作者：圣才学习网
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夏清《化工原理》（第2版）（下册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】试读：
第一部分 名校考研真题
第6章 蒸 馏
一、填空题
1．某连续精馏塔，进料状态q＝1，D/F＝0.5（摩尔比），进料组成（摩尔分率），回流比R＝2，且知提馏段操作线方程的截距为零。则提馏段操作线方程的斜率为 ，馏出液组成为 。[清华大学2001研]【答案】1.33 0.8【解析】根据物料衡算可得：
提馏段操作线方程截距为零，则，因此上式可整理得：
精馏段操作线方程为
精馏段操作线与q线的交点为（0.4，0.533），因此可求得提馏段操作线方程的斜率为
2．在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x和易挥发组分的D收率不变，试定性判断，分别改变如下参数（其他参数不变）时所需的理论板数将如何改变。（1）加大回流比R时，理论板数将 。（2）提高加料温度t，理论板数将 。[浙江大学2006研]F【答案】减小 增大【解析】由图6-1（虚线为变化后的情况）可以看出，根据越靠近曲线则理论板数越大的定理，加大回流比R时，则理论板数减小；提高加料温度t，则理论板数增大。F
图6-1
二、选择题
精馏操作时，若进料状况（F、x、q）和回流比R均不变，而将F塔顶产品量D增加，其结果是（ ）。[浙江大学2005研]
A．x下降，x下降 Dw
B．x下降，x上升，Dw
C．x下降，x不变 Dw
D．x不变，x下降Dw【答案】A【解析】图形法：
图6-2
由图6-2可知x、x都下降（虚线所示）。DW
三、简答题
1．已知物系的t-x-y数据，请设计一实验流程，使其能够测定该物系精馏操作的全塔效率，要求：（1）画出流程示意图。（2）写出需要测哪些参数。（3）写出简要实验步骤。[天津大学2006研]
答：（1）流程示意图如图6-3所示。（2）需要测取的量：回流比R、进料组成x，塔顶组成x、塔釜FD组成x、进料温度t、塔顶温度t。WFD（3）简要的实验步骤。
①先配制一定浓度的料液，加入到进料槽中。在精馏塔釜中加入其容积2/3的料液。
②全回流操作。向塔顶冷凝器通入冷却水，接通塔釜加热器电源，设定加热功率进行加热。当塔釜中液体开始沸腾时，注意观察塔内气液接触状况，当塔顶有液体回流后，适当调整加热功率，使塔内维持正常的操作状态。进行全回流操作至塔顶温度保持恒定后，在塔顶和塔釜分别取样进行分析测定。
③部分回流。将回流比置于某一数值，并控制一定的进料流量，进行部分回流操作至塔顶温度恒定后，取进料、塔顶产品和塔釜液样品进行分析测定，并记录进料温度。
④实验结束后，停止加热，待塔釜温度冷却至室温后，关闭冷却水，一切复原，并做好清洁卫生工作。
图6-3
2．画出筛板塔的负荷性能图，说明各条线的含义，指出正常操作范围。[西北大学2005研]
答：正常操作范围如图6-4所示。
图6-4
1-过量雾沫夹带线，当气相负荷超过此线时，雾沫夹带量过大；2-漏液线（气相负荷下限线），气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气液接触不充分，表明漏液已足以使板效率大幅度下降；3-溢流液泛线，塔板的适宜操作区应在此线以下，否则将发生液泛；4-液量下限线，液相负荷低于此线将使塔板上液流分布严重不均匀，塔板效率急剧下降；5-液量上限线，液相流量超过此线，液体在降液管内的停留时间过短，液流中的气泡夹带现象大量发生，以致出现溢流液泛上述五条线包围的范围，便是塔的正常操作范围。
3．一精馏塔用以分离浓度为x、量为F的某二元理想混合液。F要求分离后塔顶馏出物浓度为x、塔底釜液浓度为x。原为泡点进DW料，现分别采取：①冷液进料；②将料液预热至汽液混合状态后再进料。试分析：（1）对于以上两种热状况进料，能否采取调节回流比的方法达到分离要求？请写出分析过程。（2）以上三种热状况进料所需要的能耗（包括原料预热所需的热量）哪一个最低？假设设备热损失忽略不计。[浙江大学2000研]（a） （b） （c）
图6-5
答：（1）设泡点进料时，平衡线与操作线如图（c）所示。此时用N块板达到了分离要求，回流比为R。
现分析一下冷液进料及气液混合状态下进料时的情形。
冷液进料时，q＞1。设x，x，R不变，则q线及操作线如图（a）Dw虚线所示，可见达到分离要求所需的理论板数N＜N。为使在一定的1板数N下达到分离要求，采取减小回流比至R即可，见图（b）所1示。
同理，对气液混合状态（0＜q＜1）进料，也可调节回流比至R（R＞R），使得理论板数一定下，达到分离要求，见图（c）所示。22（2）精馏塔焓衡算图如图6-6所示。
图6-6
对包括原料预热器在内的精馏塔作烩衡算，则：
式中，i为物料烩。
上式即：
式中，r为馏出液的冷凝潜热。
从题意及物料衡算可知，上式中三种进料热状况下的D、W、F、r、i、i、i都相同，而只有R值不同。又从第1小题的分析结论DDWF可知R ＜R＜R，可见：12
即冷液进料时，总能耗最低。
4．在一常压连续精馏塔分离某混合液。现保持回流液量和进料状况（F、、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量，试分析、如何变化？[四川大学2007研]
答：由可知，不变，则减小，v减小。
由可知，回流量L不变，则v减小，因而D减小。
由物量衡算有：F＝D＋W，又因为F不变，D减小，则W增大。
又由L＝RD，且回流量L不变，D减小，则R增大。
从塔板的分离能力考虑，则有：
精馏段操作线斜率，若R增大，则斜率增大。
提馏段操作线斜率，其中W＝F-D增大，而减小，故有增大。
精馏段和提馏段的理论板数不变，新旧情况下的操作线分别如图6-7所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]