化工精餾知識考試題庫及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在精餾塔中，加料板（）。A.是精餾段與提餾段的分界板B.不是提餾段與精餾段的分界板C.是進料板D.不是進料板答案：A解析：加料板將精餾塔分為精餾段和提餾段，是兩者的分界板，同時它也是進料板。2.精餾操作的依據(jù)是（）。A.混合物中各組分揮發(fā)度不同B.混合物中各組分密度不同C.混合物中各組分溶解度不同D.混合物中各組分沸點相同答案：A解析：精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異，使各組分得以分離。3.精餾塔中由塔頂向下的第n1、n、n+1層塔板，其氣相組成關(guān)系為（）。A.y(n1)>yn>y(n+1)B.y(n1)<yn<y(n+1)C.y(n1)=yn=y(n+1)D.不確定答案：A解析：在精餾塔中，氣相中易揮發(fā)組分的含量從塔頂向下逐漸降低，所以y(n1)>yn>y(n+1)。4.某二元混合物，進料量為100kmol/h，xF=0.6，要求塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為（）。A.60kmol/hB.66.7kmol/hC.90kmol/hD.100kmol/h答案：B解析：根據(jù)物料衡算FxF=DxD+WxW，當W=0時，D有最大值，D=FxF/xD=100×0.6/0.9≈66.7kmol/h。5.連續(xù)精餾塔操作時，增大再沸器熱負荷，而回流量和進料狀態(tài)（F、xF、q）不變，則（）。A.xD增加，xW增加B.xD減小，xW減小C.xD增加，xW減小D.xD減小，xW增加答案：C解析：增大再沸器熱負荷，上升蒸汽量增加，精餾段和提餾段的分離效果增強，所以塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量xD增加，塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量xW減小。6.精餾塔中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當?shù)恼f法是（）。A.液相中易揮發(fā)組分進入汽相B.汽相中難揮發(fā)組分進入液相C.液相中易揮發(fā)組分和汽相中難揮發(fā)組分同時互相進入對方D.液相中難揮發(fā)組分進入汽相答案：C解析：在精餾塔中，氣液兩相接觸傳質(zhì)，液相中易揮發(fā)組分進入汽相，汽相中難揮發(fā)組分進入液相，從而使上升汽相易揮發(fā)組分濃度提高。7.全回流時，下列各項正確的是（）。A.精餾段操作線與對角線重合B.提餾段操作線在y軸上的截距為零C.理論塔板數(shù)最少D.以上都對答案：D解析：全回流時，精餾段和提餾段操作線都與對角線重合，在y軸上截距為零，此時所需理論塔板數(shù)最少。8.精餾操作中，若其他條件都不變，只將塔頂?shù)倪^冷液體回流改為泡點回流，則塔頂產(chǎn)品組成xD變化為（）。A.變小B.變大C.不變D.不確定答案：A解析：過冷液體回流比泡點回流時的實際回流比大，分離效果更好，當改為泡點回流時，實際回流比減小，塔頂產(chǎn)品組成xD變小。9.當進料為氣液混合物且氣液摩爾比為2:3時，則進料熱狀況參數(shù)q值為（）。A.0.4B.0.6C.0.67D.0.3答案：B解析：q=液相摩爾數(shù)/進料摩爾數(shù)=3/(2+3)=0.6。10.精餾塔設(shè)計時，若F、xF、xD、xW均為定值，將進料熱狀態(tài)從q=1變?yōu)閝>1，設(shè)計所需理論板數(shù)（）。A.增多B.減少C.不變D.不確定答案：B解析：q增大，q線斜率增大，精餾段和提餾段操作線向平衡線靠近的程度減小，所需理論板數(shù)減少。11.對于二元理想溶液，相對揮發(fā)度α大，說明（）。A.兩組分的沸點相差大B.兩組分的沸點相差小C.兩組分的熔點相差大D.兩組分的熔點相差小答案：A解析：相對揮發(fā)度α反映了兩組分揮發(fā)能力的差異，α大說明兩組分的揮發(fā)能力差異大，即沸點相差大。12.精餾塔操作時，若F、xF、q、R均不變，而將塔頂產(chǎn)品量D增加，則塔頂產(chǎn)品組成xD將（）。A.變大B.變小C.不變D.不確定答案：B解析：根據(jù)物料衡算和精餾原理，在其他條件不變時，增大塔頂產(chǎn)品量D，會使塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量xD減小。13.在精餾塔的計算中，全塔物料衡算時的進料量與出料量之間的關(guān)系是（）。A.F=D+WB.F=DWC.F=D×WD.F=D/W答案：A解析：全塔物料衡算，進料量等于塔頂出料量與塔底出料量之和，即F=D+W。