化工原理下期末考試

第六章精饋習題一、填空1、在t-x-y圖中的氣液共存區(qū)內(nèi)，氣液兩相溫度，但氣相組成液相組成，而兩相的量可根據(jù)來確定。2、當氣液兩相組成相同時，則氣相露點溫度液相泡點溫度。3、雙組分溶液的相對揮發(fā)度a是溶液中的揮發(fā)度對的揮發(fā)度之比，若表示o物系的a值愈大，在x-y圖中的平衡曲線愈對角線。4、工業(yè)生產(chǎn)中在精儲塔內(nèi)將過程和過程有機結(jié)合起來而實現(xiàn)操作的。5、精儲塔的作用是o6、在連續(xù)精儲塔內(nèi)，加料板以上的塔段稱為，其作用是;加料板以下的塔段（包括加料板）稱為，其作用是o7：離開理論板時，氣液兩相達到狀態(tài)，即兩相相等，互成平衡。8：精儲塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，其原因有（1）和（2）o9：精儲過程回流比R的定義式為；對于一定的分離任務(wù)來說,當口=時，所需理論板數(shù)為最少，此種操作稱為；而R=時，所需理論板數(shù)為8。10：精儲塔有進料熱狀況，其中以進料q值最大，進料溫度泡點溫度。11：某連續(xù)精儲塔中，若精儲段操作線方程的截距等于零，則回流比等于，儲出液流量等于，操作線方程為。12： 在操作的精儲塔中，第一板及第二板氣液兩相組成分別為%X］及y2,x2；則它們的大小順序為最大，—第二，—第三，而—最小。13：對于不同的進料熱狀況，X。、y.與Xf的關(guān)系為qqf（1）冷液進料：Xx,yx；TOC\o"1-5"\h\z（2）飽和液體進料：x x , y x ；（3）氣液混合物進料：xx,yx；（4）飽和蒸汽進料：x x , y x ；（5）過熱蒸汽進料：xxF , yxF ；.塔板上的異常操作現(xiàn)象包括、、.隨著氣速的提高，塔板上可能出現(xiàn)四種不同的氣液接觸狀態(tài)，其中和均是優(yōu)良的塔板工作狀態(tài)，從減少液膜夾帶考慮，大多數(shù)塔都控制在下工作。二、選擇1：精儲操作時，增大回流比R,其他操作條件不變，則精儲段液氣比上v（）,儲出液組成乂口（），釜殘液組成乂亞（）.A增加B不變C不確定D減小2：精儲塔的設(shè)計中，若進料熱狀況由原來的飽和蒸氣進料改為飽和液體進料，其他條件維持不變，則所需的理論塔板數(shù)Nt（）,提儲段下降液體流量L/（）。A減小B不變C增加D不確定3：對于飽和蒸汽進料，則有17（）L,V'（ ）VoA等于B小于C大于D不確定4精儲塔中由塔頂向下的第n-l,n,n+1層塔板，其氣相組成關(guān)系為（）Ayn+1>yn>yn,1 B丫計戶廣丫管Cyn+1<yn<yn-1 d不確定5：某兩組分混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成Xa=0.4,相應(yīng)的泡點溫度為“氣相組成yA=0.4,相應(yīng)的露點溫度為t2，則（）AjvtiBti=qCt/qD不能判斷6：完成某分離任務(wù)需理論板數(shù)為Nt=7（包括再沸器），若Et=50%,則塔內(nèi)需實際板數(shù)（不包括再沸器）為（）A14層B10層C12層D無法確定7：若進料量、進料組成、進料熱狀況都不變，要提高xD，可采用（）A、減小回流比B、增加提儲段理論板數(shù)C、增加精儲段理論板數(shù) D、塔釜保溫良好8：在精儲操作中，若進料位置過高，會造成（）A、釜殘液中易揮發(fā)組分含量增高B實際板數(shù)減少C儲出液中難揮發(fā)組分含量增高 