn-1=BoA0。9B0。3 C0。854D0。7948某二元混合物,其中A為易揮發組分，液相組成xA=004,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。At1=t2 Bt1<t2 Ct1〉t2 D不能判斷9某二元混合物，a=3,，全回流條件下xn=0。3,則yn-1=DA0。9 B0.3 Cn0。854 0D0。79410精餾的操作線是直線，主要基于以下原因—DA理論板假定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11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」—.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DC塔頂泡點回流 D恒摩爾流假設11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」—.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12板式塔中操作彈性最大的是 B。A篩板塔B浮閥塔 C泡罩塔13下列命題中不正確的為A。A上升氣速過大會引起漏液 B上升氣速過大會引起液泛 C上升氣速過大會使塔板效率下降D上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶14二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15下列情況 D 不是誘發降液管液泛的原因.A液、氣負荷過大B過量霧沫夾帶C塔板間距過小 D過量漏液三、計算1某塔頂蒸汽在冷凝器中作部分冷凝,所得的氣、液兩相互成平衡。氣相作產品,液相作回流,參見附圖。塔頂產品組成為:全凝時為,分凝時為。設該系統符合恒摩爾流的假定,試推導此時的精餾段操作線方程。解： 由精餾段一截面與塔頂（包括分凝器在內）作物料衡算。，若回流比為R則對于全凝時精餾段操作線y1yo分凝器可知：當選用的回流比一致，且時兩種情況的操作線完全一致.在0上重合，分凝器相當于一塊理論板。2用一精餾塔分離二元液體混合物，進料量100kmol/h，易揮發組分xf=0。5,泡點進料，得塔頂產品xD=0.9,塔底釜液xW=0.05（皆摩爾分率），操作回流比R=1：61,該物系平均相對揮發度a=2.25，塔頂為全凝器，求：（1）塔頂和塔底的產品量（kmol/h）;⑵第一塊塔板下降的液體組成x1為多少;寫出提餾段操作線數值方程；最小回流比。解：（1）塔頂和塔底的產品量（kmol/h）；F=D+W=100（2）上述兩式聯立求解得 W=47.06kmol/h（1）D=52。94kmol/h(2)第一塊塔板下降的液體組成x1為多少；因塔頂為全凝器，(3)寫出提餾段操作線數值方程；則(4)最小回流比。泡點進料,q=1,3一精餾塔，原料液組成為0。5(摩爾分率)，飽和蒸氣進料,原料處理量為100kmol/h,塔頂、塔底產品量各為50kmol/h。已知精餾段操作線程為y=0.833x+0.15,塔釜用間接蒸氣加熱,塔頂全凝器,泡點回流。試求：塔頂、塔底產品組成；全凝器中每小時冷凝蒸氣量；蒸餾釜中每小時產生蒸氣量若全塔平均a=3.0,塔頂第一塊塔板默弗里效率Eml=0.6,求離開塔頂第二塊塔板的氣相組成.解：(1)塔頂、塔底產品組成；因, R=5又,由物料衡算得(2)全凝器中每小時冷凝蒸氣量；V=(R+1)D=300kmol/h(3)蒸餾釜中每小時產生蒸氣量；q=0,Vf=V-F=300—100=200kmol/h(4)求離開塔頂第二塊塔板的氣相組成。,故4在一常壓精餾塔內分離苯和甲苯混合物,塔頂為全凝器,塔釜間接蒸汽加熱,平均相對揮發度為2.47,飽和蒸汽進料。已知進料量為150kmol/h,進料組成為0.4(摩爾分率)，回流比為4,塔頂餾出液中苯的回收率為0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率為0。95。試求：(1)塔頂餾出液及塔釜采出液組成;(2)精餾段操作線方程；(3)提餾段操作線方程；(4)回流比與最小回流比的比值；(5)若全回流操作時,塔頂第一塊塔板的氣相默弗里板效率為0.6,全凝器液相組成為0.98,求由塔頂第二塊板上升的氣相組成。