化工原理考試題庫

1、精微題庫一、填空題：801、精儲塔分離某二元物系，當(dāng)操作壓強(qiáng)降低，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度a ,溶液的 泡點,塔頂蒸汽冷凝溫度 （增大、減小、不變） 答案：增大，減小，減小802、精微分離某二元組分混合液（F,XF，q）,要求塔頂Xd ,輕組分回收率列。設(shè)計時， 若加大回流比R,則精儲段液氣比 ,提儲段液氣比 ,所需理論板數(shù) Nt,塔頂產(chǎn)品量D,塔釜Xw,塔頂冷凝量Qc,塔釜 加熱量Qr,若R太大，過程的調(diào)節(jié)余地將 （增大、減小、不變）。 答案：增大，減小，減小，不變，不變，增大，增大，減小803、精微塔設(shè)計時，已知F,Xf，Xd，Xw,進(jìn)料熱狀態(tài)q = 0.5時，所需塔板數(shù)為Nt。試 判斷下列參數(shù)變

2、化并定性繪出操作線的變化：（1）保持回流比不變，將進(jìn)料狀態(tài)由 q=0.5改為q = 1,則塔釜加熱量QR,塔頂 冷凝量Qc,所需塔板數(shù)Nt。答案：增大，不變，減小（2）保持塔釜加熱量不變，將進(jìn)料狀態(tài)由 4 = 0.5改為4 = 1,則塔頂冷凝量Qc, 所需塔板數(shù)NT o答案：減小，增大（3）保持回流比不變，將進(jìn)料狀態(tài)由 4 = 0.5改為4=0,則塔釜加熱量QR,塔頂 冷凝量Qc,所需塔板數(shù)Nt。答案：減小，不變，增大804、某精儲塔設(shè)計中，若將塔釜間接蒸汽改為直接蒸汽加熱，而 F、D、F、Xd、q、 R不變，貝1 W, xW, LN , NT （增大、減小、 不變）。答案：增大，減小，不變，

3、增大805、精儲塔設(shè)計時，若塔頂采用全凝器，所需理論板數(shù)為NT1 ,采用分凝器，所需理論板 NT2,則 Nt1 NT2 （, =, ） *答案*： 806、某精儲塔的實際回流比小于設(shè)計時的最小回流比，其結(jié)果如 何？ 。答案：完不成分離任務(wù)807、一精儲塔維持其他條彳不變而增大回流比 R,則精儲段液氣比L/V,提儲 段的液氣比 L/V, xD, xW （變大，變小，不變，不確定）。答案：變大，變小，變大，變小808、連續(xù)精儲操作，原工況為泡點進(jìn)料，現(xiàn)由于某種原因原料溫度降低，使 q1,進(jìn)料 濃度Xf ,塔頂采出率D/F及進(jìn)料位置均保持不變。試判斷：（1）塔釜蒸汽量V,保持不變，則塔釜加熱量Qr,

4、塔頂冷量Qc,FFXd, xW 0答案：不變，變小，變小，變大（2）保持回流比R不變，則塔釜加熱量Qr,塔頂冷量Qc,xD, xW （變大，變小，不變，不確定）。答案：變大，不變，變大，變小809、某精儲塔在給定工況下操作，現(xiàn)維持進(jìn)料條件（F、xF、q）和塔釜加熱量不變而 將塔頂采出率D/F增大，則塔頂產(chǎn)品組成xD，塔底產(chǎn)品組成xW（變 大，變小，不變，不確定）。*答案* ：變小，變小810、某精儲塔維持其他條件不變，將加料板下移，則精儲段塔板數(shù) ,塔頂產(chǎn)品組 成Xd,塔底產(chǎn)品組成 XW （變大，變小，不變，不確定）。答案：（1）若原加料板為最佳位置，加料板下移，則精微塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成

5、 變小,塔底產(chǎn)品變大;（2）若原加料板位置偏高，加料板下移，則精謂塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成變大，塔底產(chǎn)品變小；（3）若原加料板位置已偏低，加料板下移，則精儲塔板數(shù)變大，塔頂產(chǎn)品組成變小，塔底產(chǎn)品變大。811、精儲塔操作中，由于某種原因進(jìn)料濃度 xF減小，進(jìn)料量F與熱狀態(tài)q保持不變，塔 釜蒸汽量V不變，若欲維持塔頂產(chǎn)品 Xd與塔底產(chǎn)品組成xw不變，則R, D,（增大、減小、不變）。答案：增大，減小，增大，增大。812、精儲塔操作中，保持F、xF , q, L不變，而增大V,則R, xD, xW, L/V, L/V,（增大、減小、不變）。答案：減小，減小，減小，減小，減小，813、精儲塔操作中，保

