谭天恩版化工原理蒸馏复习题

1、谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题谭天恩版化工原理第十章蒸播复习题一.填空题.蒸储是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的, 分离的条件答案:均，挥发性差异，造成气液两相系统 （每空1分，共3分）.在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度 ,但气相组成 液 相组成，而两相的量可根据 来确定。答案：相等，大于，杠相液体混合物杆规则（每空 1分，共3分）.当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。答案:大于（每空1分）.双组分溶液的相对挥发度 a是溶液中 的挥发度对 的挥发度之比，若0=1表示。物系的 a值愈大，在x-y图中的 平衡曲线愈 对角线。答案:易挥发组分，难挥发组

2、分，不能用普通蒸储方法分离远离（每空1分，共4分）.工业生产中在精储塔内将过程和 过程有机结合起来而实现操作的。而 是精储与普通精储的本质区别。答案:多次部分气化， 多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分）.精储塔的作用是。答案:提供气液接触进行传热和传质的场所。（2分）.在连续精储塔内，加料板以上的塔段称为 ,其作用是;加料板以下的 塔段（包括加料板）称为,其作用是。 答案:精储段（1分）提浓上升蒸汽中易挥发组分（2分）提储段 提浓下降液体中难 挥发组分（2分）（共6分）. 离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等，旦成平衡。答案：平衡温度组成（每空1分，共3分）.精储塔的塔顶温度总是低

3、于塔底温度，其原因有（1） 和 （2） 。答案：塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题.精储过程回流比 R的定义式为 ;对于一定的分离任务来说，当 R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ;而R=时，所需理论板数 为8。答案:R= -00 全回流Rmin（每空1分，共4分）D.精储塔有 进料热状况，其中以 进料q值最大，进料温度泡点温度。答案：五种冷液体 小于（每空1分，共3分）.某连续精储塔中，若精微段操作线方程的截距等于零，则回流比等于 ,微出液流 量等于,操作线方程为 。答案：8零 yn+1=Xn（每空1分，共3分）.在操作的精储

4、塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为 y1,X1及y2,X2；则它们的大小 顺序为 最大，第二，第三,而 最小。答案：y1y2X1X2 （每空1分，共4分）.对于不同的进料热状况，Xq、yq与XF的关系为冷液进料： Xq XF , yq XF ； TOC o 1-5 h z （2）饱和液体进料：Xq XF,yq XF；气液混合物进料： Xq XF , yq XF f ；（4）饱和蒸?进料：Xq XF,yq XF；（5）过热蒸7进料：Xq XF,yq XF；答案:大于 大于（1分）等于 大于（1分）小于 大于（1分）小于 等于（1分） 小于小于（1分）（共5分）.精储操作时，增大回流比R,其他

5、操作条件不变，则精储段液气比 L （）,储出液组 成XD （）,釜残液组成XW （）.A 增加 B不变 C不确定 D减小 答案：A A D二.选择题（每空1分，共3分）.精储塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数 Nt （）,提储段下降液体流量L/ （）0A减小 B不变 C增加 D不确定答案： A C （每空1分，共2分）.对于饱和蒸汽进料，则有L （ ） L , V,（）V。A等于 B小于 C 大于 D 不确定谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题答案： A B （每空1分，共2分）.精储塔中由塔顶向下的第n-1, n, n+1层塔板

6、，其气相组成关系为（）A yn+1ynyn-1B yn+1 =yn=yn-iC yn+1ynyn-1D 不确定答案： C （1分）.某两组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xa=0.4,相应的泡点温度为t1,气相 组成yA=0.4,相应的露点温度为t2,则（）A t1 t1 D 不能判断答案： A （1分）.完成某分离任务需理论板数为 Nt=7 （包括再沸器），若Et=50%,则塔内需实际板数（不 包括再沸器）为（）A 14层 B 10层 C 12层 D无法确定 答案： C （1分）.若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高xd,可采用（）A、减小回流比B、增加提储段理论板数C、增加精

