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    化工原理試題庫答案(下冊,總) - 下載本文

    為 。

    37. 最小回流比的定義是 ,適宜回流比通常取為 Rmin。

    38. 精餾塔進料可能有 種不同的熱狀況,當進料為氣液混合物且氣液摩爾比為2:3時,則進料熱狀況q值為 。

    39. 在某精餾塔中,分離物系相對揮發度為2.5的兩組分溶液,操作回流比為3,若測得第2、3層塔板(從塔頂往下計)的液相組成為x2?0.45、x3?0.4,流出液組成xD為0.96(以上均為摩爾分率),則第3層塔板的氣相莫弗里效率為EMV3= 。

    xw ,40. 在精餾塔設計這,若保持F、xF、若增加回流比R,則xD ,q、D不變,

    L/V 。

    41. 在精餾塔設計中,若F、xF、xD、xW及R一定,進料由原來的飽和蒸氣改為飽和液體,則所需理論板數NT 。精餾段上升蒸氣量V 、下降液體量L ;提餾段上升蒸氣量

    V‘ ,下降液體量L’ 。

    42. 操作中的精餾塔,增大回流比,其他操作條件不變,則精餾段液氣比L/V ,提餾段液氣比‘/V ,xD ,xw 。 L’43. 操作中的精餾塔保持F、xF、q、V不變,若釜液量W增加,則xD ,xw ,

    L/V 。

    44. 在連續精餾塔中,若xF、xD、R、q、D/F相同,塔釜由直接蒸汽加熱改為間接蒸汽加熱,則所需理論板數NT ,xw 。

    45. 恒沸精流與萃取精餾的共同點是 。兩者的主要區別是 和 。

    三、計算題

    1. 某二元混合液含易揮發組分0.35,泡點進料,經連續精餾塔分離后塔頂產品濃度為0.96,

    塔底產品濃度為0.025(以上均為易揮發組分的摩爾分率),設滿足恒摩爾流假設,試計算:(1)塔頂產品的采出率D/F為多少?(4分);(2)如果回流比R為2,請分別求出精餾段、提餾段操作方程。

    2. 用一常壓連續精餾塔分離苯-甲苯混合液,原料液入塔時其中蒸氣量和液體量的千摩爾

    之比為2:3。每小時處理量料液60kmol/h, 料液中含苯50%,所得殘液含苯5%,餾出液中含苯98%(以上組成均為摩爾百分率),苯對甲苯的平均揮發度為2.5,試求:⑴餾出液和殘液量?⑵R=2R小時的操作回流比?⑶該操作條件下, 精餾段和提餾段操作線方

    程式?

    3. 在常壓精餾塔內分離某理想二元混合物。已知進料量為100kmol/h,進料組成為xF=0.5,

    塔頂組成為xD=0.98(均為摩爾分數);進料為泡點進料;塔頂采用全凝器,泡點回流,操作回流比為最小回流比的1.8倍;在本題范圍內氣液平衡方程為:y=0.6x+0.43,氣相默弗里效率Emv=0.5。若要求輕組分收率為98%,試計算:(1)塔釜餾出液組成;(2)精餾段操作線方程;(3)經過第一塊實際板氣相濃度的變化。

    4. 用一連續精餾塔分離由組分A、B組成的理想混合溶液。原料液中含A為0.40,餾出液

    中含A為0.95(以上均為摩擦分率),已知進料熱狀況q為0.6,最小回流比為1.50,試求相對揮發度α值?

