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蒸馏操作习题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（请选择最符合题意的选项）

1.蒸馏操作依据的原理是混合物中各组分挥发度的差异。

2.对于相对挥发度接近1的混合液，最适合采用简单蒸馏进行分离。

3.在精馏操作中，保证塔内各板气液相平衡是获得良好分离效果的基础。

4.提高精馏塔的回流比，通常会导致塔顶产品纯度下降。

5.蒸馏釜的主要作用是提供汽化所需的潜热，并收集粗馏产品。

6.精馏塔顶部的冷凝器的作用是冷凝蒸气，使气相转变为液相。

7.简单蒸馏过程中，离开任意一级（塔板）的气液两相是处于平衡状态的。

8.影响蒸馏操作温度的主要因素不包括进料的热状态。

9.对于连续精馏塔，当进料热状态变化时，对塔的能耗有显著影响。

10.选择精馏操作回流比的主要考虑因素是分离效果和经济性。

二、判断题（请判断下列说法的正误）

1.沸点低的组分在气相中的浓度通常高于其在液相中的浓度。

2.理论板是指气液两相达到完全平衡的塔板。

3.精馏操作中，塔顶和塔底温度是恒定不变的。

4.操作压力的降低通常会提高混合液的相对挥发度，有利于分离。

5.蒸馏过程中，热量损失越小，分离效果越好。

6.简单蒸馏适用于分离沸点差异很小的液体混合物。

7.精馏塔的进料位置对分离效率和能耗没有影响。

8.在蒸馏操作中，存在“最小理论板数”和“最小回流比”的概念。

9.使用水蒸气作为加热介质进行蒸汽蒸馏，适用于溶解度在水中较小、在有机溶剂中较大的高沸点有机物。

10.蒸馏操作中，为了提高效率，应尽量采用大回流比。

三、填空题（请将正确答案填入横线上）

1.蒸馏是利用混合物中各组分______的不同，通过汽化和冷凝将组分分离的方法。

2.在精馏塔中，上升的气相与下降的液相进行______和______的热量和质量传递。

3.完成一次简单蒸馏，混合液被分为______和______两部分。

4.提高精馏塔的回流比，塔顶产品纯度______，塔底产品纯度______（均指相对于增大前的值）。

5.蒸馏操作的必要条件是存在______，即气液两相接触时间足够长，传热传质充分。

6.按照进料热状态不同，连续精馏操作可分为______、______、______和______四种进料方式。

7.影响蒸馏效率的主要因素包括操作压力、______、______、______和进料热状态等。

8.蒸馏釜的加热方式常见的有______、______和______等。

9.冷凝器按冷凝方式可分为______冷凝器和______冷凝器。

10.对于理想溶液，泡点温度随着液相中易挥发组分的增加而______。

四、简答题

1.简述简单蒸馏的原理及其适用范围。

2.与简单蒸馏相比，精馏操作的主要优点是什么？它适用于分离哪些类型的混合物？

3.什么是理论板？在精馏塔设计中，理论板数是如何确定的（简述方法）？

4.什么是回流？在精馏塔中为什么要使用回流？回流比如何影响分离效果？

5.简述影响蒸馏操作效率的主要因素及其影响机制。

6.在蒸馏操作中，为什么要控制操作压力？压力的变化对蒸馏有何影响？

7.简述蒸汽蒸馏的原理及其适用条件。

五、计算题

1.某二元理想混合液，组分为A和B，其平均摩尔汽化热为380kJ/mol，相对挥发度α=2.0。若在常压下进行简单蒸馏，初始液相组成为x_F=0.6（摩尔分数），试估算当馏出液组成为x_D=0.8（摩尔分数）时，釜残液组成x_W约为多少？假设塔顶采用全凝器，塔底温度为T_B。

2.某连续精馏塔处理流量为100kmol/h的苯甲烷混合液，进料组成为x_F=0.4（摩尔分数），泡点进料。要求塔顶产品纯度x_D=0.97，塔底产品纯度x_W=0.03。操作回流比为2.0。已知塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热。试简述如何利用McCabe-Thiele图解法估算完成此分离任务所需的理论板数（不包括塔顶冷凝器和塔底再沸器）。

3.在连续精馏塔中，处理流量为50kmol/h的某二元混合液。进料量为50kmol/h，进料热状态参数q=1.0（泡点进料）。塔顶产品流量为25kmol/h，组成为0.9。塔底产品流量为25kmol/h，组成为0.1。假设塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热。试根据物料衡算关系，计算塔顶产品的回收率。

试卷答案

一、选择题

1.√

2.×

3.√

4.√

5.√

6.√

7.×

8.×

9.√

10.√

二、判断题

1.√

2.√

3.×

4.√

5.√