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精馏操作试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共10分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.对于连续精馏塔，若保持进料流量、进料组成、塔顶压力、塔底产品组成不变，增加回流比，则塔顶产品纯度（）。

A.升高

B.降低

C.不变

D.可能升高也可能降低

2.在精馏塔的操作中，若保持其他条件不变，将回流比减小到最小回流比以下，则（）。

A.塔顶和塔底产品纯度都下降

B.塔顶产品纯度下降，塔底产品纯度上升

C.塔顶产品纯度上升，塔底产品纯度下降

D.塔顶和塔底产品纯度都上升

3.用精馏塔分离某理想二元混合物，当操作压力降低时，若进料状态和流量不变，则塔的理论板数（）。

A.增加且塔顶产品组成下降

B.增加且塔顶产品组成上升

C.减少且塔顶产品组成下降

D.减少且塔顶产品组成上升

4.对于最小理论板数的计算，以下说法正确的是（）。

A.只适用于全凝器操作

B.只适用于再沸器操作

C.与进料热状态无关

D.是实际操作所需理论板数的上限

5.在精馏塔设计中，确定适宜回流比通常需要考虑的因素是（）。

A.塔的能量消耗

B.塔的板效率

C.操作的稳定性和分离要求

D.以上都是

二、填空题（每空1分，共10分。请将答案填在横线上）

6.精馏塔内，自塔顶向下，操作线方程的斜率逐渐（）。

7.对于理想二元混合物，采用全凝器作为塔顶冷凝器时，塔顶温度仅取决于（）和（）。

8.精馏段操作线方程的截距与（）和（）有关。

9.提馏段操作线方程的斜率等于（）。

10.当进料热状态参数q=1时，进料状态为（）；此时q线与（）重合。

三、判断题（每题1分，共10分。请将正确答案填在括号内，正确用“√”，错误用“×”）

11.精馏塔的操作弹性是指塔顶最大进料流量与最小进料流量之比。（）

12.理论板是指气液两相达到完全平衡的塔板。（）

13.在精馏塔中，提馏段内只有上升的蒸汽流。（）

14.提高塔顶回流液的温度，有利于提高塔顶产品的纯度。（）

15.对于间歇精馏，当塔内液体逐渐被蒸出时，其平均组成是逐渐升高的。（）

16.最小回流比是指能够获得指定分离要求所需的理论板数无限多时的回流比。（）

17.塔板效率是实际塔板达到理论塔板程度的标志，其值总小于1。（）

18.精馏操作过程中，若其他条件不变，仅增加进料流量，则塔内各板的气相流量和液相流量都会增加。（）

19.精馏塔的塔径是根据塔顶或塔底的蒸汽流量和操作压力下的蒸汽密度来计算的。（）

20.采用部分冷凝器时，精馏段操作线不再通过点(xF,xF)。（）

四、简答题（每题5分，共10分）

21.简述精馏操作的基本原理。为什么说精馏是气液传质传热过程？

22.影响精馏塔分离效率的主要因素有哪些？在实际操作中应如何控制？

五、计算题（共60分）

23.（10分）某连续精馏塔用于分离某理想二元混合物。进料流量为100kmol/h，组成为0.4（摩尔分数，下同），要求塔顶产品组成为0.95，塔底产品组成为0.05。试分别写出：

（1）精馏段操作线方程；

（2）提馏段操作线方程。

（假设塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热，进料热状态参数q=1.5。）

24.（15分）在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。进料流量为100kmol/h，组成为0.5，泡点进料。塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成为0.1。操作回流比为最小回流比的1.2倍。物系的平均相对挥发度α=2.0。试计算：

（1）最小理论板数（包括塔顶冷凝器和塔底再沸器）；

（2）若塔顶采用全凝器，塔底采用饱和水蒸气直接加热，试求塔顶第一块理论板下降的液相组成和上升的气相组成。（假设塔内各块理论板的气液相组成呈平衡关系）

25.（15分）某连续精馏塔设计计算得出，分离特定物料时所需的理论板数为10块（包括塔顶冷凝器和塔底再沸器）。塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热。现由于操作问题，实测塔顶产品组成为0.85（设计要求为0.95），塔底产品组成为0.15（设计要求为0.05）。试分析可能的原因，并提出相应的调整操作建议。（可以假设进料状态、流量等基本不变）

26.（20分）某连续精馏塔分离某二元混合物，进料流量为80kmol/h，组成为0.4，泡点进料。塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成要求不低于0.06。操作压力为常压，物系平均相