化工原理課后作業(yè)(蒸餾)

1、5蒸餾一、單選題1蒸餾是分離（）混合物的單元操作。BA氣體；B液體；C固體；D剛體。2蒸餾是利用各組分的（）不同的特性實(shí)現(xiàn)分離的目的。CA溶解度；B等規(guī)度；C揮發(fā)度；D調(diào)和度。TOC o 1-5 h z3在二元混合液中，（）的組分稱為易揮發(fā)組分。AA沸點(diǎn)低；B沸點(diǎn)高；C沸點(diǎn)恒定；D沸點(diǎn)變化。4在二元混合液中，沸點(diǎn)低的組分稱為（）組分。CA可揮發(fā)；B不揮發(fā)；C易揮發(fā)；D難揮發(fā)。5在二元混合液中，（）的組分稱為難揮發(fā)組分。BA沸點(diǎn)低；B沸點(diǎn)高；C沸點(diǎn)恒定；D沸點(diǎn)變化。6在二元混合液中，沸點(diǎn)高的組分稱為（）組分。DA可揮發(fā)；B不揮發(fā)；C易揮發(fā)；D難揮發(fā)。7（）是保證精餾過程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條

2、件之一。AA液相回流；B進(jìn)料；C側(cè)線抽出；D產(chǎn)品提純。8液相回流是保證（）過程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條件之一。BA吸收；B精餾；C傳熱；D過濾。9在（）中溶液部分氣化而產(chǎn)生上升蒸氣，是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少條件。CA冷凝器；B蒸發(fā)器；C再沸器；D換熱器。10在再沸器中溶液（）而產(chǎn)生上升蒸氣，是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少條件。CA部分冷凝；B全部冷凝；C部分氣化；D全部氣化。11在再沸器中溶液部分氣化而產(chǎn)生（），是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少條件。DA上升物料；B上升組分；C上升產(chǎn)品；D上升蒸氣。121314151617181920212223再沸器的作用是提供一定量

3、的（）流。DA上升物料；B上升組分；C上升產(chǎn)品；D上升蒸氣。（）的作用是提供一定量的上升蒸氣流。CA冷凝器；B蒸發(fā)器；C再沸器；D換熱器。（）的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流。AA冷凝器；B蒸發(fā)器；C再沸器；D換熱器。冷凝器的作用是提供（）產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流。BA塔頂氣相；B塔頂液相；C塔底氣相；D塔底液相。冷凝器的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適宜的（）回流。BA氣相；B液相；C固相；D混合相。在精餾塔中，原料液進(jìn)入的那層板稱為（）。CA浮閥板；B噴射板；C加料板；D分離板。在精餾塔中，加料板以上的塔段稱為（）。AA精餾段；B提餾段；C進(jìn)料段；D混合段。在精餾塔中，加料

4、板以下的塔段（包括加料板）稱為（）。BA精餾段；B提餾段；C進(jìn)料段；D混合段。在精餾塔中，加料板（）的塔段稱為精餾段。AA以上；B以下；C以外；D以內(nèi)。在精餾塔中，加料板（）的塔段（包括加料板）稱為提餾段。BA以上；B以下；C以外；D以內(nèi)。（）是指離開這種板的氣液兩相相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。CA浮閥板；B噴射板；C理論板；D分離板。理論板是指離開這種板的（）相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。DA氣固兩相；B液固兩相；C氣液固三相；D氣液兩相。24理論板是指（）這種板的氣液兩相相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。A離開；B進(jìn)入；C混合；D接觸。A

5、25理論板是指離開這種板的氣液兩相相互（），而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。BA混合；B成平衡；C接觸；D分離。26回流比的（）值為全回流。AA上限；B下限；C平均；D混合。27回流比的上限值為（）。CA內(nèi)回流；B外回流；C全回流；D最小回流比。28回流比的（）值為最小回流比。BA上限；B下限；C平均；D混合。29回流比的下限值為（）。DA內(nèi)回流；B外回流；C全回流；D最小回流比。30某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h,x=0.6,要求塔頂x不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)量為（）。FDBA60kmol/h；B66.7kmol/h；C90kmol/h；D100kmol/h。二、填空題蒸餾是