7、储段理论板数 D、塔釜保温良好答案： C （1分）.在精储操作中，若进料位置过高，会造成（）A、釜残液中易挥发组分含量增高B、实际板数减少C、储出液中难挥发组分含量增高D、各组分含量没有变化答案： C （1分）.精储塔采用全回流时，其两操作线（）A、与对角线重合B、距平衡线最近C、斜率为零D、在y轴上的截距为1答案： A （1分）.精储的两操作线都是直线，主要是基于（）A、理论板的概念B、理想溶液C、服从拉乌尔定律D、包摩尔流假设谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题D（1 分）10.当XF、Xd、Xw和q一定时，若减小回流比R,其他条件不变，则（）A、精微段操作线的斜率变小，两操作线远离平衡线

8、B、精微段操作线的斜率变小，两操作线靠近平衡线C、精微段操作线的斜率变大，两操作线远离平衡线D、精微段操作线的斜率变大，两操作线靠近平衡线答案： B （1分）三.判断题 TOC o 1-5 h z .理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比（）答案：（，）（1分）.从相平衡x-y图中可以看出，平衡曲线距离对角线越近，则表示该溶液越容易分离（）答案：（X）（1分）.用于精储计算的包摩尔液流假定，就是指从塔内两段每一层塔板下降的液体摩尔流量都相等（）答案：（X）（1分）.精微段操作线的斜率随回流比的增大而增大，所以当全回流时精微段操作线斜率为无穷大（）答案：（X）（1分）.用

9、图解法求理论塔板数时，适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上（）答案：（，）（1分）.当进料量、进料组成及分离要求都一定时，两组分连续精储塔所需理论塔板数的多少与（1）操作回流比有关（）（2）原料液的温度有关（）答案：（1）（V）（，）（每空1分，共2分）.对于精储塔的任何一层理论板来说，其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度（） TOC o 1-5 h z 答案：（，）（1分）.当F、xf 一定时，只要规定了分离程度 xd和xw,则D和W也就被确定了 （）答案：（V）（1分）.当精储操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小（）答案：（X）（1分）.在精储操作中，若进料的热状

10、况不同，则提储段操作线的位置不会发生变化（）答案：（X）（1分）四.简答题谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题.简述在定压下，苯一甲苯混和液的t x y图中的两条曲线和三个区域的名称。答：图中有两条曲线：下方曲线为tx线，称为饱和液体线或泡点线；上方曲线为 ty线, 称为饱和蒸气线或露点线。（2分）两条曲线将t-x-y图分成三个区域：饱和液体线以下区域称为液相区；饱和蒸气线以上区域称为过热蒸气区；两曲线之间的区域称为气、液共存区。（3分）（共5分）.简述精储原理，实现精储定态操作的必要条件是什么？答：精储原理：精储是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。（2分）上升蒸

11、气流和液体回流是造成气、液两相以实现精储定态操作的必要条件。（2分）（共4分）.连续精储流程中主要由哪些设备所组成？还有哪些辅助设备？答：主要由精储塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。（2分）辅助设备有：原料液预热器、产品冷却器、回流液泵等。（2分）（共4分）.简述包摩尔流假定。在精储计算中有何意义？答：包摩尔流假定是指在精储塔的精储段和提储段内，本段内各板上升蒸气摩尔流量相等，下降液体摩尔流量相等，但两段之间不一定相等。（3分）意义是精储的计算都是以包摩尔流为前提的，这样可简化精储计算。（2分）（共5分）.写出实际生产中加入精储塔的原料的五种热状况及它们的q值。答：原料的五种热状况为：（1

12、）冷液进料，q1。（1分）（2）饱和液体进料，又称泡点进料，q=1。（1分）（3）气、液混合物进料，4=01。（1分）（4）饱和蒸气进料，又称露点进料，q = 0。（1分）（5）过热蒸气进料，q0。（1分）（共5分）.何谓适宜回流比？在精储设计计算中怎样确定？其范围如何？答：精储操作费用和设备投资费用之和为最低时的回流比，称为适宜回流比。（2分）在精储设计计算中，一般不进行经济衡算，常采用经验值。 （1.5分）据生产数据统计，适宜回流比的范围可取为：R= （1.1-2） Rmin。（1.5分）（共5分）.什么时全塔效率Et?在精储设计中Et如何确定？答：全塔效率Et又称总塔板效率，是指一定分离

