化工原理下期末考试

第六章精馈习题一、填空1、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。2、当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。3、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，若表示o物系的a值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。4、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。5、精储塔的作用是o6、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o7：离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，互成平衡。8：精储塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）o9：精储过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说,当口=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。10：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。11：某连续精储塔中，若精储段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，储出液流量等于，操作线方程为。12： 在操作的精储塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为%X］及y2,x2；则它们的大小顺序为最大，—第二，—第三，而—最小。13：对于不同的进料热状况，X。、y.与Xf的关系为qqf（1）冷液进料：Xx,yx；TOC\o"1-5"\h\z（2）饱和液体进料：x x , y x ；（3）气液混合物进料：xx,yx；（4）饱和蒸汽进料：x x , y x ；（5）过热蒸汽进料：xxF , yxF ；.塔板上的异常操作现象包括、、.随着气速的提高，塔板上可能出现四种不同的气液接触状态，其中和均是优良的塔板工作状态，从减少液膜夹带考虑，大多数塔都控制在下工作。二、选择1：精储操作时，增大回流比R,其他操作条件不变，则精储段液气比上v（）,储出液组成乂口（），釜残液组成乂亚（）.A增加B不变C不确定D减小2：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/（）。A减小B不变C增加D不确定3：对于饱和蒸汽进料，则有17（）L,V'（ ）VoA等于B小于C大于D不确定4精储塔中由塔顶向下的第n-l,n,n+1层塔板，其气相组成关系为（）Ayn+1>yn>yn,1 B丫计户广丫管Cyn+1<yn<yn-1 d不确定5：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“气相组成yA=0.4,相应的露点温度为t2，则（）AjvtiBti=qCt/qD不能判断6：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（）A14层B10层C12层D无法确定7：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、增加精储段理论板数 D、塔釜保温良好8：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9：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110：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恒摩尔流假设11：当X、xx和q一定时，若减小回流比R,其他条件不变，则（）A、精储段操作线的斜率变小，两操作线远离平衡线B、精储段操作线的斜率变小，两操作线靠近平衡线C、精储段操作线的斜率变大，两操作线远离平衡线D、精储段操作线的斜率变大，两操作线靠近平衡线12：两组分的相对挥发度越接近于1,则表示分离该物系越（ ）。A不完全；B完全；C困难；D容易。13.操作中连续精储塔，如采用回流比增大，则 （ ）。A）%，%均增加口）xD，%均减小（°不能操作（D）增加，减小。14.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（）。A减小B不变C增加D不确定三、判断题11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（）26：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（）27：用于精储计算的恒摩尔液流假定，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（）28：精储段操作线的斜率随回流比的增大而增大，所以当全回流时精储段操作线斜率为无穷大（）29：用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（）30：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（）31：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（）32：当F、Xp一定时，只要规定了分离程度和Xw，则D和W也就被确定了（ ）F DW33：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（）34在精储操作中，若进料的热状况不同，则提储段操作线的位置不会发生变化习题35：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t—x线，称为饱和液体线或泡点线；上方曲线为t—y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）习题36：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）习题37：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）习题38：简述恒摩尔流假定。在精储计算中有何意义？答：恒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恒摩尔流为前提的，这样可简化精储计算。（2分）习题39：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）冷液进料，q>lo（1分）（2）饱和液体进料，又称泡点进料，q=l。（1分）（3）气、液混合物进料，q=0〜1。（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，q<0o（1分）（共5分）习题40：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）习题41：什么时全塔效率Et?在精馈设计中Et如何确定？ mm答：全塔效率Et又称总塔板效率，是指一定分离任务下，所需理论塔板数Nt和实际板数Np的比值，即ET=NX100%o（3分）1 r 1―N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）习题42：简述什么叫填料精馈塔的等板高度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艺板，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）习题43：通常对特定的精馈塔和物系，影响精馈操作的因素有哪些？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）设备散热情况（每个影响因素给0.5分，6个共3分）习题45：简述什么叫恒沸精情？答：在混和液（恒沸液）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，这种精储方法称为恒沸精储。（3分）习题46：什么叫萃取精馈？答：萃取精储也是在待分离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）习题47：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。习题48：若苯一甲苯混和液在45℃时沸腾，外界压力味20.3kpa。已知在45c时，纯苯的饱和蒸气压夕。苯=22.73〃，纯甲苯的饱和蒸气压夕。甲苯=7.6kpao求其气液相的平衡组成。习题49：苯一甲苯理想溶液在总压为10L3kpa下，饱和蒸气压和温度的关系如下:在85°。时，夕。苯二116.93〃，夕。甲苯二463〃；在105c时，夕。苯二204.23”,夕。甲苯二863〃。求：（1）在85c和105℃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，%苯=0.78,用平均相对挥发度值求y苯习题50：在连续精谯塔中分离含苯50%（质量百分数，下同）的苯一甲苯混和液。要求馈出液组成为98%,釜残液组成为1%（均为苯的组成）。求：甲苯的回收率。习题5L在一两组分连续精馈塔中，进入精馈段中某层理论板n的气相组成｛1为0.75,从该板流出的液相组成%为0・65（均为摩尔分数），塔内气液讪V/L=2,物系的相对挥发度为2.5,求：（1）从该板上升的蒸气组成几；（2）流入该板的液相组成/1；（3）回流比R。习题52：在连续精馈塔中分离某两组分混合物。已知原料液流量为lOOkmol/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）镭出液的摩尔流量D；（2）提谯段操作线方程。习题53：某连续操作精馈塔，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470kmoini,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习题54：在某两组分连续精馈塔中，已知原料液流量为788kmol/h，泡点进料；馈出液组成为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）精馈段操作线方程；（2）提馈段操作线方程及提馈段回流液量L，习题55：某双组分连续精馈塔，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）精储段及提馈段的回流液量;（2）精谯段及提储段的上升蒸汽量。习题56：在泡点进料下，某两组分连续精馈塔的操作线方程为：1、精储段：y=0.723x+0.2632、提谯段：y=1.25x-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。习题57：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馈塔。进料组成为0.6（摩尔分数，下同），镭出液组成为09回流比为L5,全塔效率为0.5。求（1）用逐板计算法求精储段所需要的理论板数Nt精；（2）计算精馈段所需的实际板数Np熠。（假设塔顶为全凝器）r精习题58：在一双组分连续精馈塔中，已知精馆段操作线方程为y=0.715x+0.271；q线方程为y=2.8b—0.91,求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）储出液及原料液组成；（3）若回流比为3,测得从精馆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？习题60：在连续精谯塔内分离两组分理想溶液，塔顶为全凝器。进料量为lOOkmol^i,其组成为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=0.8%+0.19。求：（1）馈出液的组成％和流量D；（2）釜残液的组成x和流量W。W习题61：在一常压连续精储塔中，分离某两组分理想溶液。原料液组成为0.4（摩尔分数，下同），镭出液组成为095。操作回流比为最小回流比的L5倍，进料热状况参数q为1・2。操作条件下物系的平均相对挥发度a加为2；塔顶采用全凝那，计算精馈段自塔顶向下的第二层理论板上升蒸汽的组成y；习题63：用