化工原理试题.库资料大全答案(下册,总.).doc
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1、化工原理试题库(下册)第一章 蒸馏一、一、选择题选择题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
2、.(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、xF、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_
3、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_,xD_B_ ,xW_A_ 。A 变大, B 变小, C 不变, D 不一定10. 精馏塔操作时,若、xF、q,加料板位置、和不变,而使操作压力减小,则xD_A_,xw_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,xF,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
4、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
5、数之比为( C ) 。 A.1/2 B.1/3 C.2 D.3 35. 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、xW、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
6、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
7、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_,xD_,xw_,L/V_。11.
8、 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 _,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.
9、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
10、(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
11、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 .1130,kPapB460Ax成为 。Ay36. 某精馏塔的精馏段操作线方程为,
12、则该塔的操作回流比为 ,馏出液组275. 072. 0xy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 . 045. 032xx3 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 , FxF、Dq、RDxwx
13、, 。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FxF、WDxx 、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 。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 ,提馏段液气VL/比/ , , 。LVDxwx43. 操作中的精馏塔保持、不变,若釜液量增加,则 , ,FxF、Vq、WDxwx。VL/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FxDxRFDq/、需理论板数 , 。TNwx45. 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
14、算题三、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
15、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(
16、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,
17、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
18、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
19、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。( )818. 0Ax92. 0A
20、y12. 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 . 0y32凝为饱和液体,试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为 (549. 046. 0xy; )5085. 0x783. 0y14. 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. 0723. 0xy018. 025.
21、1xy及提馏段的上升蒸汽量。()hkmolVV/3 .14215. 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。
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