化工原理-第九章-液体精馏

化⼯原理-第九章-液体精馏
化⼯原理-第九章-液体精馏
（⼀）测试⼀
⼀．选择题
1．蒸馏是利⽤各组分（）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。

2．在⼆元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。

C
A 可挥发；
B 不挥发；
C 易挥发；
D 难挥发。

3．（）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。

4．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。

5．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。

6．冷凝器的作⽤是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。

B
A 塔顶⽓相；
B 塔顶液相；
C 塔底⽓相；
D 塔底液相。

7．冷凝器的作⽤是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。

B
A ⽓相；
B 液相；
C 固相；
D 混合相。

8．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。

9．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。

10．某⼆元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不⼩于0.9，则塔顶最⼤产
量为（）。

(则W=0) B
A 60 kmol/h ；
B 66.7 kmol/h ；
C 90 kmol/h ；
D 100 kmol/h 。

11．精馏分离某⼆元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。

如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的最⼩回流⽐分别为1min R 、2min R 。

当21F F x x >时，则（）。

A
A ．2min 1min R R <；
B ．2min 1min R R =；
C ．2min 1min R R >；
D ．min R 的⼤⼩⽆法确定
12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。

D
A ．理论板假定； C. 理想物系；
B ．塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定
13．某⼆元混合物，其中A 为易挥发组分。

液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，⽓相组成
3.0=A y 时相应的露点为2t ，则（） D
A ．21t t =；
B ．21t t <；
C ．21t t >；
D ．⽆法判断
14．某⼆元混合物，其中A 为易挥发组分。

液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的⽓
相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（）。

A
A ．21t t =；
B ． 21t t < ；
C ．21t t > ；
D ．不能判断
15．操作中连续精馏塔，如采⽤的回流⽐⼩于原回流⽐，则（）。

B
A ．D x 、
W x 均增加；Ｂ．D x 减⼩，W x 增加；
Ｃ．D x 、W x 均不变；Ｄ．不能正常操作 16．某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F 、D 、F x 、q 、R 及加料位置不变，则
塔顶产品组成D x 变化为（）。

A
A.变⼩； B ．变⼤；
C.不变； D ．不确定；
17．精馏操作时，若在F 、F x 、q 、R 不变的条件下，将塔顶产品量D 增加，其结果是（）。

C
A ．D x 下降，
W x 上升； B ．D x 下降，W x 不变；
C ．
D x 下降，W x 亦下降； D ．⽆法判断；分析：当D 增加时，D x 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，以1=q 为例，从提馏段操作线斜率看1'
'++
=R D F
R V L ，当D 增⼤后， ''V L 变⼩，⽽T N 不变，故有W x 减⼩。

18．⼆元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（）。

A
A ．提馏段操作线与q
线；平衡线；
C ．平衡线与精馏段操作线； D.平衡线与q 线；
19．某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为1N 和2N ，若只增加提馏段理论板数，⽽精馏
段理论板数不变，当F 、F x 、q 、R 、V 等条件不变时，则有（）。

B
A ．
W x 减⼩，D x 增加； B ．W x 减⼩，D x 不变；
C ．W x 减⼩，
D x 减⼩； D ．W x 减⼩，D x ⽆法判断 20．下列哪些判断正确（）。

B ，C ，D
A ．上升⽓速过⼤引起漏液； B.上升⽓速过⼤造成过量雾沫夹带；
C. 上升⽓速过⼤引起液泛；
D. 上升⽓速过⼤造成⼤量⽓泡夹带；
E. 上升⽓速过⼤使板效率降低
21．当⽓体量⼀定时，下列判断哪些正确（）。

C ，D ，E
A ．液体量过⼤引起漏液； C. 液体量过⼤引起⽓泡夹带；
B ．液体量过⼤引起雾沫夹带； D. 液体量过⼤引起液泛；
E.液体量过⼤使板效率降低
22．精馏操作中适宜回流⽐应取②
①最⼤回流⽐和最⼩回流⽐的平均值②通过经济衡算来决定③按最⼩回流⽐决定
23、某⼆元连续精流塔，第三块塔板下降液体浓度为0.4（摩尔分率，下同），第⼆块塔板下降液体浓度为0.45，若相对挥发度为2.5，全回流操作，则第三块塔板的⽓相单板效率为。