6、分離（）最常用的方法。液相混合物2蒸餾是利用溶液中各組分（）的差異，使各組分得到分離。沸點(diǎn)3利用溶液中各組分沸點(diǎn)的差異而將其分離的操作稱為（）。蒸餾4溶液被加熱到鼓起第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度稱為（）溫度。泡點(diǎn)5氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時(shí)的溫度稱為（）溫度。露點(diǎn)6對(duì)于二元理想溶液，若輕組分含量越高，則泡點(diǎn)溫度（）。越低7對(duì)于二元理想溶液，若輕組分含量（），則泡點(diǎn)溫度越低。越高8對(duì)于二元理想溶液，若重組分含量越高，則泡點(diǎn)溫度（）。越高9對(duì)于二元理想溶液,若重組分含量（）,則泡點(diǎn)溫度越低。越低10111213141516171819202122232425262728293031對(duì)于二元理想溶液

7、,a大，說明該物系（）。容易分離對(duì)于二元理想溶液,相對(duì)揮發(fā)度大,說明該物系（）。容易分離對(duì)于二元理想溶液,x-y圖上的平衡曲線離對(duì)角線越近，說明該物系（）。不容易分離在相同的外壓及溫度下,沸點(diǎn)越低的物質(zhì)其飽和蒸氣壓（）。越高在相同的外壓及溫度下,沸點(diǎn)越低的物質(zhì)（）揮發(fā)。容易完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是（）和塔底上升蒸氣。塔頂液相回流完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是（）液相回流和塔底上升蒸氣。塔頂完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂（）回流和塔底上升蒸氣。液相完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂液相（）和塔底上升蒸氣?；亓魍瓿梢粋€(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂液相回流和（）。塔底上升蒸氣完成一

8、個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂液相回流和（）上升蒸氣。塔底完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂液相回流和塔底（）蒸氣。上升完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是塔頂液相回流和塔底上升（）。蒸氣為完成精餾操作，需要在（）設(shè)置冷凝器。塔頂為完成精餾操作，需要在塔頂設(shè)置（）。冷凝器為完成精餾操作，需要在（）設(shè)置再沸器。塔底為完成精餾操作，需要在塔底設(shè)置（）。再沸器設(shè)計(jì)一精餾塔時(shí),回流比選的大，則塔板數(shù)（）。少精餾操作中,回流比的上限稱為（）。全回流精餾操作中,回流比的下限稱為（）。最小回流比精餾操作中，全回流時(shí)塔頂?shù)漠a(chǎn)品量（）。為零精餾操作中，再沸器相當(dāng)于一塊（）板。理論板32用逐板計(jì)算法求理論板層數(shù)時(shí)，

9、用一次（）方程就計(jì)算出一層理論板。相平衡33用圖解法求理論板層數(shù)時(shí)，（）代表一層理論板。一個(gè)梯級(jí)34精餾操作中，當(dāng)q=0.6時(shí),表示進(jìn)料中的（）含量為60%。液相35對(duì)于正在操作中的精餾塔，若加大操作回流比，則塔頂產(chǎn)品濃度會(huì)（）。提高三、簡答1簡述簡單蒸餾與精餾的區(qū)別。簡單蒸餾是一次部分氣化與部分冷凝，而精餾則是多次部分氣化與部分冷凝。2完成一個(gè)精餾操作需要哪兩個(gè)必要條件?需要塔頂液相回流與塔底上升的蒸氣。3精餾塔的塔頂和塔底為什么要分別設(shè)置冷凝器和再沸器?冷凝器提供液相產(chǎn)品與液相回流，再沸器提供塔內(nèi)上升的蒸氣。4設(shè)計(jì)一精餾塔時(shí),回流比選取的大小對(duì)塔板數(shù)有何影響?回流比越大，達(dá)到要求的分離精度