13、任务下，所需理论塔板数 Nt和实际板数Np的比值，即ET= NT X100%。（3分）Np在精储设计中，由于影响Et的因素非常复杂，故一般用经验或半经验公式估算，也可采用生 产实际或经验数据。（2分）（共5分）.简述什么叫填料精储塔的等板高度 HETP ?答：假想在填料塔内，将填料层分为若干个高度单元，每个单元的作用相当于一层理论板，此单元填料高度称为理论板当量高度，又称为等板高度，以 HETP表示。（3分）9通常对特定的精储塔和物系，影响精储操作的因素有哪些？答：影响因素有：（1）塔内操作压强（2）进、出塔的物料流量（3）回流比（4）进料组成和 热状况（5）再沸器和冷凝器的传热性能和条件（6

14、）设备散热情况（每个影响因素给 0.5分,谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题6个共3分）10.简述间歇精微的操作方式和适用场合。答:间歇精微的操作方式有三种：（1）恒回流比操作。（2）恒储出液组成操作。（3）以上两种操作联合的组合式操作（每点1分，合计3分）适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合，也适用于多组分的初步分离。（1分）（共4分）11简述什么叫包沸精储？答：在混和液（包沸液）中加入第三组分（称为夹带剂），该组分与原混和液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，且其沸点更低，使组分间相对挥发度增大而得以分离，这种精微方法称为恒沸精储。（3分）12.什么叫萃取精储？答：萃取精储也是在待分离

15、的混和液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原组分间的相对挥发度而得到分离。不同的是萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点要高，且不与组分形成恒沸液。（3分）五.计算题.在乙醇和水的混和液中，乙醇的质量为 15kg,水为25kg。求乙醇和水分别在混和液中的质量分数、摩尔分数和该混和液的平均摩尔质量。解：（1）质量分数已知 也醇=15kg , m水=25kgm乙醇 15八a乙醇= 0.375 （1 分）m15+25a水=1 电醇=10.375=0.625 （1 分）（2）摩尔分数x乙醇二a乙醇M乙醇a乙醇M乙醇0.37546=0.19 （2 分）0.375 0.625、4618x 水=1 x乙

16、醇=1 0.19= 0.81 （1 分）（3）混和液的平均摩尔质量M mMm=M乙醇 Mx乙醇 +M 水 Mx水=46父0.19十 18M0.81 = 23.32 kg/kmol （2分）.若苯一甲苯混和液在45c时沸腾，外界压力味 20.3kpa。已知在45c时，纯苯的饱和蒸气 压p0苯=22.7kpa,纯甲苯的饱和蒸气压p0甲苯=7.6kpa。求其气液相的平衡组成。解：（1）平衡时苯的液相组成x苯、气相组成y苯127=0.84 （2 分）15.1p - p0甲苯20.3-7.6p0苯 一 p0甲苯 一 22.7 -7.6谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题而 y苯，x苯=227父0.84

17、= 0.94 （1 分） p 20.3（2）平衡时，甲苯在液相和气相中的组成分别为x甲苯和y甲苯所苯=1x苯=10.84 = 0.16 （1 分）y甲苯=1y苯=1 0.94=0.06 （1 分）.苯一甲苯理想溶液在总压为 101.3kpa下，饱和蒸气压和温度的关系如下：在 85c时， p0苯=116.9kpa, p0甲苯=46kpa ;在 105c 时，p0苯=204.2kpa, p0甲苯=86kpa。求：（1）在85c和105c时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度；（2）在此总压下，若 85c时,x苯=0.78,用平均相对挥发度值求y苯。解：（1）在 85c 时：苯=116.9 =2.54

18、 （1 分）p甲苯 46,.一， 204 2在 105c 时：0（2=342 = 2.37 （1 分）862 54 ： 2 37平均相对挥发度am =一2 = 54 = 2.46 （1分）22（2）用m求y苯（85C时）：m %苯“1+。-1x苯2.46 0.781 1.46 0.78= 0.897 （2 分）.在连续精储塔中分离含苯50% （质量百分数，下同）的苯一甲苯混和液。要求储出液组成 为98%,釜残液组成为1% （均为苯的组成）。求：甲苯的回收率。解：（1）把已知的质量分数换算成摩尔分数M苯= 78, M甲苯二92进料组成：xF =亚型一=0.541 （1分） 50/78 50/92

