精馏题库

4-5 若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：①所得馏出物平均浓度______；②所

______;③馏出物总量______。

答案：①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；②两种情况的残液浓度相同；③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。

4-6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系，这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。 答案：沸点差很小；具有恒沸物体系；相对挥发度

4-7 精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。 答案：混合液中各组分的挥发度的差异；自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流 4—12 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 。 答案：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。

4—14 某精馏塔塔顶上升的蒸气组成为y1，温度为T，经全凝器全部冷凝至泡点后，部分回流入塔，组成为

x0，温度为t，试用>、=、<判断下列关系：T t，

y1 x。答案：>；=

分析：物系经全凝器从气态冷凝至液态，组成不会改变，但温度却从原来露点以上的温度降至泡点。 4—18 理想溶液的特点是同分子间作用力 异分子间作用力，形成的混合溶液中没有 。 答案：等于；容积效应和热效应

4—19 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。

答案：增大；增大；增大；急速下降至一最低后又上升

4—20 精馏操作时，若进料的组成、流量和气化率不变，增大回流比，则精馏段操作线方程的斜率 ，提馏段操作线方程的斜率_______,塔顶组成 _______,塔底组成 _______. 答案：增加；减小；增加；降低

分析：当F、xF和q一定时，操作线斜率为

RL?，R增加即L增加，同时D降低，故其斜率增大。 R?1L?D 4-22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_____。 答案

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，即回流比R减小，故精馏段操作线斜率

R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。 R?1 4-23精馏塔设计时，若将塔釜由原来的间接蒸气热改为直接蒸气加热，同时保持xF、xD、D/F、q及R不变，则W/F_________，xW______________，提馏段操作线斜率_________,理论板数___________。 答案：增加；减小；不变；增加

4-25精馏塔的塔底温度总是________塔顶温度，其原因一是_______,二是________。

答案：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

4-26某二元理想溶液中轻组分组成为0.4（摩尔分数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的气体量与罐底的液体量的比率为2:3（摩尔），相对挥发度为2.5，闪蒸后气相中易挥发组成为 _________, 液相中易挥发组成为 ___________. 答案：0 .688；0.312

分析：平衡蒸馏又称闪蒸，相当于精馏塔中一块理论板的作用，罐顶的气相与罐底的液相组成为平衡。由相平衡

xq2.5y?x?F方程 y? 及q?1q?11?1.5x35??2x?2

?0.4?1.5x?1(b)式中的q?33? 联立（a）、（b）二式即可得解。 3?254-27 精馏塔设计时将参数F、xF、q、D、xD、R确定后，将塔顶内原来的泡点回流改为过冷液体回流，若塔釜加热量做相应改变，则此时塔内实际下降液体量________,塔内实际上升蒸气量_______，精馏塔内液气比_______，所需理论板数_________. 答案：增大；增大；增大；减少

分析：由全塔物料衡算知，当F、xF、D、xD不变时，W和xW为定值。回流液温度降低后入塔，将部分上升

''蒸气冷凝至泡点一同回流，即产生内回流，使实际下降的液体量增加。而塔釜处V?L?W的关系，W不变，

V'则随L'的增大而增大。当然，此时塔釜的耗能量也必然增加。回流比R?LD则随L的增大而增大。故精馏

段液气比

LLR??也增加，此意味操作线远离平衡线，故所需理论板数减少。 VL?DR?14-28 间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于________；间歇精馏操作中，若保持回流比不变，则馏出液组成_______ ；若保持馏出液组成不变，回流比需不断________ 。答案：前者是不稳态过程，后者为稳态过程；不断下降；增大

4-29 平衡常数K?1.2的溶液能否用普通精馏的方法分离 _____，K的定义式为________。 答案：能；K?yx 分析：由K?yA可知，K?1时，轻组分的挥发性优于重组分，故可分离。 xA4-30 某精馏塔操作时，加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，且保持进料流率及组成、回流比和提馏段上升蒸气量不变，此时塔顶流率D_______，塔顶组成xD________ ，塔底流率W________ ，塔底组成xW______。

t答案：减少；增加；增加；不能确定 分析：当饱和液体进料时：

P=定值t’0t0V1?V?(R?1)D1

当过冷液进料时：

'V2?V'?(1?q)F?(R?1)D2

xD 图4—1 430附图xWxF—x’10x’'WD由于V不变，q>1有V1?V2，又知R不变，故D1?D2，结论即是D减少。 由W?F?D，当D减少时，W当然增加。

