化工分离过程过程性考核试卷 - 答案 (1)

化工分离过程过程性考核试卷（二）
一．填空题（每空1分，本大题共18分）
1.按照蒸馏方式划分,蒸馏可以分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和
特殊精馏。

2.相对挥发度等于1，说明物系不能用普通的蒸馏方法加以分离。

3.蒸馏中常用的相图为常压下的t-x-y相图和x-y相图。

4.连续精馏塔中，加料板以上的塔段称为精馏段，加料板以下的塔段称为提馏段。

5.精馏塔常见的进料热状况包括过冷液体、饱和液体、气液混合物、饱和蒸气
和过热蒸气。

6.间歇精馏的两种基本操作方式为恒回流比和恒回馏液组成。

7.精馏段的操作线方程为y=+，则回流比为3 ，塔顶馏出液组成为。

二、单项选择题：（每空1分，本大题共8分）
在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在题后的括号内。

8.操作中的精馏塔，若增加回流比，而其他操作条件不变，则下列结论正确的是（A ）
增加，x W降低增加，x W增加
降低，x W降低降低，x W增加
9.操作中的精馏塔，若保持F、x F、q、D不变，增加R，则提馏段下降液体量L （A ）
A.增加
B.减少
C.不变
D.不确定
10.操作中的精馏塔，若将进料由饱和液体改为过冷液体，而其他操作条件不变，则下列结论正确的是（A ）
增加，x W降低增加，x W增加
降低，x W 降低 降低，x W 增加
11.在蒸馏所用的温度-组成相图中，位于泡点线和露点线之间的点所代表的状态为（ C ）。

A .饱和液体 B .饱和蒸气 C .气液两相混合物 D .过冷液体 12.精馏塔灵敏板的位置（ C ）。

A .一般靠近塔顶
B .一般靠近塔底
C . 一般靠近进料板
D .无确定的规律 13.饱和蒸气进料，进料热状况参数（ D ） ﹤0 ﹤q ﹤1 C . q =1 D . q =0 14.操作中的精馏塔，若x F 减小，则（ C ） 增加，x W 降低 增加，x W 增加
降低，x W 降低 降低，x W 增加
三、判断题：判断下列各题是否正确，正确的在题后括号内划√，错误的划×。

（每小
题1分，本大题共8分）
15.精馏塔设计中，最小回流比对应的理论塔板数最少。

（ × ） 16.简单蒸馏和平衡蒸馏均为单级蒸馏操作。

（ √ ）
17.精馏塔设计中，全回流时所对应的理论塔板数最少。

（ √ ）
18.若板式塔内各塔板单板效率相同，则总板效率在数值上就等于单板效率。

（ × ） 19.对于高纯度分离时，一般可用测量塔顶温度来控制塔顶组成。

（ × ）
20.一般说来，同一层塔板的气相单板效率和液相单板效率在数值上并不相等。

（ √ ） 21.相对挥发度越大，说明混合液越易用蒸馏方法加以分离。

（ √ ） 22.理论板当量高度是指相当于一层理论板分离作用的填料层高度。

（ √ ）
四、名词解释题：（每小题3分，本大题共15分） 23.共沸精馏
若在两组分共沸液中加入第三组分（称为夹带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的共沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离，这种精馏操作称为共沸精馏。

24．萃取精馏
萃取精馏是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得以分离，萃取剂的沸点叫原料液中各组分的]沸点高很多，且不与组分形成恒沸液。