6、持F、Xf , q,R不變，而增大W,則Xd, xW, L/V, LN,（增大、減小、不變）。答案： 增大、增大、不變、增大814、決定精儲塔分離能力大小的主要因素是：物性方面 、設(shè)備方面和操作方面。答案：相對揮發(fā)度，理論板數(shù)，回流比815、在1個大氣壓.96C時，苯的飽和蒸氣壓 P0 =160.5kPa,甲苯的飽和蒸氣壓P； =65.66kPa,苯-甲苯混合溶液達(dá)于平衡時，液相組成Xa.氣相組成yA =.相 對揮發(fā)=.答案：0.3760.5962.44816、在1個大氣壓.84C時，苯的飽和蒸氣壓 P0 = 113.6kPa,甲苯的飽和蒸氣壓P； =44.68kPa,苯-甲苯混合溶液達(dá)于平衡

7、時，液相組成Xa.氣相組成yA =.相對揮發(fā)=.答案：0.8230.9232.56817、某理想混合液，其中一組平衡數(shù)據(jù)為Xa = 0.376, yA = 0.596,止匕時平均相對揮發(fā)度為 U =.答案： 2.448818、某連續(xù)精儲塔,已知其精微段操作線方程為 y = 0.78x + 0.204 ,則該塔的回流比R=,偏出7組成Xd=.答案： 3.540.926819、某泡點進(jìn)料的連續(xù)精儲塔，已知其精微段操作線方程為y = 0.80x+ 0.172 ,提儲段操作線方程為y=1.25x-0.0187 ,則回流比R=,儲出7組成xD, 原料組成 xf =, 釜液組成 xW =.答案： 40.8

8、60.4240.0748820、某二元理想溶液的連續(xù)精儲塔，提儲段操作線方程為：y = 1.3x-0.018，系統(tǒng)的平均 相對揮發(fā)度u =2.5,當(dāng)xW = 0.06時（摩爾分率），此時從塔底數(shù)起的第二塊理論板數(shù) （塔底可視為第一塊理論板）下流液體的組成為答案：0.120（摩爾分率）821、分離要求一定。當(dāng)回流比為一定時，在五種進(jìn)料狀況中，進(jìn)料的q值最大，其溫度,此時，提儲段操作線與平衡線之間的距離,分離所需 的總理論板數(shù)。答案：冷液，t F t泡，最遠(yuǎn)， 最少。二、選擇題：801、蒸儲操作的主要費(fèi)用是：A、加熱汽化；B、氣相冷凝；C、加熱和冷凝答案：C802、精儲中引入回流，下降的液相與上升

9、的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f法是（）。A.液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相；B.汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；C.液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D.液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相的現(xiàn)象同時發(fā)生案：D.803、某精儲塔操作時，若保持 F、訴、q、 是A. L增大，V減??； B. L增大，C. L減小，V減??； D. L減小， 804、某精儲塔操作時，若保持F、Xf、q、 是A. L增大，V減小； B. L減小，C. L減小，V減?。?D. L增大， 805、某精儲塔操作時，若保持F、xF、q、 是A. Xd增大，Xw減小；B.

10、 Xd減小,C. Xd減小，Xw減小； D. Xd增大, 806、某精儲塔操作時，若保持 F、xF、q、 勢是A. Xd增大，Xw減??；B. Xd減小,C. Xd減小，Xw減?。籇. Xd增大,807、某精儲塔操作時，若保持F、Xf、q、 是D不變，增大回流比R,則L, V的變化趨勢V增大；V增大答案：B.D不變，增大回流比R,則L, V的變化趨勢V增大V增大；答案：DD不變，增大回流比R,則Xd, XW的變化趨勢Xw增大Xw增大；答案：AV不變，增大回流比R,則Xd, Xw的變化趨Xw增大Xw增大；答案：DV不變，增大回流比R,則D,W的變化趨勢W增大C. D減小，W減??； D. D增大，W

11、增大;答案：BA. D增大，W減??； B. D減小，808、某精儲塔操作時，若保持F、xF、q、V不變，增大回流比R,則L,L，的變化趨勢 是A. L增大，L減?。?B. L減小，L增大C. L減小，L減??； D. L增大，L增大；答案：D809、某精儲塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、xF、q、R,V均同設(shè)計值，則L, V變化趨勢是：A. L不變，V減?。?B. L增大，V不變；C. L不變，V不變； D. L減小，V不變答案：C.810、某精儲塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、Xf、q、R,V均同設(shè)計值，則D,W變化趨勢是：A

