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化工原理第五章 精馏 题.pdf

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..(A)与***苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:**********.—***苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作:(1)苯—***苯溶液的t—x(y)图及y—x图;(2)用相对挥发度的平均值另行计算苯—***苯的x—y值。—甲苯混合液的组成x=(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40%(体积%),求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p0、p0[mmHg],按下述Antoine方程计算:式中t为温度[℃]。ABlgp0=-/(t+)Algp0=-/(t+)=80℃时,p0=,p0=40kPa,液相摩尔组成为x=,ABA试求::..(1)与此液相组成相平衡的汽相组成y;螃A(2)相对挥发度α。,塔顶设有分凝器,已知进入分凝器的汽相组成y=(?摩尔分率,下同),袅1冷凝液组成x=,两个组分的相对挥发度α=2,求:D(1)出分凝器的汽相组成y=?膄D(2)出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V=?=(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏,当馏出量为原料的1/3时,羅求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=***衡线可近视为直线,其方程为y=+=(摩尔组成),用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化,羁F试求气相中易挥发组分的回收率。(设相对挥发度为3)%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔,馏出液中含肅有95%的易挥发组分,残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h],回流量为670[kmol/h],塔顶采用全凝器,试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。,用于A、B两组分的分离。已知A与B?的分子量分别为蚁78与92,进料量为100[kg/h],含A组成为10%(质量%以下同),进料状态为饱和蒸汽自塔底送入,如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%,残液中A的组成为1%,试求:(1)塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h]?葿(2)回流比R?螆(3)写出该塔操作线的数值表达式。膅:..,精馏段操作线方程膁y=+,q线方程为y=-+,试求:蝿F(1)回流比R芅蒃(2)馏出液组成xD(3)进料液的q值虿(4)当进料组成x=,精馏段操作线与薈F提馏段操作线的交点处?x值为多少?并要求判断进料状态。(摩尔分率以下同)的苯甲苯混合液1000[kg/h],分离为组成x==。已知回流比R=,芇Dw进料温度为20℃,[kJ/kmol·℃],在常压下苯的汽化潜热为30807[kJ/kmol],甲苯汽化潜热为33320[kJ/kmol]。试求:(1)精馏段上升蒸汽量V和下降的液体量L[kmol/h];提馏段上升蒸汽量V′和下降的液体蒄量L′[kmol/h];(2)求塔顶冷凝器的热负荷;如使用水为冷却剂,且水初温为20℃,出口温度为50℃,芅求每小时耗水量[kg/h]?(3)求再沸器的热负荷;[kgf/cm2](绝压),求蒸汽消耗量蝿[kg/h]?(4)写出提馏段操作线方程数值表达式。,进料为饱和液体,(摩尔分率),回流比R=3,提馏段操作线:..,截距为-,求x。?,每小时向塔釜加入含甲醇40%(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol,要求塔顶馏出液组成x=,塔顶采用全凝器,回流比R=3,在操作条件下D的平衡关系为y=+,求:(1)(2)塔釜液组成x;w(3)(4)每小时能获得的馏出液量D。