回流比R不变，使精馏段操作线斜率不变，当进料热状况q的改变使q线与精馏段操作线的交点发生变化后，若仍保持精馏段理论板数不变，xD必增大，参见图4—1。

xW的位置由于提馏段操作线斜率和塔板数均有改变，故无法确定。若由物料衡算式解xW，也因变量数多于方程数而无法确定。

4-35 增大回流比时，须相应增大再沸器热负荷，即增大

V'，才能使塔底产品组成符合要求。某平衡蒸馏的L'流程以及原操作条件如图4-2所示，按下述两种情况判断4个操作参数的变化趋势。

(１) 维持F、xF 和闪蒸塔的压强p不变，使物料加热温度上升时，xD_____,t0_____,

xW_______,D_______。

( 2 ) 维持F、物料加热温度T、闪蒸塔操作压强p不变，使物料组成xF增加时，xD________, t0 ________,

xW__________, D_________。 答案： 1 下降；上升；下降；上升； 2 上升；下降；上升；上升；

分析：如图4-3，当p、F、xF不变时，T的增加使x'D?xD y

0

W,xw 1 F,xF T p ,x'W?xW,同时t'0?t0。 t0 D,xD xF xD x’D 1 图 4-2 x 图4-3

’

??如图４－４，当p、F、T不变时，xF的增加使x?D?xD,xW?xW,同时t0?t0。图中外文符号上的（）表示改变条件后的状况。平衡蒸馏时的气液平衡关系与精馏塔内1块理论板上气液平衡完全一样。 4-43 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______。

答案：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。

4-44 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。

答案：填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置

4—45 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 。

答案：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。

4—46 板式塔中板上液面差过大导致 ，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 。

答案：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。

4—47 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 。

答案：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。

4-73 精馏分离某二元混合物，规定分离要求为xD、xw。如进料分别为xF1、xF2 时，其相应的最小回流比分别为Rmin1、Rmin2 。当xF1?xF2 时，则 （ ）。 A．Rmin1?Rmin2； B．Rmin1?Rmin2；

C．Rmin1?Rmin2； D．Rmin 的大小无法确定 答案：A

分析：当回流比变小时，精馏段操作线斜率变小，同时提馏段操作线斜率变大，若保持塔板数不变，必然是结果B。 Ｂ．xD 减小，xW 增加

4—78 某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F、D、xF 、q 、R及加料位置不变，则塔顶产品组成。 xD 变化为（ ）

A.变小； B．变大；

C.不变； D．不确定； 答案：A 分析：当压力增大后，组分间相对挥发度变小，故分离能力变低。 4-79 精馏操作时，若在F、xF、q、 R不变的条件下，将塔顶产品量D增加，其结果是（ ） A．xD下降，xW 上升； B．xD下降，xW 不变； C．xD下降，xW 亦下降； D． 无法判断； 答案：C 分析：当D增加时，xD 必然减小，但因回流比R不变，只有V 和L 同时增加，即V'和L' 同时增加，FL'D，当D增大后， L' 变小，而N不变，故有x 减小。 以q?1为例，从提馏段操作线斜率看?TWV'V'R?1 4-80 精馏操作时，若其他操作条作件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成xD变

R?化为（ ）。

A． 变小； B. 变大

C．不变； D. 不确切； 答案：A

分析：回流液热状况改变后，减少了塔内实际物料循环量，降低了分离推动力，故xD减小。

4-82 分别用平衡蒸馏和简单蒸馏分离原料数量和组成相同的物系，用平衡蒸馏所得馏出物气相总组成为xD1，用简单蒸馏所得馏出物气总组成为xD2，若两种方法所得的气相量相同，则（ ）。 A．xD1?xD2; B．xD!?xD2 ;