19、储出液组成：xD =一a8=0.983 （1分）98/78 2/92釜残液组成：Xw（2）求 D、W1/781/78 99/92= 0/012 （1 分）取F=100kmol/h为计算基准，（1分）由全塔物料衡算可得:F=D+W,及F*=D，Xd +W ,Xw （2分）联立两式可得:D = F Xf 一厢XD - xW100 0.541-0.0120.983-0.012= 54.48kmol/h（1分）W =F D =100 54.48 = 45.52 kmol/h （1 分）谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题（3）求甲苯回收率w,即是求釜残液中难恢复组分的回收率（釜残液中难挥发组分的量与其

20、在原料液中的量之比）：W1 - Xw= F 1 ”100%”修詈=98%（2分）.一两组分连续精储塔中，进入精储段中某层理论板 n的气相组成yn+i为0.75,从该板流出 的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2 ,物系的相对挥发度a为2.5,求:（1）从该板上升的蒸气组成yn； （2）流入该板的液相组成Xn-1； （3）回流比Ro解：（1）求yn可用气液平衡方程由0、 Xn求出yn3 Xn1+ 1人匿暇=.823（2分）（3）求 R2R = R+1, R=1 （1 分）由=勺=1 （1分）可解出: TOC o 1-5 h z V R 12（2）求 Xn 1由精微段操作线

21、方程yi=-Xn+旦，得0.75= 1M 0.65+ R 1 R 122解出 xd = 0.85 （2 分）因yn代入已知量得RXdxn 1R 1 R 10.823 =Lxn二十年，解出=0.796 （2分） 22.在连续精储塔中分离某两组分?M合物。已知原料液流量为 100kmol/h,组成为0.5 （易挥发 组分摩尔分数，下同），饱和蒸气进料；储出液组成为 0.98,回流比R为2.6,若要求易挥发 组分回收率为96%,求：（1）储出液的摩尔流量D; （2）提储段操作线方程。解：（1）求D据易挥发组分回收率可求出 DD-x =0.96,可得 0.98 D =0.96 父 100 M 0.5

22、,解出 D = 48.98kmol/h （2 分）F Xf（2）提储段操作线方程先求L, W, xW ；已知饱和蒸气进料q = 0 L =RD =2.648.98 =127.35kmol/h （1 分）W = F -D =100 -48.98 =51.02 kmol/h （1 分）由F Xf =D Xd +W即（1.5分）可得xwF xF -D xD100 0.5 -48.98 0.9851.02= 0.039 （1.5 分）提储段操作线方程为：q = 0谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题L qFy m 1 = X mL qF -WW 、，127.35、，xW = xmL qF -W 127

23、.35 -51.0251.02127.35-51.020.039即 ym 平=1.668xm -0.026 （4 分）.某连续操作精储塔，分离苯一甲苯混和液，原料中含苯45%,储出液中含苯95%,残液中含甲苯95% （以上均为摩尔分数）。塔顶全凝器每小时全凝 28000kg蒸汽，液体在泡点下回 流。提储段回流液量为470kmol/h,原料液于泡点进料。求：（1）釜残液和储出液的流量（W和D）; （2）回流比R解：（1）求釜残液流量W,储出液流量DM苯= 78, M甲苯= 92。泡点进料q=1,止匕时V = V, V即等于全凝器冷凝蒸汽量，故GMm顶28000Mm顶（2分）式中 M m顶=78X

24、 0.95+92 X （ 1 0.95） = 78.7kg/kmol （1 分）V=2=355.8kmol/h （1 分） 78.7由提储段物料衡算可求出 WW =L-V=L-V =470 -355.8 =114.2kmol/h （1 分）由全塔物料衡算求DF=D+WF xF = D xD +W xW （2 分）式中，xf=0.45, xd=0.95 xW=1 0.95=0.05, W=114.2kmol/h联立求解：F=D+114.20.45F=0.95D+114.2X 0.05 可解出 D = 91.4kmol/h 及 F = 205.6kmol/h （2 分）（2）求 RV -D355.