A
A.22.5%； B ．32.7%； C.44.1%； D ．107.6% ；
⼆、填空题
1．溶液被加热到⿎起第⼀个⽓泡时的温度称为温度。

泡点
2．⽓相混合物被冷却到有第⼀滴液滴析出时的温度称为温度。

露点
3．精馏过程是利⽤和的原理进⾏完成的。

多次部分⽓化；多次
部分冷凝
4．最⼩回流⽐是指。

塔板数为⽆穷多时的回流⽐的极限值
5．当分离要求和回流⽐⼀定时，进料的q 值最⼩，此时分离所需的理论板
数。

过热蒸⽓；最多
6．对于⼆元理想溶液, 若轻组分含量越⾼, 则泡点温度。

越低
7．对于⼆元理想溶液, 相对挥发度α⼤, 说明该物系。

容易分离
8．对于⼆元理想溶液, x-y 图上的平衡曲线离对⾓线越近, 说明该物系。

不容易分离
9．完成⼀个精馏操作的两个必要条件是塔顶和塔底。

液相回流，上升蒸⽓
10．精馏操作中，再沸器相当于⼀块板。

理论板
11．⽤逐板计算法求理论板层数时，⽤⼀次⽅程就计算出⼀层理论板。

相平
衡
12．精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表⽰进料中的含量为60%。

液相
13．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所得残液浓度______;③馏出物总量
______。

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。

14．某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸⽓量不变，增加回流⽐，
则此时塔顶产品组成D x ，塔底产品组成
W x ，塔顶产品流率，精馏
段液⽓⽐。

增加；减少；减少；增加分析：由D R V )1(+=，当V 不变时，R 增加，D 必须减少。

在理论板数不变时，回流
⽐的增加平均传质推动⼒加⼤，必会使产品分离程度提⾼。

当R 增加时，液⽓⽐1+=R R V
L 必然也增⼤。

15．某精馏塔的设计任务是：原料为F 、F x ，分离要求为D x 、
W x 。

设计时若选定回流⽐R 不
变，加料状况由原来的⽓液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数T N ，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T N 。

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 、F x 、D x 、
W x ⼀定时，塔顶产品流
率D 和塔底产品流率W 也⼀定。

则由D R V )1(+=知V 不变，同理RD L =也不变。

由
F q V V )1('--=知当V 、F 不变时，q 值越⼤，'V 越⼤。

⽽由W V L -=''可知，'V 越⼤，'L 也越⼤。

16．⽤图解法求理论塔板时，在α、F x 、D x 、W x 、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D x ______,塔底
W x ______,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，即回流⽐R 减⼩，故精馏段操作线斜率1+R 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D x 减⼩和W x 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X F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。

（⼆)测试⼆
⼀、选择题
1. 当分离沸点较⾼，⽽且⼜是热敏性混合液时，精馏操作压⼒应采⽤( )；分
离常温常压为⽓体的混合物时，操作压⼒应采⽤( )。

(A) 加压 (B) 减压 (C) 常压
2. 某双组分混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.6，常压下相应的泡点
温度为t 1，⽓相组成y A =0.6，常压下相应的露点温度为t 2，则( )。

(A)12t t < (B) 12t t = (C) 12t t > (D)不能判断
3. 常压下采⽤简单蒸馏与平衡蒸馏分离某液体混合物，在原料初始组成与汽化率相
同的条件下，简单蒸馏所得馏出物中易挥发组分的平均组成为x D1，平衡蒸馏的组成为x D2，则( )。

(A) 12D D x x < (B)12D D x x = (C) 12D D x x > (D) 不能判断
4. 由苯与甲苯组成的⽓液混合物进料中，⽓相与液相的摩尔数之⽐为3:2，液相、
⽓相中苯的摩尔分数分别为0.3、0.5，进料温度为98.6℃，则q =( )。

(A) 0.3 (B) 0.4 (C) 0.5 (D) 不能判断
5. 精馏过程的操作线为直线，主要基于( )。

(A) 塔顶泡点回流 (B) 理想物系
(C) 恒摩尔流假设 (D) 理论板假定
6. ⽤精馏分离甲醇-⽔⼆元物系，进料组成为35%(甲醇的质量分数，下同)，要求
塔顶馏出液组成为99%，塔顶易挥发组分的回收率为99.9%。