10、所需要的塔板數(shù)越少。5精餾操作中,回流比的上、下限各是什么情況?上限是全回流，下限是最小回流比。6精餾操作中，在下限操作時(shí)，能否達(dá)到所要求的分離精度?為什么?不能，若要達(dá)到所要求的分離精度需要有無窮多塊理論板，實(shí)際上是不可能的。7精餾操作中，在上限操作時(shí)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有無意義?一般在什么情況下采用?在上限操作時(shí)，產(chǎn)品量為零，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)無意義，一般在科研、裝置開工期間或緊急停工時(shí)采用8什么是理論板?理論板是指離開這種板的氣液兩相相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。9為什么再沸器相當(dāng)于一塊理論板?在再沸器中，物料又一次部分氣化，氣液兩相達(dá)到平衡，與理論板的效果相同。10用逐板計(jì)算法求理論板

11、層數(shù)時(shí),為什么用一次相平衡方程就計(jì)算出一層理論板?使用一次相平衡方程，就意味著物料達(dá)到一次氣液平衡，就相當(dāng)于越過一塊理論板。11用圖解法求理論板層數(shù)時(shí),為什么一個(gè)梯級(jí)代表一層理論板?每一個(gè)梯級(jí)與平衡線相交一次，表示汽、液兩相達(dá)到一次平衡,因此代表一層理論板。12對(duì)于正在操作中的精餾塔,若改變其操作回流比,對(duì)塔頂產(chǎn)品濃度會(huì)有何影響?回流比越大，塔頂產(chǎn)品濃度越高。13設(shè)計(jì)一精餾塔時(shí),進(jìn)料量對(duì)塔板層數(shù)有無影響?為什么?進(jìn)料量對(duì)塔板層數(shù)無影響，影響塔板層數(shù)的因素主要有進(jìn)料和產(chǎn)品的濃度、進(jìn)料熱狀況以及回流比。14用q代表進(jìn)料熱狀況，說明q=0,q=1,0q1時(shí)的意義。q=0表示飽和氣相進(jìn)料，q=1表示飽

12、和液相進(jìn)料，0q1表示氣液混合進(jìn)料。15塔板的作用是什么？塔板的作用是提供氣液接觸的場所。四、計(jì)算1.苯和甲苯在92C時(shí)的飽和蒸氣壓分別為143.73kN/m2和57.6kN/m2。求：苯的摩爾分率為0.4,甲苯的摩爾分率為0.6的混合液在92C時(shí)各組分的平衡分壓、系統(tǒng)壓力及平衡蒸氣組成。此溶液可視為理想溶液。解：由拉烏爾定律P=143.73X0.4=57.492kN/m2,P=57.6X0.6=34.56kN/m2AB系統(tǒng)壓力P=P+P=57.492+34.56=92.052kN/m2AB平衡蒸氣組成Y=P/P=57.492/92.052=0.625,Y=P/P=34.56/92.052=0

13、.375AABB將含24%(摩爾百分?jǐn)?shù)，下同)易揮發(fā)組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含95%易揮發(fā)組分，釜液含3%易揮發(fā)組分。送至冷凝器的蒸氣量為850kmol/h,流入精餾塔的回流液為670kmol/h。求：每小時(shí)能獲得多少kmol的餾出液？回流比為多少?(3)塔底產(chǎn)品量?解：(1)V=L+D,D=V-L=850-670=180kmol/h(2)R=L/D=670/180=3.72F=D+W,FX=DX+WXFDW即F=180+W,0.24F=0.95X180+(F-180)X0.03解得F=788.6kmol/h,W=788.6-180=608.6kmol/h每小時(shí)將150