25、8 -91.491.4-2.89（2分）.在某两组分连续精储塔中，已知原料液流量为788kmol/h,泡点进料；储出液组成为0.95（易 挥发组分摩尔分数，下同），釜残液组成为0.03;回流比R为3,塔顶回流液量为540kmol/h。求：（1）精储段操作线方程；（2）提储段操作线方程及提储段回流液量L解：（1）精储段操作线方程将已知量R = 3, Xd = 0.95代入精储段操作线方程可得： yn+ =0.75Xn +0.238 （3 分）XdR 1Xn3 1+0：5 即（2）提储段操作线方程及提储段回流液量L 540已知 R = 3, L = 540kmol/h,可得 D= =180 kmo

26、l/h （1 分）R 3由全塔物料衡算：F=D+W,可得 W=F D=788 180= 608kmol/h （1分）谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题泡点进料q=1,提储段回流液量L=L+qF =L+F =540+788 =1328 （1分）提储段操作线方程为:,L1 , Wym=EXm-OXw2分）代入已知量得:13281328 -608xm6081328 -608M0.03 即ym = 1.844Xm-0.02533 （2 分）.某双组分连续精储塔，原料液流量为20kmol/h,塔顶产品量为7.78kmol/h,泡点进料，回流比为1.92,求：（1）精储段及提储段的回流液量；（2）精储段

27、及提储段的上升蒸汽量。解：（1）精储段及提储段的回流液量（L及L）精储段回流液量LL=RD=1.92X7.78=14.94kmol/h （1 分） 提储段回流液量L泡点进料 q=1, L=L+qF=14.94+20=34.94kmol/h （2 分）（2）精储段及提储段的上升蒸汽量（V及V）精储段上升蒸汽量VV = L+D = 14.94+7.78=22.72kmol/h （2 分） 提储段上升蒸汽量V, q=1V =V+（q 1）F = V = 22.72kmol/h （1 分）在泡点进料下，某两组分连续精储塔的操作线方程为：1、精储段：y =0.723x 0.2632、提储段：y =1.2

28、5x -0.0187求：（1）回流比；（2）储出液；（3）釜残液的组成；（4）原料液的组成。解：（1）求回流比R由精储段操作线方程y=0.723x+ 0.263可知：-R-=0.723 （1 分）即 0.723（R+1）=R, R0.723R = 0.723R 1解出R=2.61 （1分）（2）储出液组成xdx=0.263 （1 分）代入 R = 2.61,得 xD =（R+1 产0.263 = 3.610.263,R 1xd =0.95 （1 分）（3）求xw,因xw为提储段操作线与对角线交点的横坐标，故联立两线方程:y 二 x 二 xwy =1.25x -0.0 1 8 72 分）解出 x

29、w =1.25xw -0.0187, xw = 0.075 （1 分）-10 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题（4）求原料液组成XF,泡点进料q=1,此时两操作线交点的横坐标即XFy=0.723xF 0.263y=1.25xF +0.0187 （2 分）即 0.723xF +0.263 = 1.25xF -0.0187,解出Xf0.263 0.01871.25 -0.723= 0.535 （1 分）.有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液，在泡点温度下进入连续精储塔。进料组成 为0.6 （摩尔分数，下同），储出液组成为0.9;回流比为1.5,全塔效率为0.5。求（1）用逐 板计算法求精

30、储段所需要的理论板数 Nt精；（2）计算精储段所需的实际板数 Np精。（假设塔顶 为全凝器）解：（1）用逐板计算法求 Nt精。已知xf= 0.6, xd = 0.9, R = 1.5, =3。求精储段操作线方程：yn+ = Rxn+xD。代入已知量得：yn =I.xn+ 9 =0.6xn+0.36（A）（2 分）R 1 R 11.5 11.5 1气液平衡方程：由y=f二x可得x = y 1y=七七（B） （2 分） 因假设塔顶为全凝器，故有xd =必=0.9 （1分）代入（B）式可求出xi,y09xi =y= 0.75 （ 1 分）将 xi = 0.75 代入（A ）式可求出 y2 ,31 -