D各組分含量沒有變化9：精儲塔采用全回流時，其兩操作線（）A、與對角線重合 B距平衡線最近C斜率為零 D在y軸上的截距為110：精儲的兩操作線都是直線，主要是基于（）A、理論板的概念B理想溶液C服從拉烏爾定律D恒摩爾流假設(shè)11：當X、xx和q一定時，若減小回流比R,其他條件不變，則（）A、精儲段操作線的斜率變小，兩操作線遠離平衡線B、精儲段操作線的斜率變小，兩操作線靠近平衡線C、精儲段操作線的斜率變大，兩操作線遠離平衡線D、精儲段操作線的斜率變大，兩操作線靠近平衡線12：兩組分的相對揮發(fā)度越接近于1,則表示分離該物系越（ ）。A不完全；B完全；C困難；D容易。13.操作中連續(xù)精儲塔，如采用回流比增大，則 （ ）。A）%，%均增加口）xD，%均減?。ā悴荒懿僮鳎―）增加，減小。14.精儲塔的設(shè)計中，若進料熱狀況由原來的飽和蒸氣進料改為飽和液體進料，其他條件維持不變，則所需的理論塔板數(shù)NT（）。A減小B不變C增加D不確定三、判斷題11理想溶液中組分的相對揮發(fā)度等于同溫度下兩純組分的飽和蒸汽壓之比（）26：從相平衡x-y圖中可以看出，平衡曲線距離對角線越近，則表示該溶液越容易分離（）27：用于精儲計算的恒摩爾液流假定，就是指從塔內(nèi)兩段每一層塔板下降的液體摩爾流量都相等（）28：精儲段操作線的斜率隨回流比的增大而增大，所以當全回流時精儲段操作線斜率為無窮大（）29：用圖解法求理論塔板數(shù)時，適宜的進料位置應(yīng)該在跨過兩操作線交點的梯級上（）30：當進料量、進料組成及分離要求都一定時，兩組分連續(xù)精儲塔所需理論塔板數(shù)的多少與（1）操作回流比有關(guān)（）（2）原料液的溫度有關(guān)（）31：對于精儲塔的任何一層理論板來說，其上升蒸汽的溫度必然等于其下降液體的溫度（）32：當F、Xp一定時，只要規(guī)定了分離程度和Xw，則D和W也就被確定了（ ）F DW33：當精儲操作的回流比減少至最小回流比時，所需理論板數(shù)為最?。ǎ?4在精儲操作中，若進料的熱狀況不同，則提儲段操作線的位置不會發(fā)生變化習題35：簡述在定壓下，苯一甲苯混和液的t—x—y圖中的兩條曲線和三個區(qū)域的名稱。答：圖中有兩條曲線：下方曲線為t—x線，稱為飽和液體線或泡點線；上方曲線為t—y線，稱為飽和蒸氣線或露點線。（2分）兩條曲線將t—x—y圖分成三個區(qū)域：飽和液體線以下區(qū)域稱為液相區(qū)；飽和蒸氣線以上區(qū)域稱為過熱蒸氣區(qū)；兩曲線之間的區(qū)域稱為氣、液共存區(qū)。（3分）習題36：簡述精儲原理，實現(xiàn)精儲定態(tài)操作的必要條件是什么？答：精儲原理：精儲是利用組分揮發(fā)度的差異，同時進行多次部分氣化和多次部分冷凝的過程。（2分）上升蒸氣流和液體回流是造成氣、液兩相以實現(xiàn)精儲定態(tài)操作的必要條件。（2分）（共4分）習題37：連續(xù)精儲流程中主要由哪些設(shè)備所組成？還有哪些輔助設(shè)備？答：主要由精儲塔、塔頂冷凝器和塔底再沸器等設(shè)備組成。（2分）輔助設(shè)備有：原料液預(yù)熱器、產(chǎn)品冷卻器、回流液泵等。（2分）（共4分）習題38：簡述恒摩爾流假定。在精儲計算中有何意義？答：恒摩爾流假定是指在精儲塔的精儲段和提儲段內(nèi)，本段內(nèi)各板上升蒸氣摩爾流量相等，下降液體摩爾流量相等，但兩段之間不一定相等。（3分）意義是精儲的計算都是以恒摩爾流為前提的，這樣可簡化精儲計算。