项目四-精馏-任务一-精馏概述-（练习）《化工单元操作》（第三版）同步精品课堂

《化工单元操作》（化工版第三版） 项目四：精馏 任务一：精馏概述 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 精馏的原理是利用混合物中各组分（ ）不同实现分离的操作。 A.沸点 B.挥发度 C.密度 D.溶解度 2.精馏与蒸馏的区别核心在于（ ）。 A.精馏有回流 B.精馏无回流 C.蒸馏有回流 D.蒸馏质量高 3.精馏在化工领域的应用较为广泛，主要目的在于（ ）。 A.提高产品的纯度 B.提高产品的产量 C.降低产品的纯度 D.降低产品的产量和纯度 4.精馏塔以进料板为分界线，可分为（ ）。 A.进料段和出料段 B.精馏段和提馏段 C.进料段和提馏段 D.精馏段和出料段 5.精馏根据操作方式的不同，可以分为（ ）。 A.连续精馏和间歇精馏 B.横沸精馏和特殊精馏 C连续精馏和 特殊精馏 D.间歇精馏和横沸精馏 6.精馏主要用于处理两种物料的挥发度（ ）的情况。 A.一样 B.差别不大 C.差别较大 D.不确定 7.以下关于精馏塔的操作，先后顺序正确的是（ ）。 A.先启动再沸器回热，再开始进料 B.先启动进料泵，再启动预热器 C.先停再沸器，继续开启进料泵 D.全回流操作不稳定时，也可以调节回流比 8.精馏操作中，精馏塔塔釜的物质含量较高的是（ ）。 A.轻组分 B.重组分 C.混合组分 D.不确定 9.对于连续精馏操作，进料热状况参数q的变化，将引起（ ）的变化。 A.相平平衡线 B.回流比 C.进料量 D.操作线 10.完成指定的精馏分离任务所需要的理论塔板数与（ ）无关。 A.进料量 B.进料热状态 C.进料液组成 D.进料位置 二、填空题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1.精馏是一种利用混合物中各组分 的不同而将其分离的方法。 2.精馏按照操作方式可以分为 、 。 3.精馏的实质就是 和 ，使混合液得到较完全分离，以获得接近纯组分的一种操作过程。 4.下图为连续精馏过程和塔内物料流动示意图，则该装置由 、 、 组成。 5. 精馏过程中， 从塔顶采出， 从塔釜采出。 6.精馏操作中，若保持回流比增大，那么馏出液 。 7. 进料热状况有五种，分别是 、 、 、 、 。 8. 精馏塔的性能参数主要有 、 、 等。 9. 精馏操作的操作方式可分为 和 。 10. 当精馏塔的操作达到稳定时，进料量等于 。 三、简答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分） 1.简述精馏的概念和原理。 2.简述精馏塔的结构与工作原理。 3.如何保证精馏塔的平稳操作？ 4.每小时将20kmol含乙醇40%的酒精水溶液进行精馏，要求馏出液中含乙醇89%，残液中含乙醇不大于3%（以上均为摩尔分数），试求每小时馏出液量和残液量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《化工单元操作》（化工版第三版） 项目四：精馏 任务一：精馏概述 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 精馏的原理是利用混合物中各组分（ ）不同实现分离的操作。 A.沸点 B.挥发度 C.密度 D.溶解度 【答案】B 【解析】精馏的核心是利用各组分挥发度的差异，通过多次汽液传质实现分离，沸点差异是挥发度不同的表现之一，但本质是挥发度差异。 2.精馏与蒸馏的区别核心在于（ ）。 A.精馏有回流 B.精馏无回流 C.蒸馏有回流 D.蒸馏质量高 【答案】A 【解析】精馏通过塔顶回流（液相回流）和塔釜上升蒸汽（汽相回流）实现多次汽液接触，可获得高纯度产品；简单蒸馏无回流，分离效率低，这是两者的核心区别。 3.精馏在化工领域的应用较为广泛，主要目的在于（ ）。 A.提高产品的纯度 B.提高产品的产量 C.降低产品的纯度 D.降低产品的产量和纯度 【答案】A 【解析】精馏通过多次汽液传质，可将混合物分离为高纯度的组分，核心目的是提高产品纯度，与产量无直接关联。 4.精馏塔以进料板为分界线，可分为（ ）。 A.进料段和出料段 B.精馏段和提馏段 C.进料段和提馏段 D.精馏段和出料段 【答案】B 【解析】进料板以上为精馏段，主要作用是提纯轻组分（易挥发组分）；进料板以下为提馏段，主要作用是提纯重组分（难挥发组分）。 5.精馏根据操作方式的不同，可以分为（ ）。 A.连续精馏和间歇精馏 B.横沸精馏和特殊精馏 C连续精馏和 特殊精馏 D.间歇精馏和横沸精馏 【答案】A 【解析】按操作方式，精馏可分为连续精馏（进料、出料连续进行，适用于大规模生产）和间歇精馏（分批进料，适用于小规模或多品种生产）；恒沸精馏属于特殊精馏，是按分离方法分类。 6.精馏主要用于处理两种物料的挥发度（ ）的情况。 A.一样 B.差别不大 C.差别较大 D.不确定 【答案】C 【解析】挥发度差别越大，越容易通过精馏分离；若差别极小（如恒沸物），需采用特殊精馏，因此精馏主要适用于挥发度差别较大的物料。 7.以下关于精馏塔的操作，先后顺序正确的是（ ）。 A.先启动再沸器回热，再开始进料 B.先启动进料泵，再启动预热器 C.先停再沸器，继续开启进料泵 D.