14、00kg含苯40%（質(zhì)量%,下同）和甲苯60%的溶液在連續(xù)精餾塔中進(jìn)行分離，要求釜?dú)堃褐泻讲桓哂?%,塔頂餾出液中苯的回收率為97.1%。求餾出液和釜?dú)堃旱牧髁亢徒M成，以摩爾流量和摩爾流率表示。（苯的分子量為78，甲苯的分子量為92）40門心解：進(jìn)料組成X-=0.44r40/7B+60/92釜?dú)堃航M成原料液的平均分子量M=0.44X78+0.56X92=85.8kg/kmolF進(jìn)料量F=15000/85.8=175kmol/h由題意Dx/Fx=0.971DF所以Dx=0.971X175X0.44D(a)全塔總物料衡算為D+W=175(b)全塔苯的衡算為Dx+0.0235W=175X0.44D

15、(c)聯(lián)立式a、b、c,解得W=95kmol/hD=80kmol/hx=0.935D4在連續(xù)精餾塔中分離由二硫化碳和四氯化碳所組成的混合液。已知原料液流量F為4000kg/h,組成x為0.3（二硫化碳的質(zhì)量分率，下同）。若要求釜液組成x不大于0.05,餾出液中二硫化碳的回收率Fw為88%，求餾出液的流量和組成，分別以摩爾流量和摩爾流率表示。（二硫化碳的分子量為76,四氯化碳的分子量為154）解：進(jìn)料組成釜?dú)堃航M成原料液的平均分子量M=0.4648X76+0.5352X154=F117.75kg/kmol進(jìn)料量F=4000/117.75=33.97kmol/h由題意Dx/Fx=0.88DF所以D

16、x=0.88X33.97X0.4648D(a)全塔總物料衡算為D+W=33.97(b)全塔苯的衡算為Dx+0.0964W=33.97X0.4648D(c)聯(lián)立式a、b、c，解得W=19.65kmol/hD=14.32kmol/hx=0.97（摩爾分率）D5氯仿（CHCl）和四氯化碳（CCl）的混合物在一連續(xù)精餾塔中分離。餾出液中氯仿的濃度為0.9534（摩爾分率），餾出液流量為50kmol/h,平均相對(duì)揮發(fā)度比=1.6，回流比R=2。求：（1）塔頂?shù)诙K塔板上升的氣相組成；（2）精餾段各板上升蒸氣量V及下降液體量L（以kmol/h表示）。氯仿與四氯化碳混合液可認(rèn)為是理想溶液。解：（1）由題知，

17、y=x=0.95,R=21D由相平衡方程，得即由精餾段操作線方程則（2）V=L+D，L/D=R，V=（R+1）DV=3X50=150kmol/h，L=2X50=100kmol/h6連續(xù)精餾塔，泡點(diǎn)進(jìn)料。已知操作線方程如下:精餾段y=0.8x+0.172提餾段y=1.3x-0.018求原料液、餾出液、釜液組成及回流比。R1解：由精餾段操作線方程卩皚=市顯十wnD，得R=4；，得x=0.86D將提餾段操作線方程與對(duì)角線方程y=x聯(lián)立解得x=0.06,艮卩x=0.06w將兩操作線方程聯(lián)立解得x=0.38因是泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,q線垂直，兩操作線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即是進(jìn)料濃度，x=0.38F7某連續(xù)精餾操作中

18、，已知操作線方程為：精餾段：y=0.723x+0.263提餾段：y=1.25x-0.0187若原料液于露點(diǎn)溫度下進(jìn)入精餾塔中，求原料液、餾出液和釜?dú)堃旱慕M成及回流比。解：由精餾段操作線方程，得R=2.61；，得x=0.95D將提餾段操作線方程與對(duì)角線方程y=x聯(lián)立解得x=0.07，即卩x=0.07w將兩操作線方程聯(lián)立7=0.723x-bO.263y=1.25-O.O1S7解得x=535y=65因是露點(diǎn)進(jìn)料，q=0,q線水平，兩操作線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即是進(jìn)料濃度，x=0.65F8用一連續(xù)精餾塔分離由組分A、B所組成的理想混合液。原料液中含A0.44,餾出液中含A0.957（以上均為摩爾分率）。已知溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5，最小回流比為1.6