    5. 用一提餾塔分離某水溶液(雙組分體系,水為重組分),原料液量為100kmol/h,泡點進

    料,進料組成為40%,塔頂蒸汽全部冷凝成液體產品而不回流,其組成為70%(以上組成均為輕組分的摩爾分率)。輕組分回收率為98%,直接用水蒸汽加熱。假設塔內為恒摩爾溢流和汽化,操作條件下兩組分的平均相對揮發度為4.5,每層塔板用氣相表示的單板效率為70%,求釜液組成及從塔頂第二層實際板下降的液相濃度。

    6. 用一連續精餾塔在常壓下分離苯-甲苯液體混和物。在全濃度范圍內,體系的平均相對

    揮發度為2.5。泡點進料,進料量為100kmol/h。進料中苯含量為0.4(摩爾分率)。規定塔頂產品中苯的含量為0.9,苯的回收率為95%以上。塔頂采用全凝器,泡點回流,回流比取為最小回流比的1.5倍,塔釜采用間接蒸汽加熱。求(1)塔底產品濃度;(2)精餾段操作線方程和提餾段操作線方程;(3)從塔頂開始數起,離開第二塊板的液相組成(小數點后取三位數)。

    7. 苯、甲苯兩組分混合物進行常壓蒸餾,原料組成X(苯)=0.7,要求得到組成為0.8的塔頂

    產品(以上均為摩爾分率),現用以下三種方法操作:連續平衡蒸餾、簡單蒸餾(微分蒸餾)、連續蒸餾。在三種情況下,塔頂用一分凝器,其中50%的蒸汽冷凝返回塔頂。出冷凝器的蒸汽與冷凝液體呈平衡。對每種方法進料量均為100kmol/h,問塔頂、塔釜產量各為多少?汽化量為多少?已知α=2.46。

    8.

    在常壓連續精餾塔中,分離苯—甲苯混合液。原料液流量為1000kmol/h,組成為含苯0.4(摩爾分率,下同)泡點進料。餾出液組成為0.9,釜液組成為0.00667,操作回流比為最小回流比的1.5倍,操作條件下平均相對揮發度為2.5,試求:(1)提餾段操作方程 (2)離開第二層理論板(從塔頂往下數)的氣相組成y2

    9. 在常壓連續精餾塔中,分離兩組分理想溶液。原料液組成為0.5(摩爾分率,下同)飽和氣體進料。餾出液組成為0.9,釜液組成為0.05,操作回流比為最小回流比的2.0倍,操

    作條件下平均相對揮發度為3.0,試求:(1)提餾段操作線方程 (2)離開第二層理論板(從塔頂往下數)的氣相組成y2 .

    10. 在常壓連續精餾塔中,分離兩份理想溶液。原料液組成為0.5(摩爾分率,下同),飽和

    蒸汽進料,餾出液組成為0.9,釜液組成為0.05。操作回流比為最小回流比的2倍。操作條件下平均相對揮發度為3.0,試求:(1)提餾段操作線方程 (2)離開第二層理論板(從塔頂往下數)的氣相組成y2。

    11. 試計算壓力為101.33KPa,溫度為時84℃,苯-甲苯物系平衡時,苯與甲苯在液相和氣相

    中的組成。(xA?0.818 yA?0.92)

    12. 苯-甲苯混合液初始組成為0.4(摩爾分率,下同),在常壓下加熱到指定溫度,測得平衡

    的液相組成x為0.257、汽相組成y為0.456,試求該條件下的液化率。(q=0.281) 13. 4.某兩組分混合氣體,其組成y?0.6(摩爾分率),通過部分冷凝將蒸汽量中的

    2流量冷3凝為飽和液體,試求此時的氣、液相組成。氣液平衡關系為y?0.46x?0.549 (x?0.5085;

    y?0.783 )

    14. 5.在連續精餾塔中分離兩組分理想溶液,原料液流量為75kmol/h,泡點進料。精餾段操作

    線方程和提餾段操作線方程分別為y?0.723x?0.263和y?1.25x?0.018 試求精餾段及提餾段的上升蒸汽量。(V?V??142.3kmol/h)

    15. 6.在常壓連續精餾塔中,分離含甲醇為0.4(摩爾分率)的甲醇-水混合液。試求進料溫度

    40℃為時得q值。已知進料泡點溫度為75.3℃。操作條件下甲醇的汽化潛熱為1055KJ/kg、比熱為2.68KJ/(kg.℃);水的汽化潛熱為2320KJ/kg,比熱為4.19KJ/(kg.℃)。 16. 7.將含易揮發組分為24%的原料加入一連續精餾塔中,要求餾出液組成為95%,釜液組