设计所得泡点进料时最⼩回流⽐为R min ，1，今改为冷液进料，最⼩回流⽐为R min ，2，则( )。

(A) min,1min,2R R = (B) min,1min,2R R < (C) min,1min,2R R > (D) 不能判
断
7. ⼀操作中精馏塔，若保持F 、x F 、q 、V (塔釜上升蒸汽量)不变，⽽增⼤回流⽐R ，则( )。

(A) x D 增⼤、x W 增⼤ (B) x D 增⼤、x W 减⼩
(C) x D 下降、x W 增⼤ (D) x D 下降、x W 减⼩
8. 操作间接蒸汽加热的连续精馏塔时，由于某种原因，再沸器中加热蒸汽压⼒下降⽽使提馏段上升蒸汽流量V 下降，⽽进料热状况q 、浓度x F 及进料量F 不变，同时回流量L 恒定，则馏出液浓度x D 及流量D 、残液浓度x W 的变化趋势为( )。

(A) x D 增⼤、D 减⼩、x W 增⼤ (B) x D 增⼤、D 减⼩、x W 减⼩
(C) x D 减⼩、D 增⼤、x W 增⼤ (D) x D 增⼤、D 增⼤、x W 减⼩
9. 设计精馏塔时，若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，⽽保持进料
量、进料热状况、塔顶馏出液量、馏出液浓度及回流⽐等不变，则提馏段操作线斜率
( )，残液浓度( )。

(A) 变⼤ (B) 变⼩ (C) 不变 (D) 不确定
10. 在设计连续操作精馏塔时，欲保持馏出液组成x D 和易挥发组分的回收率ηD 不
变，试定性判断分别改变下列操作参数(其它参数不变)时所需的理论板数N T 将如何变化?
(1) 加⼤回流⽐，N T ( )。

(2) 提⾼操作压强，N T ( )。

(3) 提⾼加料温度，N T ( )。

(4) 增加⽣产能⼒30%(仍能正常⼯作)，N T ( )。

(A) 增⼤ (B) 减⼩ (C) 不变 (D) 不确定
⼆、填空题
1. 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐，釜液温度逐渐。

(增⼤、减⼩、不变、不确定)
2. 已知89℃时⼄醇(A)、⽔(B)的饱和蒸汽压分别为152.53kPa和67.69kPa。

常压下
α=_________。

平衡时⽓液两相组成分别为y=0.3891，x=0.0721，则其相对挥发度
AB
3.某⼆元混合物，进料量为100 kmol/h，进料组成x F=0.6(摩尔分数，下同)，要求塔顶得到组成x D不⼩于0.95的产品，则塔顶馏出液的最⼤流量为kmol/h。

4. 将相对挥发度为2.47的某⼆元混合物在全回流操作的塔中进⾏精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为0.98，塔顶第⼆层塔板上升的⽓相组成为0.969，则塔顶第⼀层塔板的⽓相默弗⾥板效为，则塔顶第⼀层塔板的液相默弗⾥板效率为。

5. 在常压下⽤精馏塔分离某⼆元理想混合液，泡点进料，进料中易挥发组分的组成为0.4(摩尔分数，下同)，塔顶产品组成为0.95，体系的相对挥发度为2.47，则最⼩回流⽐R min=_________。

6. 精馏塔设计时采⽤的参数F、x F、q、R、D、x D均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则所需理论板数将。

7.下列参数F、x F、α、q、R、x D、x W中图解法求理论板时不⽤的有____。

图解法求理论板数时进料热状况变化，位置变化的线有_____________。

8.精馏塔操作中，由于某种原因进料浓度x F减⼩，进料量F与热状态q保持不变，塔釜加热量不变，若维持塔顶产品组成x D与塔底产品组成x W不变，则R_____，D____，V L________。

(增⼤，减⼩，不变)
W____，L/V_____，/
9. 间歇精馏的特点：(1)______________；(2)___________________；
(3)_______________。

