化工原理试题库下册总

3) 回流比;

4) 每小时塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量; 5) 离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成; 6) 离开塔釜上一块理论板的液相组成.

49. 精馏塔采用全凝器,用以分离苯和甲苯组成的理想溶液,进料状态为汽液共存,两相 组成如下:xF=0.5077,yF=0.7201.

(1) 若塔顶产品组成xD=0.99,塔底产品的组成为xW=0.02,问最小回流比为多少?塔底产品的纯度如何保证?

(2) 进料室的压强和温度如何确定. (3) 该进料两组份的相对挥发度为多少?

(Rmin=1.271,通过选择合适的回流比来保证;?=2.49).

50. 常压连续操作的精馏塔来分离苯和甲苯混和液,已知进料中含苯0.6(摩尔分数),进料状态是汽液各占

一半(摩尔数),从塔顶全凝器取出馏出液的组成为含苯0.98(摩尔分数),已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5.试求:

(1)进料的汽液相组成;(2)最小回流比. (液相0.49;汽相0.71;Rmin=1.227) 51. 最小回流比与理论板数

用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液,原料中含苯0.4,要求塔顶馏出液中含苯0.97,釜液中含苯0.02(以上均为摩尔分数),R=4.求下面两种进料状况下最小回流比Rmin.及所需理论板数:(1)原料液温度为25℃;(2)原料为汽液混合物,汽液比为3 :4.已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5. (Rmin=1.257,NT=10,第5块加料;Rmin =2.06,NT=11,第6块加料) 52. 物料恒算:

1kmol/s的饱和汽态的氨—水混合物进人一个精馏段和提馏段各有1块理论塔板的精馏塔分离,进料中氨的组成为0.001(摩尔分数).塔顶回流为饱和液体,回流量为1.3kmol/s,塔底再沸器产生的汽相量为0.6kmol/s.若操作范围内氨—水溶液的汽液平衡关系可表示为y=1.26x,求塔顶、塔底的产品组成. (xD=1.402?10-3, xW=8.267?10-4) 53. 操作线方程

一连续精馏塔分离二元理想混合溶液,已知精馏段某层塔板的气、液相组成分别为0.83和 0.70,相邻上层塔板的液相组成为0.77,而相邻下层塔板的气相组成为0.78(以上均为轻组分A的摩尔分数,下同).塔顶为泡点回流.进料为饱和液体,其组成为0.46.若已知塔顶与塔底产量比为2/3,试求: (1)精馏段操作线方程;

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(2)提馏段操作线方程.

(精馏段3y=2x+0.95;提馏段3y=4.5x-0.195) 54. 综合计算:

某一连续精馏塔分离一种二元理想溶液,已知F=10kmol/s,xF=0.5,q=0,xD=0.95,xW=0.1, (以上均为摩尔分率),系统的相对挥发度?=2,塔顶为全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热,且知塔釜的汽化量为最小汽化量的1.5倍.试求: (1) 塔顶易挥发组分的回收率; (2) 塔釜的汽化量;

(3) 第二块理论板的液体组成(塔序由顶部算起) . (?=89.5%;V’=11.07kmol/s; x2=0.843) 55. 热状况参数与能耗

某苯与甲苯的混合物流量为100kmol/h,苯的浓度为0.3(摩尔分率,下同),温度为20℃,采用精馏操作对其进行分离,要求塔顶产品浓度为0.9,苯的回收率为90%,精馏塔在常压下操作,相对挥发度为2.47,试比较当N??时,以下三种工况所需要的最低能耗(包括原料预热需要的热量): (1) 20℃加料; (2) 预热至泡点加料; (3) 预热至饱和蒸汽加料.

已知在操作条件下料液的泡点为98℃,平均比热容为161.5J/kmol.K,汽化潜热为32600J/mol. (977.1kW;1110.6kW; l694.7kW)

56. 用一连续操作精馏塔在常压分离苯—甲苯混合液,原料含苯0.5(摩尔分率,下同),塔顶馏处液含

苯0.99,塔顶采用全凝器,回流比为最小回流比的1.5倍,原料液于泡点状态进塔,加料板上的液相组成与进料组成相同.泡点为92.3¤,求理论进料板的上一层理论板的也相组成.苯的饱和蒸汽压可以用安托尼公式计算. Logp0=A-B/(t+C),A=6.91210,B=1214.645,C=221.205

57. 有苯和甲苯混合液,含苯0.4,流量1000kmol/h,在一常压精馏塔内进行分离,要求塔顶馏出液中含

苯0.9(以上均为摩尔分率),苯的回收率不低于90%,泡点进料,取回流比为最小回流比的1.5倍.已知塔内平均相对挥发度为2.5.试求: (1)、塔顶产品流量D;(2)、塔底釜残液流量W与组成;(3)、最小回流比;(4)、精馏段操作线方程;(5)、提馏段操作线方程(6)、若改用饱和蒸汽进料,仍用(4)中所用的回流比,所需理论板数为多少?

58. 某双组分混合液,重组分为水.设计时先按如下流程安排(图中实线),塔釜采用饱和蒸汽直接加热.

塔顶全凝器,泡点回流.系统符合恒摩尔流假定,相对挥发度为2.且知:F=100kmol/h,q=0,xF=0.4

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(摩尔分率,下同),xD=0.95,xw=0.04,S=60kmol/h.试求:(1)、塔顶轻组分的回收率;(2)、若保持S、F、xF、q、xD、xW不变,设计时在塔上部有侧线抽出(如虚线所示),抽出液量为θ,kmol/h,组成xθ=0.6,则该塔的最小回流比为多少?

