化工原理下练习题

第一章蒸馏

1. 汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度 ______________ ，但汽相组成 ___________ 液相组成。

2. 汽液两相呈平衡状态时，若汽液两相组成相同，则汽相露点温度 ___________ 液相泡点温度。A.相等；B.大于；C.小

于；D.不确定。

3. 所谓理论板是指 _______________________________________ ，且 ______________________ 。

4. 操作中的精馏塔，保持

F 、"、卑、R 不变，增加附，则 屮 ______________________ ，卩f

_______ 。

A.增加；

B.不变；

C.不确定；

D.减小。

5. 某二元物系，相对挥发度 -■ = 2

，对*!、 、：

两层理论板，在全回流条件下，已知 '■< ''：，则=

6•精馏塔中由塔顶向下的第 程7、用、尺时层塔板，其汽相组成关系为 ________________

A .少H+1〉y H 〉-Vu-i ；

B .尸M +1 - Fp - F M -I ；

C .尸、ya y^-1 ；

D .不确定。

'厂 ］

（均为摩尔分率），已知 三厂，二,则第三层塔板

精馏过程是利用 ______ 多次部分气化；多次部分冷凝 最小回流比是指

答案：塔板数为无穷时的回流比的极限值

4— 3 答案：过热蒸气；最多

分析：5种进料状况中的q 值是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气顺序由大变小的，这是由热状 况参数q 定义所确定的。

1mol 的原料变成饱和蒸气态 所需热量 I V

l

F q —

iTT

在l v 、I L 为定值的情况下，原料的原状态焓值越低， q 值越大。q 值的改变使提馏段操作

由定义可见，线与平衡曲线

间的距离发生变化，当 q 值减小时，两线靠近，故所需理论板数增多。

4-4 简单蒸馏的主要特征是 ___________ 和 ______ 。

答案：不稳定操作或过程不连续；无回流

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所得残液浓度 ________ ;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 分析：精馏操作的依据只能是各组分间挥发度的差异或者说相对挥发度不等于

1，而不可认为是各组分间沸点的不同。

对纯组分，当压力一定时，沸点低者挥发性大。但对混合溶液，由于一个组分的挥发性受其他组分的影响，故不能仅 从沸点或蒸气

保持 二、

:二、“、”卫、 「不变，减小• 7，则有

B. D D. D 不变， 减小， R 增加；

R 不变。

8.操作中的精馏塔, A . D 增加，R 减小;

C. D 减小，R 增加; 0」,则该精馏塔的操作回流比为

7.某精馏塔的精馏段操作线方程为

，馏出液组成为

9.在塔的精馏段测得 4— 1

答案：

的原理进行完成的。

进料的q 值最小，此时分离所需的理论板数

当分离要求和回流比一定时,

1mol 原料液的气化潜热

压大小来判断其挥发性能，为此，组分的挥发度是以蒸气压与液相摩尔分数的比值来表示的。有些物系，各组分沸点虽存在差异，但在恒沸组成处，相对挥发度为1,不能用普通的精馏方法分离。

塔内始终有逆向流动的液、气两股物流是实现精馏的必要条件，但并不意味塔顶必须有液相回流，塔底必须有产生回流蒸气的再沸器。例如将液态原料自塔顶加入，将气态原料自塔底加入或将饱和蒸气直接加入塔底等情况，均可替代回流作用。

4-8若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1，液相泡点温度为t2;塔底某理论板上气相露点温度为t3, 液相露点温度为t4。请将4个温度间关系用＞、=、＜符号顺序排列如下________ 。

答案：t2 t3 t4

分析：精馏塔内塔底压强大于塔顶压强，故塔底温度高于塔顶温度；同一块理论板上，当气液两相达成平衡时，温度一致。

4-9 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① __________ ；②______ 。

答案：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

4-10 等板高度（HETP）的意义是______ 。若某填料塔的填料层高度为10m，完成分离要求共需22块理论塔板（包

括塔顶的部分冷凝器和塔底的再沸器），则等板高度HETP ____________ 。

答案：与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度；HETP 10/（22 2） 0.5m

分析：由于塔顶分凝器和塔釜均起理论板的分离作用，故塔内的理论板数不应包括此2块，即全部填料层只起了

20块塔内理论板的分离作用。

4—11用图解法求理论塔板时，在、X F、X D、x w、q、R、F和操作压力p诸参数中，_______________________ 与解无关。

答案：进料流率F

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X。，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。