对于恒定回流⽐的间歇精馏过程，其馏出液组成______，对于恒定馏出物组成的歇精馏过程，其回流⽐_____。

10. 恒沸精馏的原理是。

基础知识测试题参考答案
⼀、选择题
1. B A
2.A
3.C
4.B
5.C
6.B
7.A 8.A 9.CA 10.(1)B (2)A (3)A (4)C
⼆、填空题
1. 降低；升⾼
2. 8.20
3. 63.2
4. 60.4%；39.3%
5. 1.48
6. 减⼩
7. F，q线和操作线
8.增⼤；减⼩；增⼤；增⼤；减⼩
9. (1) 间歇精馏为⾮定态过程；(2) 间歇精馏时全塔均为精馏段，没有提馏段；(3) 塔
内的存液量对精馏过程及产品持产量和质量均有影响；不断降低；不断增⼤
10. 在混合液中加⼊第三组分，该组分与原混合液中的组分形成新的恒沸物，其沸
点明显低于原溶液中组分沸点或原恒沸物的沸点，使混合液变成“纯组分—恒沸物”组成，从⽽可以⽤⼀般的精馏⽅法分离。

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
004-衡沸精馏和萃取精馏的主要异同点
相同点：都加⼊第三组分改变相对挥发度
区别：①前者⽣成新的最低衡沸物，加⼊组分从塔顶出，后者不形成新衡沸物，加⼊组分从塔底出；操作⽅式前者可间隙，较⽅便；
②前者消耗热量在⽓化潜热，后者再显热，消耗热量较少
指导①-何谓全回流、最⼩回流⽐，全回流⼀般⽤在哪些场合，挟点恒浓区的特征是什么精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。

全回流时，达到指定分离要求所需的理论板数最少。

开⼯时为不稳定过程，为尽快达到分离要求采⽤全回流操作，然后再慢慢减⼩回流⽐⾄规定回流⽐。

停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采⽤全回流操作测定板效率。

最⼩回流⽐指达到指定分离要求所需理论板数为⽆穷多时的回流⽐，是设计型计算特有的问题。

⽓液两相浓度在恒浓区⼏乎不变。

1-恒摩尔流假设指什么？其成⽴的主要条件是什么？
在没有加料，出料的情况下，塔段内的⽓相或液相摩尔流量各⾃不变
组分摩尔汽化热相近，热损失不计，显热差不计
2-何谓轻关键组分，重关键组分？何谓轻组分，重组分？
对分离起控制作⽤的两个组分为关键组分，
挥发度⼤的为轻关键组分，挥发度⼩的为重关键组分
⽐轻关键组分更容易挥发的为轻组分，
⽐重关键组分更难挥发的为重组分
3-平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同
前者是连续操作且⼀级平衡；后者是间歇操作且瞬时⼀级平衡
4-间歇精馏与连续精馏相⽐有何特点？适⽤于什么场合？
操作灵活，适⽤于⼩批量物料分离
5-什么是理论板，默弗⾥板效率有什么含义？
理论板指离开该板的汽液两相达相平衡的理想化塔板
默弗⾥板效率表⽰经过⼀块塔板之后的实际增浓与理想增浓之⽐。

7-何谓灵敏板
塔板温度对外界⼲扰反应最灵敏的塔板。

8-q值含义为⼀摩尔加料加热⾄饱和⽓体所需热量与摩尔汽化潜热之⽐，表明加料热状态。

加料状态：过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液混合物、饱和液体、冷夜
9-蒸馏的⽬的是什么？蒸馏操作的基本依据是什么？
分离液体混合物
液体中各组分挥发度不同
10-蒸馏的主要费⽤花费
加热和冷却的费⽤
11-何谓泡点，露点？对于⼀定的组成和压⼒，两者⼤⼩关系如何？
泡点指液相混合物加热⾄出现第⼀个⽓泡时的温度；
露点指⽓相混合物冷却⾄出现第⼀个液滴时的温度。

露点⼤于或等于泡点
12-⾮理想物系何时出现最低衡沸点？何时出现最⾼衡沸点？
强正偏差；强负偏差
13-最适宜回流⽐的选取须考虑哪些因素？
设备费，操作费之和最⼩
14-如何选择多组分精馏的流程⽅案
考虑经济上优化，物性，产品纯度
15-何谓清晰分割法、全回流近似法
清晰分割法假定轻组分在塔底的浓度为零，重组分在塔顶的浓度为零。