31、00.9 3 0.1y2 =0.6x1十0.36 =0.60.75 + 0.36 = 0.81 （ 1 分）再将 y? =0.81 代入（B）式求出 x2 ,x2 =08=0.587 xF （xf = 0.6） （1分），故可知第二块理论板为加料板，精储段所0.81 3 0.19需理论板数Nt精=21 = 1块（层）（1分）（2）求精储段所需的实际板数 Np精，已知Et = 50%,NP# = =2 （1 分）Et0.5.在一双组分连续精储塔中，已知精储段操作线方程为y = 0.715x+0.271 ; q线方程为y= 2.8仅-0.91,求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）储出液及原料液

32、组成；（3）若回流比为3,测得从精微段第二层塔板下降液体的组成为0.82 （摩尔分数，下同），从第三层塔板上升的蒸气组成为0.86,则此时的储出液组成又为多少？答案与评分标准解：（1）求回流比R和进料热状况参数q由精微段操作线方程：丫由=工*0+上 知：（1.5分）R 1n R 1-11 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题=0.715,可得 R0.715R = 0.715 ,得 R=2.51 （1.5 分） R 1由q线方程；y =9x士知：（1.5分） q -1 q -1-q- =2.81 ,得：2.81q -q =2.81 ,得 q=1.55 （1.5 分）q -1（2）求储出液组成X

33、D,原料液组成XF,由精储段操作线方程得：心匚=0.271, xD =0.271x3.51 = 0.951 （1.5分）R 1由 q 线方程得： 士 =0.91, xF =0.91x（1.55 1） = 0.501 （1.5 分） q -1（3）若 R = 3,精储段 X2 = 0.82, y3 = 0.86,求 Xd由精微段操作线方程得：y3 =旦*2十豆，代入已知量：R 1 R 13Xn0.86 父0.82 =旦，得 xd = 0.98 （2 分） 4412.在连续精储塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为 0.6 （摩尔分数，下同），储出液 组成为0.9,釜残液组成为0.02。泡点进料

34、。（1）求每获得1kmol/h储出液时的原料液用量F;（2）若回流比为1.5,它相当于最小回流比的多少倍？ （ 3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6,求上升到加料板上的气相组成。（物系的平均相对挥发度为3）答案与评分标准解：（1）求当 D = 1kmol/h 时 F 为多少？已知 xf=0.6, xd=0.9, xw=0.02, D = 1kmol/h,由 全塔物料衡算可得： F = D W = 1 WF，xF = D，xD +W，xW（ 2 分）代入已知量可得：0.6（1 +W ）=1M0.9+0.02W可求出（0.6-0.02W =0.9-0.6 = 0.3,解出 W=0

35、.52kmol/h, F= 1.52kmol/h。 （2 分）（2）求 R/Rmin,已知口m =3泡点进料q= 1 ,则Xq = XF=0.6 （1分），由气液平衡方程:m Xq11 m -1 Xq3 0.61 2 0.6= 0.818 （2 分）求 Rmin , Rmin = ：XP= 0.9一0818 = 0.376 （2 分）yq -Xq0.818-0.61 5求 R/Rmin, R/Rm. =-=3.99 倍 1 分0.376（3）求上升到加料板上的气相组成。因加料板是提储段第一层板，故所求量为y-12 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题L=RxD =1.5x1 =1.5kmol

36、/ri （1q=1, E F= 1.52kmol/h, W= 0.52kmol/h,xw=0.02, X1 = 0.6提储段操作线方程为：代入已知量： TOC o 1-5 h z L qFWYm+ = Xm- Xw ,L qF -WL qF -W即 ym屋= 1.208Xm0.00416 （3 分）1.5 1.520.52 0.02ym*=Xm-,1.5 1.52 -0.521.5 1.52 -0.52所求 y2=1.208x14.00416 = 1.208x0.6 0.00416 = 0.721 （1 分）13.在连续精储塔内分离两组分理想溶液，塔顶为全凝器。进料量为 100kmol/h,其

