发布时间 : 星期六 文章化工原理 精馏习题及答案更新完毕开始阅读926858aa0a1c59eef8c75fbfc77da26924c5965e
NT ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势V ，L ，V' ，L' 。若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数NT 。
减少；不变；不变；增加；增加；减少
分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的q越大，平均传质推动力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当F、xF、xD、xW一定时，塔顶产品流率D和塔底产品流率W也一定。则由V?(R?1)D知V不变，同理L?RD也不变。由V'?V?(1?q)F知当V、F不变时，q值越大，V'越大。而由L'?V'?W可知，V'越大，L'也越大。
16．用图解法求理论塔板时，在?、xF、xD、xW、q、R、F和操作压力p诸参数
中， 与解无关。 进料流率F
17． 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ， 塔釜温度 。 减小；增加；增加
分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。
18．精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶xD______,塔底xW______,提馏段操作线斜率_____。 减少；增大；增大
分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少，当D不变时，V的减少导致L减少，
R即回流比R减小，故精馏段操作线斜率R?1减小，提馏段操作线斜率增加。塔板数
不变时，两段操作线斜率的改变只能使xD减小和xW增大。
19．精馏塔的塔底温度总是________塔顶温度，其原因一是_______, 二是________。
高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高
20．将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较, 操作弹性最大的是______,造价最昂贵的是____， 单板压降最小的是_______.。 浮阀塔; 泡罩塔;筛板塔
21. 板式塔塔板上气液两相接触状态有______种, 它们是_____。板式塔不正常操作现象常见的有_______，它们是_______。
3种；鼓泡接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3种；严重漏液、液泛、严重雾沫夹带
22. 评价塔板性能的标准主要是______条，它们是______。塔板负荷性能图中有______条线，分别是______。
5；（1）通过能力大，（2）塔板效率高，（3）塔板压降低，（4）操作弹性大，（5）
结构简单，造价低；5；（1）液泛线，（2）雾沫夹带线，（3）漏液线，（4）液相上限线，（5）液相下限线
23. 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______。
保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接触传质；让液体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流，同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质。
24. 常见的连续接触式的气液传质设备是______塔，塔内______为分散相，______为连续相，为保证操作过程中两相的接触良好，塔内顶部应设 装置，中部应设 装置。
填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置
25. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称 现象，它们主要是：①液沫夹带（雾沫夹带），产生的原因为 ，②气泡夹带，产生的原因为 。
返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。
26. 板式塔中板上液面落差过大导致 ，造成液面落差的主要原因有 。为减小液面落差，设计时可采用的措施常见的有 。
气流分布不均匀，影响汽液间传质；塔板结构，液相流量，液流长度（塔径）； 采用结构简单的筛板塔， 溢流 装置采用双溢流或多溢流。
27. 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有 和 两部分。塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会 ，过短则会 。溢流堰高度也应适当，过高会 ，过低会 。
干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流不畅，同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小，液体在堰上分布不均，影响传质效果。
28. 板式塔的塔板有 和 两种，塔径较大的塔常采用 塔板，以便 。塔板面积可分为4个区域，它们分别是 ，各自的作用是 。
整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；①鼓泡区，设置筛孔、浮阀或泡罩的区域，为气液传质的有效区域。②溢流区，为降液管和受液盘所占的区域。③破沫区，又称安定区，位于鼓泡区和湍流区之间，分两条，入口侧防止漏液，出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。④边缘区，又称无效区，是靠近塔壁的一圈边缘区，供支承塔板之用。
29．精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应 ，
蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应 ，所需塔径应 ，操作费和设备费的总投资将是 的变化过程。
增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升
30．恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______； ②______ 。
恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性。
用相对挥发度α=2.16的理想混合物进行平衡蒸馏（闪蒸）时，已知XF为0.5，气化率为60%。则得气相组成为 ，液相组成为 ；若采用简单蒸馏并蒸至滏温等于闪蒸时温度，则塔顶产品组成 闪蒸时气相组成，汽化率为 。0.574；0.385；大于；
31、恒摩尔流结果基于的假设是： ； ； 。
各组分的摩尔汽化热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好，热损失可以忽略
32、对某一板式塔进行改造，若其他条件不变，增大板间距，则该塔的操作弹性 ；液泛气速 。增大；提高
33、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是 ，主要区别是 。 在混合液中加入第三组分，以提高各组分间的相对挥发度差别使其得以分离；
恒沸精馏加入第三组分，该组分能与原料液中的一个或个组分形成新的恒沸液；萃取精馏中加入第三组分萃取剂要求沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液
34、板式塔在相同操作条件下，若塔板的开孔率增加，则塔板压降 ，漏夜量 。
35、一理想物系，平衡时测得气相组成是液相组成的两倍。若将含轻组分50%的该物系进行平衡蒸馏分离，控制液化率50%，分离后馏出液轻组分浓度是原料含轻组分浓度的 倍。1.33
36、蒸馏是利用各组分的 不同的特性实现分离的。精馏是通过多次的 和 的过程分离混合物。
问答：在间接蒸汽加热的连续常压精馏过程中，考察经过一块理论板的气液相组成变化情况。发现经过一块理论板后精馏段液相组成变化程度要高于对应的气相组成（即ΔХ﹥ΔY），提馏段则相反。试从物料恒算角度对此加以分析并予以解释 三、计算题
1．用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以mol%计），求： （1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）；
（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132 kmol/h，写出精馏段操作线方程。
解：（1） 代入数据
解此方程组，得 D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h （2）饱和液体进料时，V = V’，即V = 132 kmol/h，则 L = V – D = 132 – 43.8 = 88.2 kmol/h R = L/D = 88.2/43.8 = 2 精馏段操作线方程
2．氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95（摩尔分率），馏出液流量为50 kmol/h，平均相对挥发度 = 1.6，回流比R = 2。求：
（1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；
（2）精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L（以kmol/h表示）。 氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。 解：（1）由题知，y1 = xD = 0.95，R = 2 由相平衡方程 即
由精馏段操作线方程 则
， 得
（2）V = L + D，L/D = R，V =（R + 1）D
∴ V = 3×50 = 150 kmol/h， L = 2×50 = 100 kmol/h 3．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：