,已知操作线方程如下:精馏段y=+=-。若原料为饱和蒸汽进料,求其组成?,全塔共有三块理论板及一个再沸器,塔顶采用全凝器,进料位置在第二块理论板上,塔顶产品组成x=(摩尔分率),二元系统相对挥发度α=4,进料D组成为x=(摩尔分率),回流比R=1时,求:F(1)离开第一块板的液相组成x为多少?1(2)进入第一块板的气相组成y为多少?2(3)两操作线交点d的气液组成?=,其中气液摩尔比为1:2,塔顶Fx=(以上均为摩尔分率),易挥发组分回收率为95%,回流比R=,?相对挥发度α=,D试求::..(1)原料中汽相和液相组成;袀(2)列出提馏段操作线方程。%的料液,要求x=96%,x=5%(以下均为摩Dw尔%)。泡点进料,操作回流比R=3,,试用逐板计算法求所需的理论板数与加料板的位置。。已知原料以饱和液体状态直接加入塔釜,原料芈组成x=(摩尔分率,下同),要求塔顶产品组成x=,D/F=?的操作条件下,物系的α=,FD塔顶设全凝器,泡点回流。若设计回流比R=,?求为完成上述分离任务所需的理论板板数。(操作满足恒摩尔流假定)。薃肀芀莇羄螂聿蒇莅膀螈:..—乙烷混合液于饱和蒸汽状态加入精馏塔中,回流比R=5,且已知x=,x=,Dwx=(均为乙烯的摩尔分率)。试用图解法求取所需的理论板数。,流量为100kmol/h的甲醇—水溶液,泡点进料,,(?以上均为摩尔分率),已知精馏段操作线为:y=+;操作条件下的平衡关系如图所示,试求:(1)塔顶及塔底的产品流量(kmol/h);(2)塔的理论板数及进料位置:(3)流入再沸器的液相流量及组成,离开再沸器的气相流量及组成。***苯混合物,x=,x=(以上均为摩尔分率)。进料状态FD为汽液混合物,其中汽液比为1:2(摩尔比)。苯与***苯的平均相对挥发度α=。试求:(1)原料中汽相和液相组成;(2)最小回流比Rmin。—环氧丙烷连续精馏塔的理论板数与加料板位置。如全塔效率E=70%,求实际板数(釜可视为一块理论塔板)和实际加料板位置。已知x=,OFx=,x=(皆为环氧乙烷的摩尔分率),R=,相对挥发度α=,饱和液体进料。=,x=(如图所示),已知x=(?以上均为D1D2F摩尔分率),泡点进料,R=2,相对挥发度α=,D/D=2(摩尔比)。求精馏段所需的理论论板数。12(逐板计算法与图解法均可)。%与水65%的混合液分离,以便得到含甲醇95%?的馏出液与含甲醇4%的残液(均为%摩尔)。操作回流比R=,料液温度为20℃,釜中用直接蒸汽加热,试用图解法求理论板数。已知35%的甲醇水溶液泡点为78℃,比热为?0.?88[kcal/kg·℃];水的:..汽化潜热为552[kcal/kg]。在1atm下,甲醇—水的平衡数据如下:***:..、B混合液(如图所示)。?两股进料情况如下?:?F=100kmol/h,袀1x=(摩尔分率,下同);F=200kmol/h,x=,均为饱和液体进料。,,操作回流比为2。试求两股进料间的操作线方程。(实际板数),用于分离x=—甲苯溶液。全塔效率为50%,羅F泡点进料,加料板位置为第14层板。现要求x=,再沸器最大蒸发能力V′=[kmol/h],D求馏出液的最大产量。,在常压下对苯—甲烷物系进行全回流精芁馏。待操作稳定后,测得相邻三层塔板的液相组成为:x=,n-1x=,x=。?相对挥发度α=,求第n板和n+1板的板效nn+1率。,原料予热到泡蚃点,由塔顶连续加入,x=(摩尔分率,以下同)。今测得塔顶产品易挥发组分的回收率为80%,F且x=,系统的相对挥发度α=。试求该块塔板的板效率。设蒸馏釜可视为一块理论塔板。—甲苯常压连续精馏塔,塔顶设置全凝器,泡点回流。塔内有三层理论板,而且塔釜可视为一层理论板,每小时100kmol含苯50mol%?的苯—甲苯膅混合液,从第三层塔板以泡点状态加入。塔顶产品含苯85kmol%,相平衡关系如图如示。试蒂求:(1)(2)回流比R,塔底排出液组成X,塔顶产品D及塔釜蒸发量V′;袁w(3)(4)当回流中断,进料情况及塔釜供热状况仍保持不变时,精馏塔处于什么状态?袈:..%(mol%下同?),流量为莆100kmol/h的料液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料。?,,操作条件下物系的平衡关系见附图。试求:(1)完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置;蒄(2)若F、x、N为不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,?试定性说明可采用的肃Fp:..、甲苯液体混合物,塔顶设全凝器,塔底设有再沸器,进料量为螆150kmol/h,(摩尔分率,下同),泡点进料,?