（2分）習題39：寫出實際生產(chǎn)中加入精儲塔的原料的五種熱狀況及它們的q值。答：原料的五種熱狀況為：（1）冷液進料，q>lo（1分）（2）飽和液體進料，又稱泡點進料，q=l。（1分）（3）氣、液混合物進料，q=0?1。（1分）（4）飽和蒸氣進料，又稱露點進料，q=0。（1分）（5）過熱蒸氣進料，q<0o（1分）（共5分）習題40：何謂適宜回流比？在精儲設(shè)計計算中怎樣確定？其范圍如何？答：精儲操作費用和設(shè)備投資費用之和為最低時的回流比，稱為適宜回流比。（2分）在精儲設(shè)計計算中，一般不進行經(jīng)濟衡算，常采用經(jīng)驗值。（1.5分）據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，適宜回流比的范圍可取為：R=（1.1?2）Rmin。（1.5分）習題41：什么時全塔效率Et?在精饋設(shè)計中Et如何確定？ mm答：全塔效率Et又稱總塔板效率，是指一定分離任務(wù)下，所需理論塔板數(shù)Nt和實際板數(shù)Np的比值，即ET=NX100%o（3分）1 r 1―N在精儲設(shè)計中，由于影響Et的因素非常復(fù)雜，故一般用經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式估算，也可采用生產(chǎn)實際或經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（2分）（共5分）習題42：簡述什么叫填料精饋塔的等板高度HETP?答：假想在填料塔內(nèi)，將填料層分為若干個高度單元，每個單元的作用相當于一層理藝板，此單元填料高度稱為理論板當量高度，又稱為等板高度,以HETP表示。（3分）習題43：通常對特定的精饋塔和物系，影響精饋操作的因素有哪些？答：影響因素有：（1）塔內(nèi)操作壓強（2）進、出塔的物料流量（3）回流比（4）進料組成和熱狀況（5）再沸器和冷凝器的傳熱性能和條件（6）設(shè)備散熱情況（每個影響因素給0.5分，6個共3分）習題45：簡述什么叫恒沸精情？答：在混和液（恒沸液）中加入第三組分（稱為夾帶劑），該組分與原混和液中的一個或兩個組分形成新的恒沸液，且其沸點更低，使組分間相對揮發(fā)度增大而得以分離，這種精儲方法稱為恒沸精儲。（3分）習題46：什么叫萃取精饋？答：萃取精儲也是在待分離的混和液中加入第三組分（稱為萃取劑或溶劑），以改變原組分間的相對揮發(fā)度而得到分離。不同的是萃取劑的沸點較原料液中各組分的沸點要高，且不與組分形成恒沸液。（3分）習題47：在乙醇和水的混和液中，乙醇的質(zhì)量為15kg,水為25kg。求乙醇和水分別在混和液中的質(zhì)量分數(shù)、摩爾分數(shù)和該混和液的平均摩爾質(zhì)量。習題48：若苯一甲苯混和液在45℃時沸騰，外界壓力味20.3kpa。已知在45c時，純苯的飽和蒸氣壓夕。苯=22.73〃，純甲苯的飽和蒸氣壓夕。甲苯=7.6kpao求其氣液相的平衡組成。習題49：苯一甲苯理想溶液在總壓為10L3kpa下，飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系如下:在85°。時，夕。苯二116.93〃，夕。甲苯二463〃；在105c時，夕。苯二204.23”,夕。甲苯二863〃。求：（1）在85c和105℃時該溶液的相對揮發(fā)度及平均相對揮發(fā)度；（2）在此總壓下，若85c時，%苯=0.78,用平均相對揮發(fā)度值求y苯習題50：在連續(xù)精譙塔中分離含苯50%（質(zhì)量百分數(shù)，下同）的苯一甲苯混和液。