化工原理课后作业(蒸馏)

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A 上升物料;B 上升组分;C 上升产品;D 上升蒸气。 13.( )的作用是提供一定量的上升蒸气流。 C
A 冷凝器;B 蒸发器;C 再沸器;D 换热器。 14.( )的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。 A
A 冷凝器;B 蒸发器;C 再沸器;D 换热器。 15.冷凝器的作用是提供( )产品及保证有适宜的液相回流。 B
A 精馏段;B 提馏段;C 进料段;D 混合段。 19.在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为( )。 B
A 精馏段;B 提馏段;C 进料段;D 混合段。 20.在精馏塔中,加料板( )的塔段称为精馏段。 A
A 以上;B 以下;C 以外;D 以内。
21.在精馏塔中,加料板( )的塔段(包括加料板)称为提馏段。 B
部分冷凝。 2.完成一个精馏操作需要哪两个必要条件?
需要塔顶液相回流与塔底上升的蒸气。 3.精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?
冷凝器提供液相产品与液相回流,再沸器提供塔内上升的蒸气。 4.设计一精馏塔时, 回流比选取的大小对塔板数有何影响?
回流比越大,达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。 5.精馏操作中, 回流比的上、下限各是什么情况?
5.蒸馏
一、单选题
1.蒸馏是分离( )混合物的单元操作。 B A 气体;B 液体;C 固体;D 刚体。
2.蒸馏是利用各组分的( )不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度;B 等规度;C 挥发度;D 调和度。
3.在二元混合液中,( )的组分称为易挥发组分。 A A 沸点低;B 沸点高;C 沸点恒定;D 沸点变化。
A 塔顶气相;B 塔顶液相;C 塔底气相;D 塔底液相。 16.冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的( )回流。 B
A 气相;B 液相;C 固相;D 混合相。 17.在精馏塔中,原料液进入的那层板称为( )。 C
A 浮阀板;B 喷射板;C 加料板;D 分离板。 18.在精馏塔中,加料板以上的塔段称为( )。 A
18.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相( )和塔底上升蒸 气。 回流 19.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和( )。 塔 底上升蒸气 20.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和( )上升蒸 气。 塔底 21.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和塔底( )蒸 气。 上升 22.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和塔底上升( )。 蒸气 23.为完成精馏操作,需要在( )设置冷凝器。 塔顶 24.为完成精馏操作,需要在塔顶设置( )。 冷凝器 25.为完成精馏操作,需要在( )设置再沸器。 塔底 26.为完成精馏操作,需要在塔底设置( )。 再沸器 27.设计一精馏塔时, 回流比选的大,则塔板数( )。 少 28.精馏操作中, 回流比的上限称为( )。 全回流 29.精馏操作中, 回流比的下限称为( )。 最小回流比 30.精馏操作中,全回流时塔顶的产品量( )。 为零 31.精馏操作中,再沸器相当于一块( )板。 理论板 32.用逐板计算法求理论板层数时,用一次( )方程就计算出一层理 论板。
每一个梯级与平衡线相交一次,表示汽、液两相达到一次平衡, 因 此代表一层理论板。 12.对于正在操作中的精馏塔, 若改变其操作回流比, 对塔顶产品浓度会 有何影响?
回流比越大,塔顶产品浓度越高。 13.设计一精馏塔时, 进料量对塔板层数有无影响? 为什么?