37、组成为0.5 (摩尔分数)。塔顶易挥发组分的回收率为90%,精储段操作线方程为y=0.8x = 0.19。求：(1)储出液的组成XD和流量D； (2)釜残液的组成XW和流量Wo答案与评分标准解：由题给：F=100kmol/h, XF=0.5, = 0.9 F Xf求XD和D 由精储段操作线方程：yn噂=dXn+工(2分)与题给方程比较可知:R 1 R 1R-R- =0.8 ,可得 R0.8R=0.8 ,得 R = 4 (1 分)R 1由精储段操作线方程知含=0.19,代入R = 4,得:Xd =0.19父（4+1 ）=0.95 （1 分） 把 F=100kmol/h, xf=0.5, xd =

38、 0.95代入可得:D XdF Xf0.9F xFXd0.9 100 0.50.95= 47.37 kmol/h （2 分）(2)求Xw和W可由全塔物料衡算得:F 二D WF % =D，Xd +W 9（2 分）100 =47.37 W100 0.5 -47.37 0.95 W Xw解出 W =100 -47.37 =52.63kmol/h5xW =（50 45YW =一二 0.095 （2 分）52.6314.在一常压连续精微塔中，分离某两组分理想溶液。原料液组成为 0.4 (摩尔分数，下同)， 储出液组成为0.95。操作回流比为最小回流比的1.5倍，进料热状况参数q为1.2。操作条件-13

39、-谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题下物系的平均相对挥发度0（m为2；塔顶采用全凝那，计算精储段自塔顶向下的第二层理论板上升蒸汽的组成V2。答案与评分标准解：已知 xf=0.4, xd = 0.95, R=1.5Rmin, q=1.2, ctm=2,求 y2（1）求 Rminx 2x求气液平衡方程：y = 吧一=上（A） （1.5分）1，送m -1 x 1 xq 线方程：y =_q-x=2-x -mGx2 （B） （1.5 分）q -1 q -11.2 -11.2-1 一 一一. 一2Xco联立解（A）、（B）两式，可解出6Xq-2=,即6Xq +2Xq-2 = 0,q 1 Xqq q解出X

40、q =-2，22 -4 6 -2 _ 5.2112 6- 12-0.434（2分）yq =6xq -2 =6x0.434-2 = 0.604 （1 分）求RminRminXd - yqyq Xq0.95 -0.6040.604-0.434= 2.04（2分）2） 求实际回流比 R R = 1.5Rmin =1.5父2.04 = 3.06 （1 分）（3）求 y2精储段操作线方程：Yn+ =-Xn+上=建一先十坐5-,即R 1 R 13.06 13.06 1yn+ =0.754Xn +0.234 （2 分）求y1、xi塔顶采用全凝器，故 必=Xd =0.95 （1分）2x 一一 0 95气减平衡

41、万程：y1 =得 0.95+ 0.95x1 =2x1 得 xi =-=0.905 （1 分）1 - X11.05求y2xi与y2符合精微段操作线方程：y2 =0.754x1 +0.234 = 0.754x0.905 + 0.234 = 0.916 （1 分）15.在常压操作的连续精储塔中分离含苯 0.46（摩尔分数）的苯一甲苯混和液。已知原料液的 泡点为92.5C,苯的彳气化热为390KJ/kg,甲苯的汽化热为361KJ/kg。求以下各种情况下的q 值：（1）进料温度为20c的冷液体；（2）饱和液体进料；（3）饱和蒸气进料。-14 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题解：（1） 20c的冷液

42、体进料下的q值原料液的平均汽化热rmrm =rA xA +rB xB Ma=78, Mb = 92 （1 分） 所以 rm =0.46x78x390+0.54M92M361=31930KJ/Kmol （1 分） 原料液的平均比热容Cp,m1进料温度为20C,料放泡点为92.5C,平均温度为 解=（20 +92.5 ）= 56.25 C （1分）2查出在 56.25 C时,苯的 Cp为 1.81 KJ/（kg 6）,甲苯的 Cp 为 1.82 KJ/（kg C ） （1 分）所以 Cp,m =0.46x78x1.81+0.54x92x1.82=1554 KJ/（kmol G） （1 分）求q：对