14.精餾塔中第n層塔板上yn+1與yn的關(guān)系為（）。A.yn+1>ynB.yn+1<ynC.yn+1=ynD.不確定答案：B解析：在精餾塔中，從下往上氣相中易揮發(fā)組分含量逐漸增加，所以yn+1<yn。15.某精餾塔精餾段理論板數(shù)為N1層，提餾段理論板數(shù)為N2層，現(xiàn)因設(shè)備改造，使提餾段的理論板數(shù)增加，精餾段的理論板數(shù)不變，且F、xF、q、R、V等均不變，則（）。A.xD增加，xW增加B.xD增加，xW減小C.xD減小，xW增加D.xD減小，xW減小答案：B解析：提餾段理論板數(shù)增加，提餾段分離效果增強，塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量xW減小，由于進料和精餾段條件不變，塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量xD增加。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.精餾操作中，影響精餾塔分離效果的因素有（）。A.回流比B.進料熱狀況C.塔板數(shù)D.進料組成答案：ABCD解析：回流比、進料熱狀況、塔板數(shù)和進料組成都會對精餾塔的分離效果產(chǎn)生影響。2.關(guān)于精餾塔的操作線，下列說法正確的是（）。A.精餾段操作線和提餾段操作線的交點在q線上B.操作線表示相鄰兩層塔板之間氣液相組成的關(guān)系C.全回流時操作線與對角線重合D.操作線方程是根據(jù)物料衡算得到的答案：ABCD解析：精餾段和提餾段操作線的交點滿足進料狀況，在q線上；操作線反映了相鄰兩層塔板氣液相組成關(guān)系；全回流時操作線與對角線重合；操作線方程是基于物料衡算推導得出的。3.以下屬于精餾塔進料熱狀況的有（）。A.冷液體進料B.飽和液體進料C.氣液混合物進料D.飽和蒸汽進料答案：ABCD解析：精餾塔進料熱狀況有冷液體進料、飽和液體進料、氣液混合物進料、飽和蒸汽進料和過熱蒸汽進料。4.提高精餾塔分離效率的方法有（）。A.增加塔板數(shù)B.增大回流比C.改善塔板結(jié)構(gòu)D.降低進料量答案：ABC解析：增加塔板數(shù)、增大回流比和改善塔板結(jié)構(gòu)都可以提高精餾塔的分離效率，降低進料量不一定能提高分離效率。5.在精餾塔操作中，可能出現(xiàn)液泛現(xiàn)象的原因有（）。A.氣速過大B.液體流量過大C.塔板間距過小D.塔板堵塞答案：ABCD解析：氣速過大、液體流量過大、塔板間距過小和塔板堵塞都可能導致液泛現(xiàn)象的發(fā)生。三、判斷題（每題1分，共10分）1.精餾塔的塔頂產(chǎn)品就是純凈物。（）答案：錯誤解析：精餾塔塔頂產(chǎn)品一般是相對較純的易揮發(fā)組分，但不是絕對純凈物。2.回流比越大，精餾塔的分離效果越好，所以回流比越大越好。（）答案：錯誤解析：回流比增大，分離效果提高，但能耗也會增加，所以回流比不是越大越好，存在一個適宜回流比。3.進料熱狀況參數(shù)q只與進料的狀態(tài)有關(guān)。（）答案：正確解析：q值取決于進料的熱狀態(tài)，如冷液體、飽和液體等。4.精餾塔操作時，塔頂溫度總是低于塔底溫度。（）答案：正確解析：由于易揮發(fā)組分在塔頂富集，難揮發(fā)組分在塔底富集，所以塔頂溫度低于塔底溫度。5.理論板是指離開該板的氣液兩相達到平衡狀態(tài)的塔板。（）答案：正確解析：這是理論板的定義。6.全回流時精餾塔不需要進料和出料。（）答案：正確解析：全回流時沒有進料和出料，塔頂蒸汽全部冷凝后回流至塔內(nèi)。7.精餾塔的塔板效率總是小于1。（）答案：正確解析：實際塔板上氣液傳質(zhì)不能達到理論板的平衡狀態(tài)，所以塔板效率小于1。8.精餾操作中，只要增大回流比，就可以提高塔頂產(chǎn)品的純度。（）答案：錯誤解析：當回流比增大到一定程度后，再增大回流比對提高塔頂產(chǎn)品純度的效果不明顯，且會增加能耗。9.泡點進料時，q=0。（）答案：錯誤解析：泡點進料時，q=1。10.精餾塔的操作線方程與平衡線方程無關(guān)。（）答案：正確解析：操作線方程是根據(jù)物料衡算得到的，與平衡線方程無關(guān)。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述精餾的原理。答：精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異，通過多次部分汽化和部分冷凝，使混合物得以分離的過程。