解：(1)塔頂餾出液及塔釜采出液組成；由 (a)(b)F=D+W+150 (c)(d)聯立(a)、(b)、(c)和(d)求解得：W=87。3kmol/h, D=62.7kmol/hxW=0o0206, xD=0o928(2)精餾段操作線方程；(3)提餾段操作線方程;飽和蒸氣進料,故q=0,則(4)回流比與最小回流比的比值；q=0，由 得，(5)求由塔頂第二塊板上升的氣相組成.，而全回流時，，代入上式可得：5在一常壓精餾塔內分離苯和甲苯混合物,塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為1000kmol/h,含苯0.4,要求塔頂餾出液中含苯0.9(以上均為摩爾分率)，苯的回收率不低于90%,泡點進料，泡點回流。已知。=2。5,取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：(1)塔頂產品量D、塔底殘液量W及組成x;(2)最小回流比；(3)精餾段操作線方程；(4)提w餾段操作線方程；(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？(6)若改用飽和蒸汽進料,仍用(4)中所用回流比,所需理論板數為多少？解：(1)塔頂產品量D、塔底殘液量W及組成xw;由,得：W=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算得(2)最小回流比;泡點進料,q=1,精餾段操作線方程;提餾段操作線方程；則(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成由操作線方程得(6)若改用飽和蒸汽進料,仍用(4)中所用回流比,所需理論板數又為多少.飽和蒸氣進料,q=0,由 得因,故6用一連續精餾塔分離苯-甲苯混合溶液,原料液中含苯0.40,塔頂餾出液中含苯0。95(以上均為摩爾分率).原料液為氣液混合進料,其中蒸汽占1/3(摩爾數比)。苯—甲苯的平均相對揮發度為2。5,回流比為最小回流比的2倍,試求：(1)原料液中汽相及液相的組成；(2)最小回流比；(3)若塔頂采用全凝器,求從塔頂往下數第二快理論板下降的液體組成。解：(1)設原料液液相組成為,汽相組成為(均為摩爾分率)則 (1)(2)聯立(1)式和(2)式,可得：(2)因q=2/3, (3)(4)聯立(3)和(4)可得：所以（3）精餾段操作線方程為 R=2X1。8=3.6則由 得7有某平均相對揮發度為3的理想溶液，其中易揮發組分的組成為60%（摩爾百分率，以下同），于泡點下送入精餾塔中，要求餾出液中易揮發組分組成不小于90%，殘液中易揮發組分組成不大于2％，試用計算方法求以下各項：每獲得餾出液時原料液用量；若回流比為1.5，它相當于最小回流比的若干倍；回流比為1。5時，精餾段需若干層理論板；假設料液加到板上后，加料板上溶液的組成不變,仍為0。6，求上升到加料板上蒸汽相的組成。解（1）原料液用量依題意知餾出液量,在全塔范圍內列總物料及易揮發組分的衡算，得：或由上二式解得，收集的餾出液需用原料液量為：回流比為最小回流比的倍數以相對揮發度表示的相平衡關系為：當時,與之平衡的氣相組成為：由于是泡點進料，在最小回流比下的操作線斜率為：因此解得故操作回流比為最小回流比的倍精餾段理論板數當回流比,相對揮發度為3時,精餾段的平衡關系為式所示，操作線為：由于采用全凝器,故,將此值代入式解得.然后再利用式算出，又利用式算出,直至算出的等于或小于為止。茲將計算結果列于本例附表 中。 板的序號氣相組成 液相組成上升到加料板的蒸汽相組成 1 0.9 0.75提餾段操作線方程為： 2 0.81 0.587<0.6由于泡點進料，故。又 及將以上數據代入提餾段操作線方程:由題意知，料液加到板上后,板上液相組成仍為0。6，故上升到加料板的蒸汽相組成為:8用常壓精餾塔分離某二元混合物，其平均相對揮發度為a=2,原料液量F=10kmol/h，飽和蒸氣進料，進料濃度xF=0。5（摩爾分率,下同），餾出液濃度xD=0.9,易揮發組份的回收率為90%，回流比R=2R1塔頂為全凝器，塔底為間接蒸氣加熱:求：（1）餾出液量及釜殘液min組成？（2）從第一塊塔板下降的液體組成x1為多少？（3）最小回流比？（4）精餾段各板上升的蒸