%,,实际操作回流比R=,已知操作条件下平衡关系如图所示,若设该塔在最适宜位置进料。试求:膆(1)(2)塔顶、塔底产品流量及塔顶组成;袁(3)(4)薈该塔具有理论板数和进料位置;(5)(6)精馏段及提馏段液气比各为多少?***(4)因长期操作再沸器内结垢,试问对塔顶产质量有何影响??如何才能维持蚄正常生产?(设产品流量不变)。薀蚈薈莆蚃螇螅螄莂袇膆:..%(摩尔),?泡点进料,系统的相对挥发度,塔顶出料是进料量的60%(摩尔%),如现采有的理论板数为无穷多,试计算:(1)R=?(2)R=,试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示意图。,已知x=(摩尔分率,下同),x=,FDx=,相对挥发度α=3,回流比R=2Rmin。试求:w(1)提馏段操作线方程;(2)进入第一块理论板(由顶往下数)的汽相浓度;(3)若因故塔釜停止加热,欲维持X不变应如何操作?此时塔釜排液x=?,饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入,加料组成x=(摩尔分率,下同),温度为20℃,F=100kmol/h,料液由塔顶加入,无回流,F试求塔顶产品浓度x及易挥发组分的回收率η。D在本题范围内平衡关系可表示为y=3x,液相组成为x=,泡点为80℃,比热为100kJ/kmol·℃,汽化潜热40000kJ/kmol。:..精馏流程如图所示。已知原料组成x=(摩尔分率,下同),x=,y=,塔顶蒸汽全部Fw1冷凝为泡点液体,该液体在贮罐内静止分层,上层组成x=,下层x=,试在y~x图上作图求理论塔板数。,用以分离的A、B二元混合物。测得肁进入第n层理论板的蒸汽量为100Kmol/h,组成y=,进入A液体量为100Kmol/h,组成x=。设A、B的摩尔潜热近似A相等,热损失为零,忽略显热变化。该板的液相默弗里效率E=,问离开该板的气液相组成各为多少?、甲苯二元混合物进行连续精馏(塔螅:..,原料直接加入塔釜,原料组成x=(摩尔分率,下同),要求塔顶产品组成x=。FD塔顶设分凝器,其中50%的蒸汽冷凝并返回塔顶做回流。出分凝器的蒸汽与冷凝液保持平衡。进料量为100Kmol/h。问塔顶、塔釜产量为多少?气化量为多少?。已知原料为饱和液体,原料组成x=(摩尔分率,下同),F回流比R=4,塔顶采出率D/F=(摩尔比),物系的α=。试求:(1)(2)当塔顶产品组成x=,精馏段及提馏段的操作线数值方程。D(3)(4)板数不限时,馏出液最大浓度。(其中A为易挥发组分),x=,x=,x=,DwF原料为饱和液体。塔顶设全凝器,泡点回流。回流比R=,塔底用饱和水蒸气直接加热,每层塔板的气相默弗里效率E=,在本题计算范围内,相平衡关系为y=+。试求:mV(1)(2)从塔顶的第一块实际板下降的液体组成;(3)(4)塔顶的采出率D/F。。饱和液体进料,F=100kmol/h,易挥发组分含量x=(摩尔分率,下同);,x=,系统的α=。试求:w(1).馏出液组成x,塔顶、塔底产物流率;D(2).操作线方程(3).在加料流率及塔釜蒸发量不变时,可能获得的最高馏出液浓度。,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热,第一股加料,F=1kmol/s,x=(摩尔分率,下同),q=1,第二股加料,F=,x=,1F112F2q=0;要求:x=,x=。2DW(1).若回流比R=1,求塔中段(两个加料口之间)的操作线方程;:..(2).若相对挥发度,求最小回流比Rmin。,x=(摩尔分率,下同);塔底出料x=,塔顶蒸汽冷螃fw凝到泡点,1/3作产品,2/3作回流,x=,系统的α=。试计算:D(1).所需的理论板板数。肂(2).若F、x、q不变,塔釜加热量和回流量也不变,当塔的理论板数不限时,问塔顶可达到膈F的最大浓度为多少?肇:..-甲苯混合液,,,试求三层板中下面两层的单板效率。在操作条件下苯-。。(易挥发组分摩尔分率,下同),饱和蒸气加料。塔顶采出率D为40%,且已知精馏段操作线方程为y=+,试求::,求该板的气相默夫里效率E。[1].,,,,试找出y、x、y、x的6677对应值,y=、x=、y=、x=。6677[2].如图所示a点表示;b点表示;c点表示;ab段表示;bc段表示。:..螂腿****题1附图****题2附图膅芃[3].在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为x=,x=(均为易挥发组份摩尔分率)。已知操作条件下相对挥发度α=3,则衿n-1ny=,x*=,以液相组成表示的第n板的单板效率E=。