化工原理试题库答案下册,总

化工原理试题库（下册）第一章 蒸馏一、 选择题1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为_C_时，不能用普通精馏方法分离。A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.02. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为 100kmol/h，进料组成为 0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于 0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为_B_。A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定3. 在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按_D_求出。A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则4. q线方程一定通过Xy直角坐标上的点_B_。A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1)5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数 q 的变化将引起（ B ）的变化。 .平衡线 .操作线与 q 线 .平衡线与操作线 .平衡线与 q 线 6. 精馏操作是用于分离（ B ） 。 .均相气体混合物 .均相液体混合物 .互不相溶的混合物 .气液混合物7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_B_。A 容易； B 困难； C 完全； D 不完全8. 设计精馏塔时，若、x F、xD、xW 均为定值，将进料热状况从 q=1 变为 q1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将_B_，塔顶冷凝器热负荷_C_ ，塔釜再沸器热负荷_A_。A 变大，B 变小， C 不变， D 不一定9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量和进料状况（F, xF,q）不变时，则 L/V_B_ ，L/V_A_，x D_B_ ，x W_A_ 。A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定10. 精馏塔操作时，若、x F、q，加料板位置、和不变，而使操作压力减小，则xD_A_，x w_B_。A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定11. 操作中的精馏塔，保持 F，x F，q，D 不变，若采用的回流比 R B. = C. R2 D.无法判断31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为 8（包括再沸器） ，若全塔效率为 50%，则塔内实际板数为（ C ） 。A.16 层 B.12 层 C.14 层 D.无法确定32. 在常压下苯的沸点为 80.1，环己烷的沸点为 80.73，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用（ C ） 。A.恒沸精馏 B.普通精馏 C.萃取精馏 D.水蒸气精馏33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段操作线斜率（ C ） ，提馏段斜率（ B ） ，精馏段下降液体量（ C ） ，提馏段下降液体量（ A ） 。A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断34. 若连续精馏过程的进料热状况参数 q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ C ） 。A.1/2 B.1/3 C.2 D.335. 溢流液泛是由于（ A ）造成的。A.降液管通过能力太小 B. 液流分布不均匀C.塔板上严重漏液 D.液相在塔板间返混36. 直接水蒸气加热的精馏塔适用于（分离轻组分水溶液）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸气加热相比较，当 xD、x W、R、q、 、回收率相同时，其所需理论板数要（ A ）A.多 B.少 C. 相等 D.无法判断37. 在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（ A ）接触，而在每一块塔板上汽液两相以（ C ）方式接触。A.逆流 B.并流 C.错流 （D）不确定38. 某精馏塔内，进料热状况参数为 1.65，由此可判定物料以（ D ）方式进料。（A）饱和蒸汽 （B）饱和液体 （C）过热蒸汽 （D）冷流体39. 两组分的相对挥发度越小，则表示分离物系越（ D ）A.容易 B.减少 C.完全 D.不完全二、填空题1. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为_。2. 当分离要求和回流比一定时，_进料的q值最小， 此时分离所需的理论塔板数_。3. 蒸馏是指_的化工单元操作。4. 在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是_。5. 实现精馏操作的必要条件是_和_ 。 6. 恒摩尔流假设成立的主要条件是_。 7. 某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持 x(F)，x(D) 不变，则将 _， x(w)将_，提馏段操作线斜率将_，理论板数将_。8. 在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时，进料状态 q 值愈大，提馏段的斜率就愈 ，完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈 ，故 5 种进料状态种中， 进料所需的理论板数最少。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（， xF，q）仍保持不变，则 R_，x D_，x w_，L/V_。11. 操作时，若、xF、q，加料板位置、不变，而使操作的总压力增大，则 xD _，x W _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米，完成分离任务需要块理论板（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 表达的气液平衡方程可写为 。根据 的大小，可用来 ，若 =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 =3，在全回流条件下进行精馏操作，对第 n、n+1 两层理论板（从塔顶往下计） ，若已知 则 。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. 。35. 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 = ，平衡时液相组成 ，气相组、kPapA6.130，kapB460 Ax成为 。y36. 某精馏塔的精馏段操作线方程为 ，则该塔的操作回流比为 ，馏出液组275.0.xy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 流出液组成 xD 为 0.96（以上均为摩尔分率） ，则第，、 4.05.32x3 层塔板的气相莫弗里效率为 EMV3= 。40. 在精馏塔设计这，若保持 、 不变，若增加回流比 ，则 ， F、 Dq、 Rwx， 。VL/41. 在精馏塔设计中，若 、 及 一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理Fx、 W、 R论板数 。精馏段上升蒸气量 、下降液体量 ；提馏段上升蒸气量 TNVLV，下降液体量 。L42. 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 ，提馏段液气V/比 / ， ， 。VDxwx43. 操作中的精馏塔保持 、 不变，若釜液量 增加，则 ， ，F、 Vq、 WDxwx。L/44. 在连续精馏塔中，若 、 、 、 相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所FxDRF/、需理论板数 ， 。TNw45. 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：馏出液和残液量？R2R 小时的操作回流比？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。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 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 =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 y29. 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 .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。( )81.0Ax9.0A12. 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)13. 4.某两组分混合气体，其组成 （摩尔分率）,通过部分冷凝将蒸汽量中的 流量冷6.0 32凝为饱和液体，试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为 (549.06.xy； )508.x783.y14. 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263.07.xy018.5.xy及提馏段的上升蒸汽量。( )hkmolV/314215. 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：（）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 min=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，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，塔釜排出液量及浓度 xw。 （D=17.0kmol/h, W=83.0kmol/h, x W=0.4385）19. 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：（）蒸汽通入量;（）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（从塔顶往下计）的气相 ( ；0.786)y0193.85.x22. 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=0.833x+0.15，试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成 (0.825)2y25. 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蒸汽组成 (0.899)2y26. 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842.0,5.1nny0.95（摩尔分率），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.xy试求：（ 1）回流比；（2）馏出液组成；（ 3）q 值 (R=3 ；Fxy5.10；q=1/3)83Dx29. 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，泡点进料。物系的相对挥发度 2.47。试计算