59. 拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分为40%(摩尔百分率,下同),流量为100kmol/h的料

液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料,回流比为最小回流比的1.5倍,全塔效率为0.7,料液的相对挥发度为3.试求:(1)、完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板位置;(2)、若F、xF、NP不变,欲提高此物系易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的措施有那些? 22、用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,原料液中含苯0.40,塔顶馏出液中含苯0.95(以上均为摩尔分率),原料液为汽液混合进料,其中蒸汽占1/3(摩尔分率),苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5,回流比为最小回流比的2倍,试求:

(1)、原料液中汽相与液相的组成;(2)、最小回流比;(3)、若塔顶采用全凝器,求从塔顶往下数第二块理论板下降的液相组成.

60. 某一正在操作的连续精馏塔,有塔板15块,塔顶为全凝器,用于分离苯-甲苯混合液,料忒中含苯

35%,泡点进料,馏出液含苯97%,残液含苯5%(以上皆为摩尔百分率)试求:(1)、最小回流比;(2)、如采用回流比R=4.3,求理论板数及全塔效率;(3)、如果单板效率等于全塔效率,求提馏段最下一块板上升蒸汽组成. 61. 某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量为30kmol/h,进料中苯的摩尔分率为0.5,塔

顶、塔低产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下可取平均相对挥发度为2.4.(1)、塔顶、塔底的产品量;(2)、若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论

板,求离开第二板的蒸汽和液体组成.

62. 有一二元理想溶液,在连续精馏塔中精馏.原料掖组成为50%(摩尔%),饱和蒸汽进料.原料处理量

为每小时100kmol,塔顶、塔底产品量各为50kmol/h,已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15,塔釜用间接蒸汽加热,塔顶采用全凝器,泡点回流.试求:(1)塔顶、塔底产品组成(用摩尔分率表示)(2)全凝器中每小时冷凝蒸汽量;(3)蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量;(4)若全塔平均相对挥发度为3.0,塔顶第一块板的液相莫弗里效率为0.6,求离开塔顶第二块板的汽相组成. 63. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出

液组成为0.9,残液组成为0.1,相对挥发度为2.5,饱和蒸汽进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热.试求:(1)馏出液及残液量;(2)最小回流比;(3)操作回流比为3时,塔釜每小时产生的蒸汽量为多少?(4)塔釜上一块理论板液相组成为多少?(5)计算第(3)问时做了什么假定? 64. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进料组成为0.5(摩尔分率,下同),馏出

液组成为0.95,残液组成为0.0.05,相对挥发度为2.5,泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热.操作回流比为1.61,求:(1)馏出液及残液量;(2)提馏段上升蒸汽量;(3)提馏段操作线方程;(4)最小回流比. 65. 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,原料液中含苯0.44,塔顶馏出液中含苯0.96(以上均为摩尔分

率),原料液为汽液混合进料,其中周期占1/2(摩尔分率),苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5,回流比为最小回流比的1.5倍,试求:(1)、原料液中汽相与液相的组成;(2)离开塔顶第二块板的

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汽相组成;

66. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为10kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出

液组成为0.6,易挥发组成的回收率为90%,相对挥发度为2.0,饱和蒸汽进料,回流比为最小回流比的2倍.塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热.试求:(1)馏出液及残液量;(2)最小回流比;(3)第一块塔板下降的液体组成为多少?(4)精馏段上升的蒸汽量与提馏段下降的液体量各为多少? 67. 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,泡点进料,塔顶馏出量为75kmol/h(绝压),查得此压强下水

蒸气的汽化潜热为511kcal/kmol,在塔釜温度下釜液的汽化潜热为10000kcal/kmol,精馏段操作线方

程为y=0.72x+0.25.试求:(1)加热蒸汽消耗量;(2)离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成. 第二章 吸收 一、选择题

1. 吸收操作的依据是( ). A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异

2. 在逆流吸收塔中,增加吸收剂用量,而混合气体的处理量不变, 则该吸收塔中操作线方

程的斜率会_________.

A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定

3. 在吸收系数的准数关联式中,反映物性影响的准数是( ) A.Sh B.Re C.Ca D.Sc

4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、

E3=0.65kPa则( ) A.t1t2 C.t3 t2

5. 在吸收塔中,随着溶剂温度升高,气体在溶剂中的溶解度将会______. A.增加 B.不变 C.减小 D.不能确定 6. 下述说明中正确的是_________. A.用水吸收氨属液膜控制

B.常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制

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C.用水吸收氧属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制

D.用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收,气膜阻力和液膜阻力都不可忽略 7. 下述说法错误的是________.

A.溶解度系数H很大,为易溶气体 B.亨利系数E值很大,为易溶气体 C.亨利系数E值很大,为难溶气体 D.相平衡系数m值很大,为难溶气体

8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一, 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是 ( ). A.扩散质和扩散介质的种类 B.体系的温度 C.体系的压力 D.扩散面积

9. 吸收塔的操作线是直线,主要基于如下原因( ).

A 物理吸收 B 化学吸收 C 高浓度物理吸收 D 低浓度物理吸收 10. 吸收操作的作用是分离( ).

A 气体混合物 B 液体混合物 C 互不相溶的液体混合物 D 气液混合物

11. 通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,则下列那种情况正确( ). A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大 C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大

12. 根据双膜理论,吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为( ). A. 两相界面存在的阻力 B. 气液两相主体中的扩散的阻力

C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 D .气相主体的涡流扩散阻力

13. 根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示得传质总系数KL

( )

A.大于液相传质分系数k L B. 近似等于液相传质分系数k L

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