化工原理试题库答案下册 下载本文

(从塔顶往y4,.=0=y 。全则回流操作通常适用于 ,下计)若已知 nn+1 或 。

32. 精馏和蒸馏的区别在于 ;平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在 于 。

33. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是 和 34. 。

,46kPap.6kPa、?p?113则℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为温度为 35.在总压为101.33kPa,85BA?yx? 。 ,平衡时液相组成 ,气相组成为 α相对挥发度= AA 00

2750.?0y?.72x馏出液组成 36.某精馏塔的精馏段操作线方程为 ,则该塔的操作回流比为 ,

为 。

37. 最小回流比的定义是 ,适宜回流比通常取为 R。 min

38. 精馏塔进料可能有 种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时,则进料热 状况q值为 。

39. 在某精馏塔中,分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液,操作回流比为3,若测得第2、3层塔板(从x?0.45、x?0.4,层流出液组成x为塔顶往下计)的液相组成为0.96(以上均为摩

尔分率),则第3D32塔板的气相莫弗里效率为E= 。 MV3 F、xxxRDq、 在精馏塔设计这,40. 若保持, 、若增加回流比,,则不变, DFw L/V 。

F、xx、xR一定,进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体,则所需理论及在精馏塔设计中,若

41. 、FWDNVL 、下降液体量 ;提馏段上升蒸气量 。精馏段上升蒸气量 板数

'‘LV ,下降液体量 。

L/V 42. 操作中的精馏塔,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段液气比 ,提馏

T

段液气比 '‘xxLV , 。, /Dw F、xxxWVq、 , 不变,若釜液量,增加,则 操作中的精馏塔保持43. 、DFw L/V 。

xxRq、D/F相同,塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热,则所需、、、44. 在连续精馏塔中,若DFNx ,。理论板数 Tw 45. 恒沸精流与萃取精馏的共同点

是 。两者的主要区别是 和 。

三、计算题

1. 某二元混合液含易挥发组分0.35,泡点进料,经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96,塔底产品浓度为0.025(以上均为易挥发组分的摩尔分率),设满足恒摩尔流假设,试计算:(1)塔顶产品的采出率D/F为多少?(4分);(2)如果回流比R为2,请分别求出精馏段、提馏段操作方程。

2. 用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液,原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔之比为2:3。每小时处理量料液60kmol/h, 料液中含苯50%,所得残液含苯5%,馏出液中含苯98%(以上组成均为摩尔百分率),苯对甲苯的平均挥发度为2.5,试求:⑴馏出精馏段和提馏段操作线方 小时的操作回流比?⑶该操作条件下,2R=R液和残液量?⑵. 程式?

3. 在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h,进料组成为x=0.5,F塔顶组成为x=0.98(均为摩尔分数);进料为泡点进料;塔顶采用全凝

器,泡点回流,D操作回流比为最小回流比的1.8倍;在本题范围内气液平衡方程为:y=0.6x+0.43,气相默弗里效率E=0.5。若要求轻组分收率为98%,试计算:(1)塔釜馏出液组成;(2)精馏mv段操作线方程;(3)经过第一块实际板气相浓度的变化。

4. 用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。原料液中含A为0.40,馏出液中含A为0.95(以上均为摩擦分率),已知进料热状况q为0.6,最小回流比为1.50,试求相对挥发度α值? 5. 用一提馏塔分离某水溶液(双组分体系,水为重组分),原料液量为100kmol/h,泡点进料,进料组成为40%,塔顶蒸汽全部冷凝成液体产品而不回流,其组成为70%(以上组成均为轻组分的摩尔分率)。轻组分回收率为98%,直接用水蒸汽加热。假设塔内为恒摩尔溢流和汽化,操作条件下两组分的平均相对挥发度为4.5,每层塔板用气相表示的单板效率为70%,求釜液组成及从塔顶第二层实际板下降的液相浓度。

6. 用一连续精馏塔在常压下分离苯-甲苯液体混和物。在全浓度范围内,体系的平均相对挥发度为2.5。泡点进料,进料量为100kmol/h。进料中苯含量为0.4(摩尔分率)。规定塔顶产品中苯的含量为0.9,苯的回收率为95%以上。塔顶采用全凝器,泡点回流,回流比取为最小回流比的1.5倍,塔釜采用间接蒸汽加热。求(1)塔底产品浓度;(2)精馏段操作线方程和提馏段操作线方程;(3)从塔顶开始数起,离开第二块板的液相组成(小数点后取三位数)。