43、于冷液体进料有:I v -IfI v Ilr Cp.：t31930 155.4 92.5 -2031930= 1.353 （3 分）（2）饱和液体进料据其定义可知：At = 0, q=r=1 （1分） r（3）饱和蒸气进料据定义知：q = 0（1分） 16.用一连续精储塔分离由组分 A、B所组成的理想混和液。原料中含易挥发组分A为0.45（摩 尔分数，下同），储出液中含组分A为0.96。在操作条件下，溶液白平均相对挥发度为 2.3, 最小回流比为1.65。求：（1） q值；（2）说明原料液的进料热状况。答案与评分标准解：（1）求q值由Rmin的定义可知：平衡线与精储段操作线的交点也必然是q线与

44、平衡线的交点 气液平衡方程： y=X = 2.3x （A） （1.5 分）L。 1 x 1 1.3x精微段操作线方程:RminXd1.650.96x 二x Rmin1Rmin11.65 11.65 1得 y =0.623x+0.362 （ B） （2 分）一 .2以 联立（A） （B）两式得：0.632xq +0.362 =-,整理得:q1 1.3xqq20.623xq0.362 0.81 xq0.471xq -2.3xq2_.一0.81xq 1.21xq +0.362 = 0 ,可得： q q-15 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题Xq= 0.414 （3分）1.21 -1.21 2

45、-4 0.81 0.3622 0.81yq =0.623xq +0.362=0.623x0.414+0.362 = 0.620 （1 分）由q线方程：y =_9_x-士，代入已知量yq , xq , Xf ,得: q 1 q 10.620 = -q-x 0.414 045 ,整理得：0.62q0.414q =0.620.45 q -1q -1得 q =0.825 （2.5 分）（3）因q =0.825,在01之间，故进料热状况为气液混合物。（1分）17.在一连续精储塔内分离某两组分理想溶液。已知进料组成为0.5 （摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05;塔顶采用全凝器，操作回流比为最小回流比的

46、1.777倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.303;精储段操彳线方程为y = 0.72x +0.275。求（1）塔顶易挥发组分的回收率nD ; （2）进料热状况参数q答案与评分标准解：（1）求盘:求回流比R和储出液组成xd0精储操作线方程为：y一含xn+3（2分）由精储段操作线方程知：一R=0.72,整理得R-0.72R = 0.72R - 1得 R =2.571 （1 分）求D / F ：由全塔物料衡算：f=d+wxf =D，xd +W Xw （2 分）整理得1 = D W,F F- xf = xd xwF F将?=1一?代入下式得：xf =dxd -Dxw .xw,可得:xF- xW

47、xD 一 xW0.5 - 0.050.982 -0.05= 0.4828 （2 分）-16 -谭天恩版化工原理第十章蒸储期末复习题小学 x100%：048100%=0.5 （2 分） 1.885因Xq =Xf =0.5,所以进料为饱和液体，则 q=1 （1分）18.在某连续操作的板式精储塔中，分离两组分理想溶液。原料液流量为100kmol/h,组成为0.3 （易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。储出液组成为0.95,塔顶易挥发组分的回 收率为95%。操作回流比为3,图解所需理论板数为20 （不包括再沸塔）。全塔效率为50%, 空塔气速为0.8m/s,板间距为0.4m,全塔平均操作温度为60

48、C,平均压强为101.33kPa求:（1）塔的有效高度Z; （2）塔径D塔。答案与评分标准解：（1）求塔的有效高度Z实际塔板数N P = =40 （1分）Et0.5 塔的有效高度 Z =（NP -1 Ht =（40-1 0.4 = 15.6m （1 分）（2）求塔径D塔求D已知塔顶易挥发组分的回收率 =95% ,D Xn% =0.95 （1.5 分） 已知 F=100 kmol/h , Xd=0.95, Xf =0.3,代入可求出 D F Xf%（1 分）（2）求 qR2盘襦，47（1分）Xd -Yqyq 一 Xq0.982 - Yq=1.447（1.5 分）yq - Xq2.91 -2.91 -4 1.885 0.9822 1.8850.95F XfXd0.95 100 0.30.95二30 kmol/h（1.5 分）二 x.2.303 x.由气液平衡方程知Yq = q = - （ 1.5分）q 1： -1 Xq1 1.303 Xq联立以上两式且整理得：1.447xq 0.982 1 1.303xq = 5.635xq即 1.885x。2 -2.