全回流近似法假定塔顶、塔底的浓度分布与全回流时相近。

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 = x D = 0.95，R = 2
由相平衡⽅程，得
即
由精馏段操作线⽅程
则
（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：
精馏段 y = 0.8 x + 0.172
提馏段 y = 1.3 x – 0.018
求原料液、馏出液、釜液组成及回流⽐。

解：由精馏段操作线⽅程
，得 R = 4；，得 x D = 0.86
将提馏段操作线⽅程与对⾓线⽅程 y = x 联⽴
解得 x = 0.06，即 x w = 0.06
将两操作线⽅程联⽴
解得 x = 0.38
因是泡点进料，q = 1，q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，
∴ x F = 0.38
4．⽤⼀精馏塔分离⼆元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流⽐取最⼩回流⽐的１.４倍，所得塔顶产品组成为０．９５，
kmol/．料液的平均相对挥发度为３，若进料釜液组成为０．０５．料液的处理量为１００h
时蒸⽓量占⼀半，试求：
（1）提馏段上升蒸⽓量；
（2）⾃塔顶第2层板上升的蒸⽓组成。

分析：欲解提馏段的蒸⽓量v '，须先知与之有关的精馏段的蒸⽓量V 。

⽽V ⼜须通过D R V )1(+=才可确定。

可见，先确定最⼩回流⽐min R ，进⽽确定R 是解题的思路。

理想体系以最⼩回流⽐操作时，两操作线与进料⽅程的交点恰好落在平衡线上，所以只须⽤任⼀操作线⽅程或进料⽅程与相平衡⽅程联⽴求解即可。

解：（１）由相平衡⽅程 x x x x y 213)1(1+=-+=
αα
及进料⽅程 115.05.015.05.011+-=---=---=
x x q x x q q y F
联⽴解得 22x ＋x 2＋１＝０
48
42+±-=x 取 367.0=q x 则 633.0213=+=q q q x x y
23.137.063.063.095.0min =--=
--=q q q
D x y y x R R=722.14.1min =R
再由物料衡算⽅程 W D F += 及 W W F Wx Dx Fx += 解得 h kmol D /50= h kmol D F W /50=-=
h kmol F V F q V V h
kmol D R V /1.86501.1365.0)1(/1.13650)1722.1()1('=-=-=--==+=+= （2）已知95.01==D x y
由相平衡关系
86.0)1(111=--=
y y x αα
再由精馏段操作线⽅程解得 88.01722.195.086.01722.1722.11112=++?+=+++=R x x R R y D
5．某⼆元混合液的精馏操作过程如附图。

已知组成为52.0的原料液在泡点温度下直接加⼊塔釜内，⼯艺要求塔顶产品的组成为0.75，（以上均为轻组分A 的摩尔分数），塔顶产品采出率D/F 为1:2，塔顶设全凝器，泡点回流。

若操作条件下，该物系的α为3.0，回流⽐R 为2.5，求完
分析：因题中未给平衡相图，只可考虑逐板计算法求理论板数。

当料液直接加⼊塔釜时，应将塔釜视作提馏段，然后分段利⽤不同的操作线⽅程与相平衡⽅程交替使⽤计算各板的⽓液
相组成，直⾄
W x x <时⽌。

解：由 2/1/=F D ,D F 2=,W D =代⼊物料平衡⽅程 W D F +=
及 W D F Wx Dx Fx +=
联⽴解得 W x =0.34
整理精馏段操作线⽅程
=+++=
+111R x x R R y D n n 5.375.05.35.2+n x
214.0174.01+=+N n x y (a) ⽽相平衡⽅程 x a ax y )1(1-+= 整理成
y y y a a y x 5.15.2)1(-=--=
（b ）交替利⽤(a) (b)两式逐板计算
由 75.01==y x D
代⼊(b)得 545.01=x
代⼊(a)得 603.02=y
代⼊(b) 2x 52.0378.0=<=F x
整理提馏段操作线⽅程
由 D D D F RD qF L L 5.425.2'=+=+=+=
则 y 'W L W x W L L W x m m ---=+''''1' =D D D x D
D D m ---5.434.0'5.45.4 即 097.0'286.1'1
-=+m m x y (c) 将378.02=x 代⼊(C) 得 286.13
=y 389.0097.0378.0=-?- 代⼊（b ）得 3x 34.0203.0=<=W x
故包括塔釜在内共需3块理论塔板。