全回流操作不稳定时，也可以调节回流比 【答案】A 【解析】精馏塔操作应先通再沸器加热，建立上升蒸汽，再进料以保证汽液接触稳定；B 项应先开预热器再进料；C 项停再沸器后应停止进料，否则塔内无上升蒸汽，无法分离；D 项全回流时回流比为无穷大，无需调节，待稳定后再调整回流比。 8.精馏操作中，精馏塔塔釜的物质含量较高的是（ ）。 A.轻组分 B.重组分 C.混合组分 D.不确定 【答案】B 【解析】塔釜通过再沸器加热产生上升蒸汽，重组分挥发度低，难以进入汽相，因此在塔釜富集，含量较高。 9.对于连续精馏操作，进料热状况参数q的变化，将引起（ ）的变化。 A.相平平衡线 B.回流比 C.进料量 D.操作线 【答案】D 【解析】进料热状况参数 q 反映进料的汽液状态，其变化会改变精馏段与提馏段操作线的交点，从而改变提馏段操作线的斜率；相平衡线由物系性质决定，与 q 无关；回流比和进料量是操作参数，不受 q 直接影响。 10.完成指定的精馏分离任务所需要的理论塔板数与（ ）无关。 A.进料量 B.进料热状态 C.进料液组成 D.进料位置 【答案】A 【解析】理论塔板数取决于分离要求（馏出液和残液组成）、进料组成、进料热状态、回流比及进料位置等；进料量影响设备尺寸（如塔径），但不影响理论塔板数。 二、填空题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1.精馏是一种利用混合物中各组分 的不同而将其分离的方法。 【答案】挥发度 2.精馏按照操作方式可以分为 、 。 【答案】连续精馏；间歇精馏 3.精馏的实质就是 和 ，使混合液得到较完全分离，以获得接近纯组分的一种操作过程。 【答案】多次部分汽化；多次部分冷凝 4.下图为连续精馏过程和塔内物料流动示意图，则该装置由 、 、 组成。 【答案】精馏塔；再沸器；冷凝器 5. 精馏过程中， 从塔顶采出， 从塔釜采出。 【答案】轻组分；重组分 6.精馏操作中，若保持回流比增大，那么馏出液 。 【答案】纯度提高 7. 进料热状况有五种，分别是 、 、 、 、 。 【答案】过冷液体进料；饱和液体进料；汽液混合物进料；饱和蒸汽进料；过热蒸汽进料 8. 精馏塔的性能参数主要有 、 、 等。 【答案】理论塔板数；塔板效率；回流比 9. 精馏操作的操作方式可分为 和 。 【答案】连续操作；间歇操作 10. 当精馏塔的操作达到稳定时，进料量等于 。 【答案】馏出液量与残液量之和 三、简答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分） 1.简述精馏的概念和原理。 【答案】精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异，通过在精馏塔内进行多次部分汽化和多次部分冷凝，使汽液两相在塔板或填料表面充分接触、传质，最终实现混合物高纯度分离的单元操作。 其原理是：挥发度高的组分（轻组分）在汽相中浓度较高，挥发度低的组分（重组分）在液相中浓度较高；通过塔顶回流（液相）和塔釜上升蒸汽（汽相），使汽液两相在精馏段和提馏段反复接触，轻组分不断从液相向汽相转移，重组分不断从汽相向液相转移，从而在塔顶得到高纯度轻组分，塔釜得到高纯度重组分。 2.简述精馏塔的结构与工作原理。 【答案】精馏塔的结构主要包括塔体、塔板（或填料）、进料口、塔顶馏出液出口、塔釜残液出口，以及配套的再沸器和冷凝器。塔板（或填料）是汽液传质的核心区域，进料口将原料引入塔内，将塔分为精馏段和提馏段。 工作原理：原料从进料口进入塔内，与精馏段下降的液相回流和提馏段上升的汽相回流接触。在精馏段，液相中的轻组分被汽相萃取，汽相纯度逐渐提高，最终在塔顶经冷凝器冷凝，部分作为回流返回塔内，其余作为馏出液采出；在提馏段，汽相中的重组分被液相吸收，液相纯度逐渐提高，最终塔釜液体经再沸器加热产生上升蒸汽，部分作为残液采出。通过多次汽液传质，实现混合物的分离。 3.如何保证精馏塔的平稳操作？ 【答案】保证精馏塔平稳操作需从以下方面控制： （1）稳定进料：保持进料量、进料组成和进料热状况稳定，避免剧烈波动； （2）控制回流比：回流比是关键参数，需稳定在适宜值，避免忽大忽小； （3）维持塔压稳定：通过调节塔顶冷凝器冷却量或塔釜再沸器加热量，控制塔内压力稳定，防止压力波动导致汽液平衡破坏； （4）保持温度稳定：监控精馏段和提馏段关键塔板温度，及时调整加热或冷却量； （5）防止塔内积液或干板：确保上升蒸汽量与回流量匹配，避免塔板积液（淹塔）或蒸汽量过大导致干板； （6）定期清理：及时清除塔内结垢、堵塞，保证汽液流通顺畅。 4.每小时将20kmol含乙醇40%的酒精水溶液进行精馏，要求馏出液中含乙醇89%，残液中含乙醇不大于3%（以上均为摩尔分数），试求每小时馏出液量和残液量。 【答案】设每小时馏出液量为 D（kmol/h），残液量为 W（kmol/h）。 根据物料衡算： 总物料衡算：F = D + W （1） 乙醇物料衡算：F・x_F = D・x_D + W・x_W （2） 其中，F=20kmol/h，x_F=0.4，x_D=0.89，x_W=0.03。 将（1）代入（2）： 20×0.4 = D×0.89 + (20 - D)×0.03 8 = 0.89D + 0.6 - 0.03D 8 - 0.6 = 0.86D 7.4 = 0.86D → D≈8.60kmol/h 则 W = 20 - 8.60 = 11.40kmol/h 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$