要求饋出液組成為98%,釜殘液組成為1%（均為苯的組成）。求：甲苯的回收率。習題5L在一兩組分連續(xù)精饋塔中，進入精饋段中某層理論板n的氣相組成｛1為0.75,從該板流出的液相組成%為0?65（均為摩爾分數(shù)），塔內(nèi)氣液訕V/L=2,物系的相對揮發(fā)度為2.5,求：（1）從該板上升的蒸氣組成幾；（2）流入該板的液相組成/1；（3）回流比R。習題52：在連續(xù)精饋塔中分離某兩組分混合物。已知原料液流量為lOOkmol/h,組成為0?5（易揮發(fā)組分摩爾分數(shù)，下同），飽和蒸氣進料；儲出液組成為0?98,回流比R為2.6,若要求易揮發(fā)組分回收率為96%,求：（1）鐳出液的摩爾流量D；（2）提譙段操作線方程。習題53：某連續(xù)操作精饋塔，分離苯一甲苯混和液，原料中含苯45%,儲出液中含苯95%,殘液中含甲苯95%（以上均為摩爾分數(shù)）。塔頂全凝器每小時全凝28000kg蒸汽，液體在泡點下回流。提儲段回流液量為470kmoini,原料液于泡點進料。求：（1）釜殘液和儲出液的流量（W和D）；（2）回流比R習題54：在某兩組分連續(xù)精饋塔中，已知原料液流量為788kmol/h，泡點進料；饋出液組成為0?95（易揮發(fā)組分摩爾分數(shù)，下同），釜殘液組成為0?03；回流比R為3,塔頂回流液量為540kmol/h。求：（1）精饋段操作線方程；（2）提饋段操作線方程及提饋段回流液量L，習題55：某雙組分連續(xù)精饋塔，原料液流量為20kmol/h,塔頂產(chǎn)品量為7.78kmol/h,泡點進料，回流比為1.92,求：（1）精儲段及提饋段的回流液量;（2）精譙段及提儲段的上升蒸汽量。習題56：在泡點進料下，某兩組分連續(xù)精饋塔的操作線方程為：1、精儲段：y=0.723x+0.2632、提譙段：y=1.25x-0.0187求：（1）回流比；（2）儲出液；（3）釜殘液的組成；（4）原料液的組成。習題57：有一相對揮發(fā)度平均值為3的兩組分理想溶液，在泡點溫度下進入連續(xù)精饋塔。進料組成為0.6（摩爾分數(shù)，下同），鐳出液組成為09回流比為L5,全塔效率為0.5。求（1）用逐板計算法求精儲段所需要的理論板數(shù)Nt精；（2）計算精饋段所需的實際板數(shù)Np熠。（假設(shè)塔頂為全凝器）r精習題58：在一雙組分連續(xù)精饋塔中，已知精館段操作線方程為y=0.715x+0.271；q線方程為y=2.8b—0.91,求：（1）回流比及進料熱狀況參數(shù)；（2）儲出液及原料液組成；（3）若回流比為3,測得從精館段第二層塔板下降液體的組成為0.82（摩爾分數(shù)，下同），從第三層塔板上升的蒸氣組成為0.86,則此時的儲出液組成又為多少？習題60：在連續(xù)精譙塔內(nèi)分離兩組分理想溶液，塔頂為全凝器。進料量為lOOkmol^i,其組成為0?5（摩爾分數(shù)）。塔頂易揮發(fā)組分的回收率為90%,精儲段操作線方程為y=0.8%+0.19。求：（1）饋出液的組成％和流量D；（2）釜殘液的組成x和流量W。W習題61：在一常壓連續(xù)精儲塔中，分離某兩組分理想溶液。原料液組成為0.4（摩爾分數(shù)，下同），鐳出液組成為095。操作回流比為最小回流比的L5倍，進料熱狀況參數(shù)q為1?2。操作條件下物系的平均相對揮發(fā)度a加為2；塔頂采用全凝那，計算精饋段自塔頂向下的第二層理論板上升蒸汽的組成y；習題63：用