25. 恒摩尔流假定
包括两点：（1）恒摩尔气流：指在精馏塔内，从精馏段到提馏段每层塔板上升的气相摩尔流量各自相等，但两段上升的气相摩尔流量不一定相等。

（2）恒摩尔液流：指在精馏塔内，从精馏段到提馏段每层塔板下降的液相摩尔流量各自相等，但两段下降的液相摩尔流量不一定相等。

26. 理论板概念
所谓理论板是指离开这种板的气液两相组成上互成平衡，温度相等的理想化塔板。

其前提条件是气液两相皆充分混合、各自组成均匀、塔板上不存在传热传质过程的阻力。

27.最小回流比
当回流比减小到某一数值时，精馏段和提馏段的交点落在平衡线上，此时完成一定的分离任务所需的理论板数为无限多，此时的回流比称为最小回流比。

五、简答题：（每小题5分，本大题共20分）
28. 对于精馏过程的节能，目前工业上常用的有哪几种方式？
（1）降低向再沸器提供的热量，包括①选择经济合理的回流比；（1分）②减小再沸器和冷凝器的温度差；（1分）③热泵精馏；（1分）④多效精馏。

（1分）（2）热能的综合利用。

（1分）
29. 精馏塔操作中，如何确定适宜的回流比？
回流比的大小从设备费与操作费两方面影响到精馏操作过程的经济性，应综合考虑，选择适宜的回流比，使两种费用之和最小。

（3分）通常操作回流比可取为最小回流比的～倍。

（2分）
30.连续精馏和间歇精馏的流程有何区别？
连续精馏连续进料，连续出料。

由进料口将整个塔分为精馏段和提馏段，在塔顶和塔底连续取出产品。

（2分）间歇精馏原料液一次加入塔釜中，因而间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段，间歇精馏釜液组成不断变化，在塔顶上升气量和塔顶回流液量恒定的条件下，馏出液的组成也不断降低。

当釜液达到规定组成后，精馏操作即被停止，并排出釜残液。

（3分）
31.如何表示蒸馏过程中两组分溶液的气液平衡关系？
（1）利用饱和蒸气压计算气液平衡关系；（1分）
（2）用相对挥发度表示的气液平衡关系；（1分）
（3）用相平衡常数表示气液平衡关系；（1分）
（4）用气液平衡相图，如温度-组成图和气相-液相组成图来表达气液平衡关系。

（2分）
五、计算题：（本大题共32分） 32.用连续精馏塔分离某二元理想液态混合物，原料流量为200 kmol/h ，组成为（易挥发组分，下同），饱和液体进料。

塔底釜残液中难挥发组分的回收率为%，塔顶馏出液的组成为%。

若操作条件下相对挥发度为，回流比为最小回流比的倍。

（22分） 试求：（1）塔顶馏出液和塔底釜残液的流量（kmol/h ）。

（2）精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。

解：
（1）%0.955.0km ol/h 200D F ===x x F ，，（1分） W D F +=①（1分） W D F Wx Dx Fx +=②（1分）
()()
%0.9511F W =--x F x W ③（2分）
由①、②、③联立可解出kmol/h 100kmol/h 100==W D ，，05.0W =x （3分） （2）饱和液体进料，1=q ，F q x x =（2分） ()()67.05
.01215
.0211q q q =⨯-+⨯=-+=
x x y αα（2分）
65.15
.0.67.067
.095.0q
q q D min =--=
--=
x y y x R (2分)
98.165.12.12.1min =⨯==R R （1分）
32.066.01
98.1%95198.198.111D +=+++=+++=
x x R x x R R y （3分） kmol/h 19810098.1=⨯==RD L （1分）
0167
.034.1100
20019805
.0100100200198200198W -=-+⨯--++=-+--++=
x x x W qF L W x W qF L qF L y （3分）
33.用连续精馏塔分离某二元理想液态混合物，塔顶采用全凝器，塔顶馏出液中易挥发组分的组成为%。

若离开塔顶第一块塔板的液相组成为。

操作条件下相对挥发度为，回流比为。

试求：塔顶第一块塔板的气相单板效率。

（10分） 解：()()957.09
.015.219
.05.211111=⨯-+⨯=-+=
*
x x y αα（2分）
32.067.01
2%9512211D +=+++=+++=
x x R x x R R y （3分） 923.032.09.067.01
2%
9512211D 12=+⨯=+++=+++=
x R x x R R y （2分） %4.79923
.0957.0923
.095.021211,MV =--=--=*
y y y y E （3分）。