7. 苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏,原料组成X(苯)=0.7,要求得到组成为0.8的塔顶产品(以上均为摩尔分率),现用以下三种方法操作:连续平衡蒸馏、简单蒸馏(微分蒸馏)、连续蒸馏。在三种情况下,塔顶用一分凝器,其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h,问塔顶、塔釜产量各为多少?汽化量为多少?已知α=2.46。 在常压连续精馏塔中,分离苯—甲苯混合液。原料液流量为1000kmol/h,组成为含苯0.4(摩尔分率,8.下同)泡点进料。馏出液组成为0.9,釜液组成为0.00667,操作回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下平均相对挥发度为2.5,试求:(1)提馏段操作方程 (2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y2 在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5(摩尔分率,下同)饱和9.倍,操2.0,操作回流比为最小回流比的0.05,釜液组成为0.9气体进料。馏出液组成为

作条件下平均相对挥发度为3.0,试求:(1)提馏段操作线方程 (2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y . 210. 在常压连续精馏塔中,分离两份理想溶液。原料液组成为0.5(摩尔分率,下同),饱和蒸汽进料,馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3.0,试求:(1)提馏段操作线方程 (2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y。 211. 试计算压力为101.33KPa,温度为时84℃,苯-甲苯物系平衡时,苯与甲苯在液相和气相中的组成。( )

920.x?0.818y?AA12. 苯-甲苯混合液初始组成为0.4(摩尔分率,下同),在常压下加热到指定温度,测得平衡的液相组成x为0.257、汽相组成y为0.456,试求该条件下的液化率。(q=0.281)

2流量冷通过部分冷凝将蒸汽量中的某两组分混合气体,其组成(摩尔分率),13. 4.6y?0. 3凝为饱和液体,试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为 (; 50850.x?54946y?0.x?0. )

7830.y?14. 5.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液,原料液流量为75kmol/h,泡

点进料。精馏段操作线方程和提馏段操作线方程分别为和 试求精馏段及018?0.263xy?1.25.y?0.723x?0?)

提馏段的上升蒸汽量。(h/.1423V?Vkmol?15. 6.在常压连续精馏塔中,分离含甲醇为0.4(摩尔分率)的甲醇-水混合液。试求进料温度40℃为时得q值。已知进料泡点温度为75.3℃。操作条件下甲醇的汽化潜热为1055KJ/kg、比热为2.68KJ/(kg.℃);水的汽化潜热为2320KJ/kg,比热为4.19KJ/(kg.℃)。

16. 7.将含易挥发组分为24%的原料加入一连续精馏塔中,要求馏出液组成为95%,釜液组成为3%(均为易挥发组分的摩尔分率)。已知进入冷凝器中蒸汽量为850kmol/h,塔顶回流液量为670kmol/h,试求塔顶、塔釜产品量及回流比。(D=180kmol/h ;

W=608.6kmol/h ; R=3.72)

17. 用板式精馏塔在常压下分离苯-甲苯混合液,塔顶为全凝器,塔釜用间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2.47,进料为150kmol/h、组成为0.4(摩尔分率)的饱和蒸汽,回流比为4,塔顶馏出液中苯的回收率为0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95,求:(1)塔顶馏出液及塔釜采出液的组成;(2)精馏段及提馏段操作线方程;(3)回流比与最小回流比的比值。(0.928、0.021;精馏线y=0.8x+0.1856、提馏线y=1.534x-0.0112;R/R )=1.4min

18. 在由一层理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯-甲苯混合液100kmol,含苯量为50%(摩尔%,下同),泡点进料,要求塔顶馏出液中含苯量为80%,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为3,相对挥发度为2.5,求每小时获得的塔顶馏出液量D,塔釜排出液量W及浓度xw。(D=17.0kmol/h, W=83.0kmol/h, x=0.4385) W19. 用精馏分离某水溶液,水为难挥发组分,进料F=1kmol/s,xF=0.2(摩尔分率,下同),以饱和液体状态加入塔中部,塔顶馏出量D=0.3kmol/s,xD=0.6,R=1.2Rmin,系统a=3,塔釜用饱和水蒸汽直接通入加热。试求:(1)蒸汽通入量(2);提馏段操作线(V=0.57kmol/s; y= 2.23x-0.0351) 20. 在连续精馏塔中分离二硫化碳和四氯化碳混合液。原料液流量为1000kg/h,组成为0.3(二硫化碳的质量分率,下同)。若要求釜液组成不大于0.05,馏出液中二硫化碳回收率为88%。试求馏出液流量和组成。(3.58kmol/h; 0.97) 21. 在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5(摩尔分率,下同),饱和蒸汽进料。馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3。试求:(1)提馏段操作线方程;(2)离开第2层理论板y ( ;0.786)

