化工原理试题库下册总

9. 直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽,但其目的并不相同.前者是_______________ ,而后者_______________.

10. 操作中,若提馏段上升蒸汽量V增加,而回流量和进料状态(F,xF,q)仍保持不变,则R_____,xD_____,xw_____,L′/V′_____.

11. 操作时,若F、D、xF、q,加料板位置、V不变,而使操作的总压力增大,则xD ________,xW _____

12. 精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度,其原因之一是__________________________,原因之二是_____________________.

13. 精馏塔设计中,回流比越___________所需理论板数越少,操作能耗__________ .但随着回流比的逐渐增大,操作费用设备费的总和将呈现________变化过程.

14. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对________的物系,采取加入第三组分的办法以改变原物系的________.

15. 精馏设计中,当进料为气液混合物,且气液摩尔比为2:3,则进料热状态参数q值等于 .

16. 填料塔用于精馏过程中,其塔高的计算采用等板高度法,等板高度是指 ;填料层高度Z= .

17. 简单蒸馏与精馏的主要区别是_____________________________________________________________

18. 精馏的原理是_______________________________________________.

19. 精馏过程的恒摩尔流假设是指____________________________________________________. 20. 进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________,汽液混合物进.料时q值范围_______________.

21. 精馏操作中,当回流比加大时,表示所需理论板数_____________,同时,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____________,塔顶冷凝器中,冷却剂消耗量__________,所需塔径___________. 22. 精馏设计中,随着回流比的逐渐增大,操作费用_____________,总费用呈现__________________________的变化过程.

23. 精馏操作中,当回流比加大时,表示所需理论板数_____________,同时,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消

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耗量_____________,塔顶冷凝器中,冷却剂消耗量__________,所需塔径___________.

24. 某填料精馏塔的填料层高度为8米,完成分离任务需要16块理论板(包括塔釜),则等板高度(HETP)=___________.

25. 总压为1atm,95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg,则平衡时苯的汽相组成=___________,苯的液相组成=___________(均以摩尔分率表示).苯与甲苯的相对挥发度=___________.

26. 精馏处理的物系是___________________混合物,利用各组分_______________的不同实现分离.吸收处理的物系是_______________混合物,利用各组分_______________的不同实现分离. 27. 精馏操作的依据是 .实现精馏操作的必要条件是 和 .

28. 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度 ,液相组成 气相组成.

29. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 .根据α的大小,可用来 ,若α=1,则表示 .

30. 在精馏操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度 ,塔顶温度 ,塔釜温度 ,从平衡角度分析对该分离过程 .

31. 某两组分体系,相对挥发度α=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第n、n+1两层理论板(从塔顶

4,.则n=0往下计),若已知yy=n+1 .全回流操作通常适用于 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. .

00p?113.6kPa、p?46kPa,AB35. 在总压为101.33kPa,温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为

则相对挥发度α= ,平衡时液相组成xA? ,气相组成为yA? .

36. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y?0.72x?0.275,则该塔的操作回流比为 ,馏出液组成

为 .

37. 最小回流比的定义是 ,适宜回流比通常取为 Rmin.

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(从塔顶往下计)的液相组成为23层塔板的气相莫弗里效率为EMV3= .

x?0.45、x3?0.4,流出液组成xD为0.96(以上均为摩尔分率),则第

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40. 在精馏塔设计这,若保持F、xF、q、D不变,若增加回流比R,则xD ,

xw ,L/V .

41. 在精馏塔设计中,若F、xF、

xD、xW及R一定,进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体,则所需理论

‘板数NT .精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ;提馏段上升蒸气量V ,下降液体量

L’ .

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L/V ,提馏段液气比xL’/V ,xD ,w .

‘43. 操作中的精馏塔保持F、xF、q、V不变,若釜液量W增加,则xD ,xw ,L/V .

44. 在连续精馏塔中,若xF、xD、R、q、D/F相同,塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热,则所需理论板数NT ,xw .

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馏出液和残液量?⑵R=2R小时的操作回流比?⑶该操作条件下, 精馏段和提馏段操作线方程式?

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xF=0.5,塔

顶组成为xD=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,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Emv=0.5.若要求轻组分收率为98%,试计算:(1)塔釜馏出液组成;(2)精馏段操作线方程;(3)经过第一块实际板气相浓度的变化.

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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.

8.

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,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

9. 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)饱和气体进料.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2.0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y2 .

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10. 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y2.

11. 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.(xA?0.818 yA?0.92) 12. 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)

213. 4.某两组分混合气体,其组成y?0.6(摩尔分率),通过部分冷凝将蒸汽量中的3流量冷

凝为饱和液体,试求此时的气、液相组成.气液平衡关系为y?0.46x?0.549 (x?0.5085; y?0.783 )

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y?0.723x?0.263和y?1.25x?0.018 试求精馏段及提馏段的上升蒸汽量.(V?V??142.3kmol/h) 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/Rmin=1.4)

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,

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