6．在⼀连续精馏塔中分离⼆元理想混合液。

原料液为饱和液体，其组成为0.5，要求塔顶馏出液组成不⼩于0.95,釜残液组成不⼤于0.05(以上均为轻组分A 的摩尔分数)。

塔顶蒸汽先进⼊⼀分凝器，所得冷凝液全部作为塔顶回流,⽽未凝的蒸⽓进⼊全凝器，全部冷凝后作为塔顶产品。

全塔平均相对挥发度为2.5,操作回流⽐min 5.1R R =。

当馏出液流量为100h kmol /时，试求：
（1）塔顶第1块理论板上升的蒸汽组成；
（2）提馏段上升的⽓体量。

分析：因为出分凝器的冷凝液L 与未液化的蒸⽓
0V 成相平衡关系，故分凝器相当⼀层理论塔板。

应注意，⾃分凝器回流塔内的液相组成
0x 与⾃全凝器出来的产品组成D x 不同。

解：（1）由平衡⽅程及泡点进料时 5
.0=q x 714.05.05.115.05.2)1(1=?+?=-+=
q q
q x a ax y 1.15.0714.0714.095.0min =--=--=q q q D x y y x R 65.15.1min ==R R
精馏段操作线⽅程
11+++=
R x x R R y D
358.0623.065.295.065.265.1+=+=x x
再由平衡⽅程及 95.00==D x y 得 884.095.05.15.295.0)1(000=?-=--=
y y x αα
代⼊精馏段操作线⽅程
909.0358.0623.001=+=x y (2)由
F q V V )1('--= 当泡点进料时，1=q 则 D R V V )1('+==h kmol /26510065.2=?=
7．⽤⼀连续精馏塔分离由组分A 、B 所组成的理想混合液。

原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。

已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最⼩回流⽐为1.63，说明原料液的热状况，并求出q 值。

解：采⽤最⼩回流⽐时，精馏段操作线⽅程为
即
由相平衡⽅程，得
联⽴两⽅程，解得 x = 0.367，y = 0.592
此点坐标（0.367，0.592）即为（x q ，y q ）。

因 x F = 0.44，即x q ＜x F ＜y q ，说明进料的热状况为⽓液混合进料。

由q 线⽅程，
此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点
有
解出 q = 0.676 8．⼀连续精馏塔分离⼆元理想混合溶液，已知某塔板的⽓、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，⽽相邻下层塔板的⽓相组成为0.78（以上均为轻组分A 的摩尔分数，下同）。

塔顶为泡点回流。

进料为饱和液体，其组成为0.46。

若已知塔顶与塔底产量⽐为2/3，试求：
（1）精馏段操作线⽅程；
（2）提馏段操作线⽅程。

解：精馏段操作线⽅程
依精馏段操作线⽅程 111+++=+R x x R R y D
n n
将该板和上层板的⽓液相组成代⼊有
177.0183.0++?+=R x R R D
(a) 再将该板和下层板的⽓液相组成代⼊有
170.0178.0++?+=R x R R D
(b) 联⽴（a ）、（b ）解得 0.2=R ，95.0=D x
则精馏段操作线⽅程为
1295.0122+++=x y 即 95.023+=x y
（2）提馏段操作线⽅程提馏段操作线⽅程的通式为
W L W x W L L y W
x m m ---=+///
1 将 W D F qF L L +=+=,/ 1=q (泡点进料)
代⼊上式则有 W qF L W x W qF L qF L y W x m m -+--++=+1 D L W x D L W D L W x m +-+++= 转化上式为 W m m x R D W x R D W R y 1111+-+++=+ （C ）
根据
W D W F x x x x W D --= 即 46.095.046.032--=W x 解得 13
.0=W x
将有关数据代⼊（c ），则提馏段操作线⽅程为
13.01223122312?+-+++=x y 即 195.05.43-=x y。