过程工程原理 精馏(基本概念)

6 精馏习题及答案

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

（ ）。 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x D 、x w 。如进料分别为x F 1、x F 2时，其相应的最小

回流比分别为R m in 1、R min 2。当x F 1>x F 2时，则 （ ）。 A

A．R m in 1R m in 2； D．R min 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x A =0. 5时相应的泡点为t 1，气相组成y A =0. 3

时相应的露点为t 2， 则（ ） D

A．t 1=t 2； B．t 1

C．t 1>t 2； 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x A =0. 5时泡点为t 1，与之相平衡的气相组

成y A =0. 75时，相应的露点为t 2，则 （ ）。 A

A．t 1=t 2； B． t 1

C．t 1>t 2 ； 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．x D 、x W 均增加； Ｂ．x D 减小，x W 增加；

Ｃ．x D 、x W 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 、x F 、q 、R 及加料位置不变，则塔顶

产品组成x D 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 、x F 、q 、R 不变的条件下，将塔顶产品量D 增加，其结果是（ ）。

C

A．x D 下降，x W 上升； B．x D 下降，x W 不变；

C．x D 下降，x W 亦下降； D．无法判断；

分析：当D 增加时，x D 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

L ' R +

=F L ' N T R +1，当D 增大后， V ' 变小，而不变，故加，以q =1为例，从提馏段操作线斜率看V '

有x W 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N 1和N 2，若只增加提馏段理论板数，而精馏段理

论板数不变，当F 、x F 、q 、R 、V 等条件不变时，则有（ ）。 B

A．x W 减小，x D 增加； B．x W 减小，x D 不变；

C．x W 减小，x D 减小； D．x W 减小，x D 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；

D. 液体量过大使板效率降低

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______;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x D ，塔底产品组成x W ，塔顶产品流率 ，精馏段液气

比 。

增加；减少；减少；增加

分析：由V =(R +1) D ，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

L

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V =R

R +1必然也增大。

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

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 、x F 、x D 、x W 一定时，塔顶产品流率D 和

塔底产品流率W 也一定。则由V =(R +1) D 知V 不变，同理L =RD 也不变。由V ' =V -(1-q ) F 知当

V 、F 不变时，q 值越大，V ' 越大。而由L ' =V ' -W 可知，V ' 越大，L ' 也越大。

16．用图解法求理论塔板时，在α、x F 、x D 、x W 、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x D ______,塔底x W ______,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R

小，故精馏段操作线斜率R 1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x D 减小和x W 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