进料量对塔板层数无影响,影响塔板层数的因素主要有进料和产品 的浓度、进料热状况以及回流比。 14.用q代表进料热状况, 说明 q = 0,q = 1,0<q<1 时的意义。
DxD + 0.0235W = 175×0.44
(c)
联立式a、b、c,解得 W = 95 kmol/h
D = 80 kmol/h
xD = 0.935
4.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。
已知原料液流量F为4000 kg/h,组成xF 为0.3(二硫化碳的质量分率,
下同)。若要求釜液组成xw 不大于0.05,馏出液中二硫化碳的回收率
解:由拉乌尔定律 PA = 143.73×0.4 = 57.492 kN/m2,PB =
57.6×0.6 = 34.56 kN/m2
系统压力
P = PA + PB = 57.492 + 34.56 = 92.052 kN/m2
源自文库
平衡蒸气组成 YA = PA/P = 57.492/92.052 = 0.625,YB = PB/P =
7.( )是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A
A 液相回流;B 进料;C 侧线抽出;D 产品提纯。 8.液相回流是保证( )过程连续稳定操作的必不可少的条件之 一。 B
A 吸收;B 精馏;C 传热;D 过滤。 9.在( )中溶液部分气化而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定 操作的一个必不可少条件。 C
q = 0 表示饱和气相进料,q = 1 表示饱和液相进料,0<q<1表示气 液混合进料。 15.塔板的作用是什么?
塔板的作用是提供气液接触的场所。
四、计算
1.苯和甲苯在92℃时的饱和蒸气压分别为143.73 kN/m2和57.6
kN/m2。求:苯的摩尔分率为0.4, 甲苯的摩尔分率为0.6的混合液在92℃ 时各组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸气组成。此溶液可视为理想溶 液。
4.在二元混合液中,沸点低的组分称为( )组分。 C A 可挥发;B 不挥发;C 易挥发;D 难挥发。
5.在二元混合液中,( )的组分称为难挥发组分。 B A 沸点低;B 沸点高;C 沸点恒定;D 沸点变化。
6.在二元混合液中,沸点高的组分称为( )组分。 D A 可挥发;B 不挥发;C 易挥发;D 难挥发。
二、填空题
1.蒸馏是分离( )最常用的方法。 液相混合物 2.蒸馏是利用溶液中各组分( )的差异, 使各组分得到分离。 沸点 3.利用溶液中各组分沸点的差异而将其分离的操作称为( )。 蒸 馏 4.溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为( )温度。 泡点 5.气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为( )温度。 露点 6.对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度( )。 越低 7.对于二元理想溶液, 若轻组分含量( ), 则泡点温度越低。 越高 8.对于二元理想溶液, 若重组分含量越高, 则泡点温度( )。 越高 9.对于二元理想溶液, 若重组分含量( ), 则泡点温度越低。 越低 10.对于二元理想溶液, α大, 说明该物系( )。 容易分离 11.对于二元理想溶液, 相对挥发度大, 说明该物系( )。 容易分离 12.对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系 ( )。
A 离开;B 进入;C 混合;D 接触。 A 25.理论板是指离开这种板的气液两相相互( ),而且塔板上的液 相组成也可视为均匀的。 B
A 混合;B 成平衡;C 接触;D 分离。 26.回流比的( )值为全回流。 A
A 上限;B 下限;C 平均;D 混合。 27.回流比的上限值为( )。 C
A 内回流;B 外回流;C 全回流;D 最小回流比。 28.回流比的( )值为最小回流比。 B
上限是全回流,下限是最小回流比。 6.精馏操作中,在下限操作时,能否达到所要求的分离精度? 为什么?
不能,若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板,实际上 是不可能的。 7.精馏操作中,在上限操作时对实际生产有无意义? 一般在什么情况下 采用?
在上限操作时,产品量为零,对实际生产无意义,一般在科研、装 置开工期间或紧急停工时采用。 8.什么是理论板?