nnmL讨论:在精馏塔任意一块理论板上,其液相的泡点温度小于气相的露点温度。蚇[4].分离要求一定。当回流比一定时,在五种进料状况中,进料的q?值最大,其温羄度,此时,提馏段操作线与平衡线之间的距离,,用恒沸精馏比萃取精馏好,因为前者能耗小。莃蒸馏操作依据是组分间沸点差异此话错在何处?芀荿(2)精馏塔塔顶某理论板上汽相露点温度为t,液相泡点温度为t。塔底某理论板上汽12相露点温度为t,液相泡点温度为t。试按温度大小顺序用>、=、<?符号排列如下:34tttt羇4321蒂(3)恒沸精馏与萃取精馏都需加入添加剂(第三组分),其目的是.[6].已知某精馏塔在情况一下操作得到F、x、q、R、D、x、x。今改变操作为情蚁1F1111D1w1况二,且知F=F,x=x,x=x,q=q但x<x。试比较(>、=、<)12D1D2w1w212F1F2袇DD;WW;RR121212[7].吉利兰(Gilliland)关联图如图示(纵轴上N及Nmin均包括塔釜)。试说明:螆:..(1)(R-Rm)/(R+1)=,R=,N;薂(2)当(N-Nmin)/(N+1)=,R=,N=。肂蕿[8].某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程截距等于零,则:(1)回流比等于;(2)馏出液量等于;蒅(3)操作线斜率等于。(以上均用数字表示)蚂[9].某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作,蒃已知X=,则y=(由塔顶往下数)。nn-1[10].某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y,温度T,经全凝器恰好冷凝到泡羇1点,?部分回流入塔,组成x,温度t,则0yx,Tt。(>,=,<)薈10****题10附图蚂[11].试比较某精馏塔中第n-1,n,n+1层理论板上参数的大小,蚀即:yy,tT,yX,Tt,TT。(>,=,<)蝿n+1nn-1nnn-1nnn+1n莇[12].设计二元理想溶液精馏塔时,若F,x,x,x不变,则随原料中液相分率增加其最小FDW回流比;在相同回流比下,总理论板数;精馏段理论板数;塔顶冷凝器热负荷;塔釜热负荷。螂[13].(1)在设计连续操作的精馏塔时,如保持x,D/F,x,R一定,进料热状态及空塔气FD速也一定,则增大进料量将使塔径,而所需的理论板数。:..(2)全回流时,精馏段操作线的斜率为,提馏段操作线的斜率为_________对相肁同的x和x,部分回流比全回流所需的理论板数。DW蒀[14].(1)理想溶液的特点是同分子之间的作用力异分子之间的作用力,形成的溶液容积效应和热效应。(2)精馏塔设计时,当回流比加大时,所需要的理论板数,同时蒸馏釜中所肅需要的加热蒸汽消耗量,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量,所需塔径。[15].精馏操作时,增大回流比,若F,x,q不变,则精馏段液汽比L/V,提馏袂F段液汽比L/V,塔顶x,塔底x。DW[16].试比较连续精馏塔的塔釜用直接蒸汽加热(D)与间接蒸汽热(I)(<,>,=)。蒁袈(1)x、x,R,q,D/F相同,则NN,xx;FDTITDWIWD(2)x,x,R,q,x相同,则NN;(D/F)(D/F).袄FDwTITDID羂[17].操作中精馏塔,保持F,q,x,D不变。F(1)若采用回流比R小于最小回流比R,则x,x;袂minDW薀(2)若R增大,则x,x,L/V。DW(增大,减小,不变,不确定)袇[18].若维持操作中精馏塔的F,x,q,D不变,而减少塔釜蒸肂F发量V。则:x,x,L/V。(变大,变小,不变,罿DW:..不确定)肈[19].某精馏塔设计时操作线如图示。现保持塔顶冷凝量不变,改为q=0?加料时设计,试在同一图上画出改变后操作线并回答有关参数有何变化?L/V,N。蚆T[20].连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态(F,x,q)不变,?则膁FL/V,x,x。(变大,变小,不变,不确定)DW[21].精馏塔设计时采用的参数(F,x,q,D,x,R均为定值),?若降低塔顶回流液的温度,则莀FD塔内实际下降液体量,塔内实际上升蒸汽量,精馏塔液汽比,所需理论板数。(增大,减小,不变,不确定)[22].某精馏塔在操作时,加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料,且保持F,螀x,回流比R和提馏段上升蒸汽量V′不变,则此时D,x,W,x。(增FDW加,不变,减小,无法确定)[23].