C．xD2?xD1 ; D．无法判断 答案：A

分析：由于简单蒸馏的气相组成多是与开始阶段较高的液相组成相平衡的，而平衡蒸馏的气相组成只能与最终的较低的液相组成成平衡。

4-85某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为N1和N2，若只增加提馏段理论板数，而精馏段理论板数不变，当F、xF、q、R、V等条件不变时，则有（ ）。 A．xW减小，xD增加； B．xW减小，xD不变；

C．xW减小，xD减小； D．xW减小，xD无法判断 答案：A 分析：由题中条件和V?(R?1)D知，D不变，再由知，必有xD增加，同时xW减小才可保证

DxF?xW?和提馏段板数增加导致加料板位置降低可FxD?xWD不变。 FE1．m值愈大，表明气体溶解度愈小。由m?,说明m是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则E值下

P降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。

2.等分子反向扩散适合于描述 _____ 过程中的传质速率关系。一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述 过程中的传质速率关系。答案:精馏,吸收和脱吸.

3.难溶气体的E值很大，故需要的分压高，而易溶气体的E值很小,故需要的分压低. 4.在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面：溶解度_选择性；挥发性；粘性

5.物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_分子的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体质点的无规则运动.

6. 对流传质是指发生在运动着的流体与_相界面之间的传质过程。

7.传质单元数NOG及NOL反映分离任务的难易。HOG及HOL则与设备的型式、设备中的操作条件有关, 表示完成一个传质元所需的填料层高度，是吸收设备性能高低的反映

Y1?Y2*8. 在气液进口浓度给定的情况下，参数 值的大小反映溶质吸收率的高低在气液进口 浓度及吸收率已知的*Y2?Y2条件下,参数S值的大小反映吸收推动力的大小

9. 对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是操作范围内平衡线为直 对数平均推动力法的适用条件是操作范围内平衡线为直线 ，梯级图解法的适用条件是操作范围内平衡线弯 曲程度不大。,图解积 分法的适用条件是各种情况

10.总的来说，由于化学反应消耗了进入液相中的溶质，使溶质的有效溶解度 而平衡分压 ，使吸收过程的推动力 。 若溶质组分进入液相后立 即反应被消耗掉，则界面上的溶质分压为 ，吸收过程可按 膜控制的物 理吸收计算。答案：增大；降低；增大；零；气膜

11.对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓度增加时,其相平衡常数m将增大 由亨利定律 y?mx?mcA 式中 cA 溶质的浓度，kmolm3； c 溶液总浓度，kmolm3； c由题知y，cA不变，c增加，故m必增大。 12.由

NTs?1?可知 s?1） 时,NOG?NT s?1时,NOG?NT s?1时,NOG?NT若将填料塔改为板式塔，NOGlns13.生产中常见的脱吸方法有___,___和__ 答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压 14. 难浓气体的吸收过程为液膜阻力控制，主要阻力在液相，即 当增加液体量，可增大液膜传质系数，有效降低液膜阻力所以 HOG?15.D?Do(11mm ???KYkYkxkxm1，故总阻力下降。 kxkYV将变小 而Z不变，故NOG将增大。 KYa?poT3/2)() 气相压力一定，温度提高1倍，组分在气相中的扩散系数 ；若温度不变，压力增加1倍，pTo3/2则扩散系数

A. 增大1； C. 约原来的2B.

倍；

减少1倍； D. 不变； 答案：C；B

16.操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将 ；又当用清水作吸收剂时，其他操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将 。

A. 增大： C. 不变；

B.

降低； D. 不确定； 答案A：C

分析: 第一问因为吸收剂入塔浓度下降,使塔内传质推动力增大,传质效果提高,从而使气体出塔浓度下降,吸收率增大.。第二问因为Z、HOG不变,可知NOG也不变 17.因为低压下E仅是温度的涵数，及 m=

?sE H? ，总压增加E、H不变，m下降。

EMsp18，双组分气体，所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。,漂流因数大于1，说明产出了主体流动，结果增大了A的传递速率。习惯B为惰性组分。

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