    成為3%(均為易揮發組分的摩爾分率)。已知進入冷凝器中蒸汽量為850kmol/h,塔頂回流液量為670kmol/h,試求塔頂、塔釜產品量及回流比。(D=180kmol/h ; W=608.6kmol/h ; R=3.72)

    17. 用板式精餾塔在常壓下分離苯-甲苯混合液,塔頂為全凝器,塔釜用間接蒸汽加熱,平

    均相對揮發度為2.47,進料為150kmol/h、組成為0.4(摩爾分率)的飽和蒸汽,回流比為4,塔頂餾出液中苯的回收率為0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率為0.95,求:(1)塔頂餾出液及塔釜采出液的組成;(2)精餾段及提餾段操作線方程;(3)回流比與最小回流比的比值。(0.928、0.021;精餾線y=0.8x+0.1856、提餾線y=1.534x-0.0112;R/Rmin=1.4)

    18. 在由一層理論板和塔釜組成的精餾塔中,每小時向塔釜加入苯-甲苯混合液100kmol,含

    苯量為50%(摩爾%,下同),泡點進料,要求塔頂餾出液中含苯量為80%,塔頂采用全凝器,回流液為飽和液體,回流比為3,相對揮發度為2.5,求每小時獲得的塔頂餾出液量D,塔釜排出液量W及濃度xw。(D=17.0kmol/h, W=83.0kmol/h, xW=0.4385) 19. 用精餾分離某水溶液,水為難揮發組分,進料F=1kmol/s,xF=0.2(摩爾分率,下同),

    以飽和液體狀態加入塔中部,塔頂餾出量D=0.3kmol/s,xD=0.6,R=1.2Rmin,系統a=3,塔釜用飽和水蒸汽直接通入加熱。試求:(1)蒸汽通入量;(2)提餾段操作線(V=0.57kmol/s; y= 2.23x-0.0351)

    20. 在連續精餾塔中分離二硫化碳和四氯化碳混合液。原料液流量為1000kg/h,組成為0.3(二

    硫化碳的質量分率,下同)。若要求釜液組成不大于0.05,餾出液中二硫化碳回收率為88%。試求餾出液流量和組成。(3.58kmol/h; 0.97)

    21. 在常壓連續精餾塔中,分離兩組分理想溶液。原料液組成為0.5(摩爾分率,下同),飽

    和蒸汽進料。餾出液組成為0.9,釜液組成為0.05。操作回流比為最小回流比的2倍。操作條件下平均相對揮發度為3。試求:(1)提餾段操作線方程;(2)離開第2層理論板(從塔頂往下計)的氣相y2 (y?1.385x?0.0193 ;0.786)

    22. 在常壓連續精餾塔中,分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為0.6(摩爾分率,下同),

    泡點進料,餾出液組成為0.95,釜液組成為0.04,回流比為2,物系的平均相對揮發度為3.5。塔頂為全凝器。試用逐板計算法計算精餾段所需理論板數。( 2塊 )

    23. 在連續精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為0.35(摩爾分率,下同)餾出

    液組成為0.9,回流比為最小回流比的1.2倍,物系的平均相對揮發度為2.0,試求以下兩種進料狀況下的操作回流比(1)飽和液體進料;(2)飽和蒸汽進料。(2.7; 4.79) 24. 在連續精餾塔中分離兩組分理想溶液。物系的平均相對揮發度為3.0。塔頂采用全凝器。

    實驗測得塔頂第一層塔板的單板效率Eml為0.6,且已知精餾段操作線方程為y=0.833x+0.15,試求離開塔頂第二層板的上升蒸汽組成y2(0.825)

    25. 在連續精餾塔中分離苯—甲苯混合液。原料液組成為0.4(摩爾分率,下同),餾出液組

    成為0.95。氣--液混合進料,其中氣相占1/3(摩爾數比),回流比為最小回流比的2倍,物系的平均相對揮發度為2.5,塔頂采用全凝器,試求從塔頂往下數第二層理論板的上升蒸汽組成y2(0.899)