(从塔顶往下计)的气相0193.1.385x?0y?222. 在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分率,下同),泡点进料,馏出液组成为0.95,釜液组成为0.04,回流比为2,物系的平均相对挥发度为3.5。塔顶为全凝器。试用逐板计算法计算精馏段所需理论板数。( 2块 )

23. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.35(摩尔分率,下同)馏出液组成为0.9,回流比为最小回流比的1.2倍,物系的平均相对挥发度为2.0,试求以下两种进料状况下的操作回流比(1)饱和液体进料;(2)饱和蒸汽进料。(2.7; 4.79)

24. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。物系的平均相对挥发度为3.0。塔顶采用全凝器。实验测得塔顶第一层塔板的单板效率Eml为0.6,且已知精馏段操作线方程为y(0.825)

y=0.833x+0.15,试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成225. 在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.95。气--液混合进料,其中气相占1/3(摩尔数比),回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2.5,塔顶采用全凝器,试求从塔顶往下数第二层理论板的上升y(0.899) 蒸汽组成2.

26. 实验测得常压精馏塔在部分回流下,精馏段某相邻两板的上升气相组成分别为已知物系平均相对挥发度为5,回流比为3.5,馏出液组成为0.95。842.?00.885,yy?1n(摩尔分率)?n,试求以气相组成表示的第n层板的单板效率Emv。( 0.5 )

27. 在一常压连续精馏塔中分离由A、B组成的混合液。已知原料液组成为0.3,要求塔顶产品组成为0.9,釜液组成为0.5(均为A组分的摩尔分率),操作回流比为2.5,试绘出下列进料情况的精馏段操作线和提馏段操作线。(1)q=2;(2)泡点进料;(3)气液混合进料,汽化率为1/2。

28. 在一常压连续精馏塔中,精馏段操作线方程式和q线方程式如下: 2075.?0y?0.75xy??0.5x?1.5xx?0.83;;(3)q值 (R=3 试求:(1)回流比;(2)馏出液组成;DFq=1/3)

29. 在一常压连续精馏塔中,分离苯-甲苯混合液。塔顶为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热,x?0.95,第一块塔=泡点进料。物系的相对挥发度α2.47。试计算:(1)全回流时,D板上的气相单板效率时,求第二块塔板上升蒸汽组成;(2)进料量为180kmol/h,7.E?0mv原料组成为0.4时,要求塔顶苯的回收率为0.96,塔釜甲苯的回收率为0.93时,求和;xxDwR?1.4R,求R;(4)写出精馏段操作线方程式。(0.916 ; 0.9 , 0.028(3)若; 1.7 ;min )

326.638x?0y?0.nn?130. 常压连续精馏塔中,分离某双组分理想溶液,原料液在泡点下进料,进料量为150Kmol/h,组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.9,釜残液组成为0.1,操作回流比为3.5,全塔平均相对挥发度为2,塔顶采用全凝器,塔底采用间接蒸汽加热,求:1.塔顶、塔底产品流量,Kmol/h;2.回流比为最小回流比的倍数;3.精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量,Kmol/h;4.塔顶第二块理论板上下降的液相组成。

31. 将180 kmol/h 含苯0.4 (摩尔分率,下同)的苯—甲苯溶液,在连续精馏塔中进行分离,要求塔顶馏出液中含苯0.95,釜残液中含苯不高于0.01,进料为饱和液体,回流比R=2,求塔顶、塔底两产品流量及精馏段、提馏段操作线方程式。

32. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液,进料量100kmol/h,且为饱和液体进料,其中含苯0.4(摩尔分率,下同)。塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95,塔底釜残液中含苯0.04,回流比取最小回流比的1.4倍。计算(1)塔顶和塔底产品的流量。(2)推导精馏段、提馏段操作方程式。

33. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液,进料量200kmol/h,且为饱和液体进料,其中含苯0.4(摩尔分率,下同)。塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95,塔底釜残液中含苯0.05,回流比取最小回流比的1.5倍。计算(1)塔顶和塔底 )实际回流比、提馏段上升蒸汽流量及其下降液体流量、塔顶苯的回收率。2(产品的流量。.

34. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液,进料量200kmol/h,且为饱和液体进料,其中含苯0.4(摩尔分率,下同)。塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95,塔底釜残液中含苯0.05,回流比取最小回流比的1.5倍。计