A 上限;B 下限;C 平均;D 混合。 29.回流比的下限值为( )。 D
A 内回流;B 外回流;C 全回流;D 最小回流比。 30.某二元混合物,进料量为100 kmol/h,xF = 0.6,要求塔顶xD 不小 于0.9,则塔顶最大产量为( )。 B
A 60 kmol/h;B 66.7 kmol/h;C 90 kmol/h;D 100 kmol/h。
釜残液组成
原料液的平均分子量 MF = 0.44×78 + 0.56×92 = 85.8 kg/kmol
进料量
F = 15000/85.8 = 175 kmol/h
由题意
DxD/FxF = 0.971
所以
DxD = 0.971×175×0.44
(a)
全塔总物料衡算为 D + W = 175
(b)
全塔苯的衡算为
A 以上;B 以下;C 以外;D 以内。 22.( )是指离开这种板的气液两相相互成平衡,而且塔板上的液 相组成也可视为均匀的。 C
A 浮阀板;B 喷射板;C 理论板;D 分离板。 23.理论板是指离开这种板的( )相互成平衡,而且塔板上的液相 组成也可视为均匀的。 D
A 气固两相;B 液固两相;C 气液固三相;D 气液两相。 24.理论板是指( )这种板的气液两相相互成平衡,而且塔板上的 液相组成也可视为均匀的。
34.56/92.052 = 0.375 2.将含24%(摩尔百分数,下同)易挥发组分的某液体混合物送入一连 续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分, 釜液含3%易挥发组分。送 至冷凝器的蒸气量为 850 kmol/h,流入精馏塔的回流液为670 kmol/h。求:
(1)每小时能获得多少kmol的馏出液? (2)回流比为多少? (3)塔底产品量? 解:(1)V = L+D,D = V-L = 850-670 = 180 kmol/h (2)R = L/D = 670/180 = 3.72 (3)F = D+W,FXF = DXD+WXW
A 冷凝器;B 蒸发器;C 再沸器;D 换热器。 10.在再沸器中溶液( )而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操 作的一个必不可少条件。 C
A 部分冷凝;B 全部冷凝;C 部分气化;D 全部气化。 11.在再沸器中溶液部分气化而产生( ),是精馏得以连续稳定操 作的一个必不可少条件。 D
A 上升物料;B 上升组分;C 上升产品;D 上升蒸气。 12.再沸器的作用是提供一定量的( )流。 D
理论板是指离开这种板的气液两相相互成平衡,而且塔板上的液 相组成也可视为均匀的。 9.为什么再沸器相当于一块理论板?
在再沸器中,物料又一次部分气化,气液两相达到平衡,与理论板 的效果相同。
10.用逐板计算法求理论板层数时, 为什么用一次相平衡方程就计算出 一层理论板?
使用一次相平衡方程,就意味着物料达到一次气液平衡,就相当于 越过一块理论板。 11.用图解法求理论板层数时, 为什么一个梯级代表一层理论板?
不容易分离 13.在相同的外压及温度下, 沸点越低的物质其饱和蒸气压( )。 越高 14.在相同的外压及温度下, 沸点越低的物质( )挥发。 容易 15.完成一个精馏操作的两个必要条件是( )和塔底上升蒸气。 塔 顶液相回流 16.完成一个精馏操作的两个必要条件是( )液相回流和塔底上升蒸 气。 塔顶 17.完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶( )回流和塔底上升蒸 气。 液相
即 F = 180+W,0.24F = 0.95×180 +(F-180)× 0.03 解得 F = 788.6 kmol/h,W = 788.6-180 = 608.6kmol/h 3.每小时将15000 kg含苯40%(质量%,下同)和甲苯60%的溶液在 连续精馏塔中进行分离,要求釜残液中含苯不高于2%,塔顶馏出液中苯 的回收率为97.1%。求馏出液和釜残液的流量和组成,以摩尔流量和摩 尔流率表示。(苯的分子量为78,甲苯的分子量为92) 解:进料组成
相平衡 33.用图解法求理论板层数时,( )代表一层理论板。 一个梯级 34.精馏操作中,当 q = 0.6 时, 表示进料中的( )含量为60%。 液 相 35.对于正在操作中的精馏塔,若加大操作回流比,则塔顶产品浓度会 ( )。 提高
三、简答
1.简述简单蒸馏与精馏的区别。 简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝,而精馏则是多次部分气化与
为88%,求馏出液的流量和组成,分别以摩尔流量和摩尔流率表示。
(二硫化碳的分子量为76,四氯化碳的分子量为154)
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