    26. 實驗測得常壓精餾塔在部分回流下,精餾段某相鄰兩板的上升氣相組成分別為

    yn?0.885,yn?1?0.842。已知物系平均相對揮發度為5,回流比為3.5,餾出液組成為0.95

    (摩爾分率),試求以氣相組成表示的第n層板的單板效率Emv。( 0.5 )

    27. 在一常壓連續精餾塔中分離由A、B組成的混合液。已知原料液組成為0.3,要求塔頂產

    品組成為0.9,釜液組成為0.5(均為A組分的摩爾分率),操作回流比為2.5,試繪出下列進料情況的精餾段操作線和提餾段操作線。(1)q=2;(2)泡點進料;(3)氣液混合進料,汽化率為1/2。

    28. 在一常壓連續精餾塔中,精餾段操作線方程式和q線方程式如下:y?0.75x?0.2075

    y??0.5x?1.5xF 試求:(1)回流比;(2)餾出液組成;(3)q值 (R=3 ;xD?0.83;

    q=1/3)

    29. 在一常壓連續精餾塔中,分離苯-甲苯混合液。塔頂為全凝器,塔釜為間接蒸汽加熱,

    泡點進料。物系的相對揮發度α=2.47。試計算:(1)全回流時,xD?0.95,第一塊塔板上的氣相單板效率Emv?0.7時,求第二塊塔板上升蒸汽組成;(2)進料量為180kmol/h,原料組成為0.4時,要求塔頂苯的回收率為0.96,塔釜甲苯的回收率為0.93時,求xD和xw;(3)若R?1.4Rmin,求R;(4)寫出精餾段操作線方程式。(0.916 ; 0.9 , 0.028; 1.7 ;

    yn?1?0.638xn?0.326 )

    30. 常壓連續精餾塔中,分離某雙組分理想溶液,原料液在泡點下進料,進料量為150Kmol/h,

    組成為0.4(摩爾分率,下同),餾出液組成為0.9,釜殘液組成為0.1,操作回流比為3.5,全塔平均相對揮發度為2,塔頂采用全凝器,塔底采用間接蒸汽加熱,求:1.塔頂、塔底產品流量,Kmol/h;2.回流比為最小回流比的倍數;3.精餾段上升蒸汽量和提餾段下降液體量,Kmol/h;4.塔頂第二塊理論板上下降的液相組成。

    31. 將180 kmol/h 含苯0.4 (摩爾分率,下同)的苯—甲苯溶液,在連續精餾塔中進行分離,要求塔頂餾出液中含苯0.95,釜殘液中含苯不高于0.01,進料為飽和液體,回流比R=2,求塔頂、塔底兩產品流量及精餾段、提餾段操作線方程式。

    32. 在常壓連續精餾塔中分離相對揮發度為2.3的苯—甲苯混合液,進料量100kmol/h,且為飽和液體進

    料,其中含苯0.4(摩爾分率,下同)。塔頂采用全凝器,泡點回流,塔釜蒸汽間接加熱。要求 塔頂餾出液中含苯0.95,塔底釜殘液中含苯0.04,回流比取最小回流比的1.4倍。計算(1)塔頂和塔底產品的流量。(2)推導精餾段、提餾段操作方程式。

    33. 在常壓連續精餾塔中分離相對揮發度為2.3的苯—甲苯混合液,進料量200kmol/h,且為飽和液體進

    料,其中含苯0.4(摩爾分率,下同)。塔頂采用全凝器,泡點回流,塔釜蒸汽間接加熱。要求 塔頂餾出液中含苯0.95,塔底釜殘液中含苯0.05,回流比取最小回流比的1.5倍。計算(1)塔頂和塔底產品的流量。(2)實際回流比、提餾段上升蒸汽流量及其下降液體流量、塔頂苯的回收率。





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