化工原理习题第三部分蒸馏答案 下载本文

第三部分 蒸馏

一、填空题

1、蒸馏是用来分离 均相液体混合物 的单元操作。

2、含乙醇12%(质量百分数)的水溶液,其乙醇的摩尔分率为 5.07% 。 3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分 挥发度 的差异而达到分离的目的。 4、进料板将精馏塔分为 精馏段 和 提馏段 。 5、理想溶液的气液相平衡关系遵循 拉乌尔定律 。 6、当一定组成的液体混合物在恒这一总压下,加热到某一温度,液体出现第一个气泡,此温度称为该液体在指定总压下的 泡点温度,简称泡点 。 7、在一定总压下准却气体混合物,当冷却到某一温度,产生第一个液滴,则此温度称为混合物在指定总压下的 露点温度,简称露点 。 8、理想溶液中各组分的挥发度等于其 饱和蒸气压 。 9、相对挥发度的大小反映了溶液用蒸馏分离的 难易程度 。 10、在精馏操作中,回流比的操作上限是 全回流 。 11、在精馏操作中,回流比的操作下限是 最小回流比 。

12、表示进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数 。 13、q值越大,达到分离要求所需的理论板数 越少 。 14、精馏塔中温度由下而上沿塔高的变化趋势为 逐渐降低 。 15、当分离要求一定,回流比一定时,在五种进料状况中, 冷液 进料的q值最大,此时,提馏段操作线与平衡线之间的距离 最远 ,分离所需的总理论板数 最少 。

16、精馏过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中,回流比越大,所需理论板越少,操作能耗 增加 ,随着回流比的逐渐增大,操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。

17、精馏设计中,当回流比增大时所需理论板数 减小 (增大、减小),同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 (增大、减小),塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 减小 (增大、减小),所需塔径 增大 (增大、减小)。

18、分离任务要求一定,当回流比一定时,在5种进料状况中, 冷液体 进料的q值最大,提馏段操作线与平衡线之间的距离 最远 , 分离所需的

总理论板数 最少 。

19、相对挥发度α=1,表示不能用 普通精馏分离 分离,但能用 萃取精馏或恒沸精馏分离。

20、某二元混合物,进料量为100kmol/h,xF=0.6,要求得到塔顶xD不小于0.9,则塔顶最大产量为 66.7 kmol/h 。

21、精馏操作的依据是 混合液中各组分的挥发度差异 ,实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸气 。

22、对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。 蒸馏 操作采用 改变状态参数 的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相)。

23、溶液中各组分的 挥发度v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示,即 vA=pA/xA vB=pB/xB

24、溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为 相对挥发度 。其表达式有:α=vA/vB=(pA/xA)/(pB/xB)=yAxB/yBxA

25、气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成 大于 液相组成;若气液两相组成相同,则气相露点温度 大于 液相泡点温度。

26、精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的,精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异,实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低; 27、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,原因之一是:塔顶易挥发组分浓度高于塔底,相应沸点较低;原因之二是:存在压降使塔底压力高于塔顶,塔底沸点较高。

28、当塔板中离开的气相与液相之间达到相平衡时,该塔板称为 理论板 。 29、精馏过程中, 再沸器 的作用是提供一定量的上升蒸汽流,冷凝器 的作用是提供塔顶液相产品及保证由适宜的液相回流。

30、在一定操作条件下,精馏段内自任意第n层板下降的液相组成xn与其相邻的下一层板(第n+1层板)上升蒸汽相组成yn+1之间的关系。在x—y坐标上为直线,斜率为R/R+1,截距为xD/R+1。

31、在一定操作条件下,提馏段内自任意第m层板下降的液相组成xm`与其相邻

的下一层板(第m+1层板)上升蒸汽相组成ym+1`之间的关系。L`除与L有关外,还受 进料量和进料热状况 的影响。

32、实际操作中,加入精馏塔的原料液可能有五种热状况:(1)温度低于泡点的冷液体;(2)泡点下的饱和液体;(3)温度介于泡点和露点的气液混合物;(4)露点下的饱和蒸汽;(5)温度高于露点的过热蒸汽。

33、R=L/D=∞,操作线与对角线重合,操作线方程yn=xn-1,达到给定分离程度所需理论板层数最少为Nmin。

34、精馏设计中,当回流比增大时所需理论板数减少,同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加,塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增加,操作费用相应增加,所需塔径增大。

35、精馏操作时,若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变,将塔顶泡点回流改为冷回流,则塔顶产品组成xD变大。

36、精馏设计中,回流比愈大,操作能耗愈大,随着回流比逐渐增大,操作费和设备费的总和将呈现 先减小后增大的过程 。

37、理想溶液是指各组分在全浓度范围内都服从 拉乌尔定律 的溶液。 39、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度____逐渐降低______,其沸点则____逐渐升高 。

40、 已知q=1.3,则加料中液体量与总加料量的比是_______1_____。 某精馏塔设计时,若将塔釜由原来简介蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持xF,D/F,q,R,xD不变,则W/F将 变大 ,xW将 减小 ,提馏段操作线斜率将 不变 ,理论板数将 增加 。

41、某二元物系,相对挥发度a=2.5,对n,n-1两层理论塔板,在全回流条件下,已知xn=0.35,则yn-1= 0.77(塔板从上往下数),0.35(塔板从下往上数) 。 42、在进行连续精馏操作过程中,随着进料过程中轻组分组成减小,塔顶温度 逐渐升高 ,塔底釜液残液中轻组分组成 减小 。

43、操作中的精馏塔,若增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段的液气比 增大 ,塔顶馏出液组成 变大 。

44、若某精馏过程需要16块理论塔板(包括再沸器)其填料的等板高度为0.5m,则填料层有效高度为 8m 。

45、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y,温度为T,经全凝器冷凝到泡点温度t,