某精馏塔操作时,F,x,q,D保持不变,增加回流比R,蒅F则此时x,x,L/V。(增加,不变,减少)DW[24].某精馏塔在操作时,加料状态由原来的饱和液体进料蒅改为冷液进料,?且保持F、x、V、D不变,则此时F、x,x,R,L/V。(增加,不变,减少)DW[25].精馏塔中第n-1,n,n+1块实际板效率小于1,与y相平衡的液相浓度为x,则xx;螁nn与x相平衡的汽相浓度y*,则y*y,yx。(>,<,=)n+1n+1n+1n+1nn-1[26].某连续精馏塔,进料状态q=1,D/F=(摩尔比),x=(摩尔分率),回流比R=2,且知芈F提馏段操作线方程的截距为零。则:提馏段操作线方程的斜率(L/V)=,馏出液x=。D[27].操作中精馏塔,今保持F,x,q,V不变,使残液量W增加。则:x蒈FD______x_____L/V。W(变大,变小,不变,不确定)薅:..[28].精馏塔操作时,保持V′,q,F,x不变,而增加D/F,则:xL/V,x。莀FDW(变大,变小,不变,不确定)***[29].某精馏塔的操作线及平衡线如图所示,现若在操作时增大回流比R(保持F,X,q,D不蒅f变),试定性画出新情况下的操作线。袃[30].某精馏任务原设计的操作线如图,若设计时改用较大的塔釜蒸发量V?′,而维持其它参数不变,试定性画出变化后的操作线。[31].某精馏塔原操作情况的平衡线和操作线如图,现若在操作时增大塔釜蒸发量V′,但螁仍保持F,x,q,D不变,试定性画出变化后的操作线。F薅膃羃羇莇羂****题30附图****题31附图****题32附图[32].图示为塔板数N=∞时精馏塔的操作线,若在设计时保持V′,F,x,q不变,减少D/F,F试在原图上定性绘出新工况下的操作线。[33].请将你认为最确切答案填在()内。连续精馏塔设计时,当采用塔顶全凝器,泡点回流方案时,为完成分离任务所需理论板数为N。若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任务所需理论板数为T1N。比较:()T2(A)N>N;(B)N=N;(c)N<N;(D)判断依倨不足。T2T1T2T1T2T1[34].请将你认为最确切答案填在()内。(1)某二元混合物要求用精馏方法分离,规定产品浓度为x,x。如进料为x时,则相应的最小回流比为R,若进料为DWF1mlx相应为R,现x<x,则:F2m2F1F2:..(A)R<R;(B)R=R;(c)R>R;(D)(2)精馏操作时,若F,x,q,R均不变,而将塔顶产品量D增加,其结果是:F(A)x下降,x下降;(B)x下降,x上升;(C)x下降,x不变;(D)x不变,x下降。DWDWDWDW[35].请将你认为最恰切答案填在()内。(1)精馏的操作线是直线,主要基于如下原因:(A)理论板假定;(B)理想物系;(c)塔顶泡点回流;(D)恒摩尔流假定。(2)操作中连续精馏塔,如采用回流比小于最小回流比,则()(A)x,x均增加;(B)x,x均不变;(c)不能操作;(D)x减小,x增加。DWDWDW[36].某二元理想混合物,汽液相平衡关系如图,t和t分别表示图中相应点的温度,12则:()。(A)t=t;(B)t<t;(c)t>t;(D)不能判断。121212[37].某二元理想混合物,其中A为易挥发组分。液相组成x=,相应的泡点为t;汽相A1组成y=,相应的露点为t。则:()A2(A)t=t;(B)t<t;(C)t>t;(D)不能判断。121212[38].精馏中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是(A)液相中易发组分进入汽相;(B)汽相中难挥发组分进入液相;(C)液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相,但其中易挥发组分较多;(D)液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。[39].某精馏塔,精馏段理论板数为N层,提馏段理论数为N层,现因设备改造,?使提馏段的12理论板数增加,精馏段的理论板数不变,且F,x,q,R,V等均不变,则此时:F(A)x增加,x不变(B)x增加,x减小DWDW(C)x增加,x增加(D)x增加,[40].请将你认为最恰切答案填在()内。(1)操作中的精馏塔,保持F,q,x,X,V′不变,减小x,则()DwF(A)x增大,R减小(B)D不变,R增加D(C)D减小,R增加(D)D减小,R不变(2)操作中精馏塔,保持F,x,q,V′不变,减少D,?则塔顶易发组分回收率η变化为F(A)变大(B)变小(C)不变(D)不确定