在精餾塔中，上升的蒸汽與下降的液體逆流接觸，在每一塊塔板上進行傳熱和傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分向汽相轉(zhuǎn)移，汽相中的難揮發(fā)組分向液相轉(zhuǎn)移，從而使上升汽相中的易揮發(fā)組分濃度逐漸提高，下降液相中的難揮發(fā)組分濃度逐漸提高，最終在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分，在塔底得到較純的難揮發(fā)組分。2.什么是回流比？它對精餾操作有什么影響？答：回流比是指塔頂回流量與塔頂產(chǎn)品量之比，即R=L/D?；亓鞅仁蔷s操作的重要參數(shù)之一，對精餾操作有很大影響。增大回流比，精餾段和提餾段的液氣比增大，傳質(zhì)推動力增大，分離效果提高，塔頂產(chǎn)品純度提高，塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分含量降低；但回流比增大，能耗增加，設(shè)備投資也可能增加。減小回流比，分離效果變差，當回流比減小到一定程度時，精餾塔無法達到分離要求。存在一個適宜回流比，在此回流比下，既能保證分離效果，又能使能耗和設(shè)備投資相對合理。3.進料熱狀況參數(shù)q的物理意義是什么？不同進料熱狀況下q值的范圍是多少？答：進料熱狀況參數(shù)q的物理意義是每千摩爾進料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃颗c千摩爾汽化潛熱之比，也表示進料中液相所占的分率。不同進料熱狀況下q值的范圍如下：冷液體進料，q>1；飽和液體進料，q=1；氣液混合物進料，0<q<1；飽和蒸汽進料，q=0；過熱蒸汽進料，q<0。4.簡述液泛現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因。答：液泛是指在精餾塔中，當氣液兩相流量增大到一定程度時，塔內(nèi)液體不能順利下流，而在塔板上積累，最終充滿整個塔段的現(xiàn)象。產(chǎn)生液泛的原因主要有：氣速過大，使上升蒸汽對下降液體的曳力增大，阻礙液體下流；液體流量過大，超過了塔板的通過能力；塔板間距過小，使氣液兩相的分離空間不足；塔板堵塞，導致液體流動不暢。五、計算題（每題12.5分，共25分）1.某連續(xù)精餾塔，泡點進料，進料量F=100kmol/h，進料組成xF=0.5（摩爾分數(shù)，下同），塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，塔底產(chǎn)品組成xW=0.1，回流比R=2。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量D和塔底產(chǎn)品量W；（2）精餾段操作線方程；（3）提餾段操作線方程。解：（1）根據(jù)全塔物料衡算：F=D+WFxF=DxD+WxW將F=100kmol/h，xF=0.5，xD=0.9，xW=0.1代入上述方程可得：100=D+W100×0.5=D×0.9+W×0.1解方程組得：D=50kmol/h，W=50kmol/h。（2）精餾段操作線方程：精餾段操作線方程為yn+1=[R/(R+1)]xn+[1/(R+1)]xD已知R=2，xD=0.9，代入可得：yn+1=[2/(2+1)]xn+[1/(2+1)]×0.9yn+1=(2/3)xn+0.3（3）提餾段操作線方程：因為泡點進料，q=1L'=L+qF=RD+F=2×50+100=200kmol/hV'=V=(R+1)D=(2+1)×50=150kmol/h提餾段操作線方程為ym+1=(L'/V')xm(W/V')xW將L'=200kmol/h，V'=150kmol/h，W=50kmol/h，xW=0.1代入可得：ym+1=(200/150)xm(50/150)×0.1ym+1=(4/3)xm1/302.用一連續(xù)精餾塔分離某二元理想溶液，原料液流量F=200kmol/h，進料組成xF=0.4，泡點進料。塔頂產(chǎn)品組成xD=0.9，塔底產(chǎn)品組成xW=0.1。已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.225，試求：（1）回流比R；（2）塔頂產(chǎn)品量D和塔底產(chǎn)品量W；（3）提餾段操作線方程。解：（1）精餾段操作線方程為y=[R/(R+1)]x+[1/(R+1)]xD已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.225，所以[R/(R+1)]=0.75解得R=3（2）根據(jù)全塔物料衡算：F=D+WFxF=DxD+WxW將F=200kmol/h，xF=0.4，xD=0.9，xW=0.1代入可得：200=D+W200×0.4=D×0.9+W×0.1解方程組得：D=75kmol