12、. D不變，W不變；B. D減小，W增大C. D不變，W減??；D. D增大，W增大；答案：A811、某精儲塔因操作中的問題，進(jìn)料并未在設(shè)計的最佳位置，而偏下了幾塊板。若F、Xf、q、R,V均同設(shè)計值，則Xd, 4變化趨勢是：A. Xd增大，Xw減??；B. Xd減小，Xw增大C. Xd減小，Xw減小；D. Xd增大，Xw增大；答案：B812、某精儲塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料量F增加，但是xF、q、R,V仍不變，則L： V變化趨勢是：A. L不變，V減小； B. L增大，V不變；C. L變，V不變； D. L減小，V不變答案：B.813、某精儲塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料

13、量F增加，但是xF、q、R,V仍不變，則Xd, Xw變化趨勢是：A. Xd增大，Xw減?。?B. Xd減小，Xw增大C. Xd減小，Xw減??；D. Xd增大，Xw增大；答案：D814、某精儲塔，冷液進(jìn)料，由于前一工序原因，使得進(jìn)料量F增加，但是xF、q、R,V仍不變，則D,W變化趨勢是：A. D不變，W不變； B. D減小，W增大C. D減小，W減?。?D. D增大，W增大；答案：B815、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成Xa =0.56相應(yīng)的泡點為t ,與之相平衡的汽相組成yA =0.65 ,相應(yīng)的露點為t2,則：（）。A. tl =t2 ；B. ti 1 ,設(shè)計所需理論 板數(shù)：（

14、）A.多； B.少； C.不變； D.判斷依據(jù)不足。答案：B.817、使混合液在蒸儲釜中逐漸受熱氣化，并將不斷生成的蒸汽引入冷凝器內(nèi)冷凝，以達(dá)到混合液中各組分得以部分分離的方法，稱為（）0A、精儲； B、特殊蒸儲；C、簡單蒸儲答案:C818、精儲操作進(jìn)料的熱狀況不同，q值就不同，汽液混合進(jìn)料時，q值為（）；飽和 液體進(jìn)料時，q （）。A、0Vq1;B、q1答案:A、C819、某精儲塔的理論塔板數(shù)為18塊（不包塔釜）其全塔效率為0.45，則實際板數(shù)為（塊。A、 34； B、 40；C、 9答案 : B820 、實驗表明：當(dāng)由兩個（）的揮發(fā)性組分所組成的理想溶液，其氣液平衡關(guān)系服從拉烏爾定律。A、

15、 部分互溶；B、 完成互溶；C、 不互溶；答案 :B 三、判斷題801、（）精儲設(shè)計時，若回流比R增加，則意味產(chǎn)品D減小。答案：V802 、 （ ）恒摩爾流假定主要前提是兩組分的單位質(zhì)量的汽化潛熱相近，它只適用于理想物系。答案：x803、（）若過冷液體狀態(tài)進(jìn)料，q線方程的斜率0。答案:x804、（）系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度a可以表示系統(tǒng)的分離難易程度，a 1,可以分離，a =1,不能分離，a1更不能分離。答案：X805 、 （ ）提餾段操作線是指相鄰兩塊塔板間，下面一塊板蒸汽組成和上面一塊板液相組成之間的定量關(guān)系方程。 答案：V806 、 （ ）當(dāng)精餾的目的只是為了回收稀溶液中的輕組分，對餾出液濃

16、度要求不高時，可從塔底進(jìn)料。 答案：x807 （ ）所謂的回收塔，是指物系在低濃度下的相對揮發(fā)度很大，不用精餾段也可達(dá)到必要的餾出液濃度。 答案：V808 （） 對于理想二組分體系，若平均相對揮發(fā)度為1 ， 則不能用普通精餾方法分離。答案：V809 （） 精餾和蒸餾的區(qū)別在于回流，主要是塔頂?shù)囊合嗷亓?。答?:x810 （ ）在連續(xù)精餾塔中，如果沒有塔底的部分汽化造成的氣相回流，則連續(xù)精餾塔不能穩(wěn)定操作。答案：V811、（）在一定壓強(qiáng)下，純組分的泡點、露點、沸點均為同一個數(shù)值。答案：V812 （） 在壓強(qiáng)一定時，均相液體混合物具有恒定的沸點。答案 :*x813 （ ）對雙組分理想混合液，相對揮

17、發(fā)度的大小可以判別該物系的分離難易程度。因此， 在相同條件下，分離相對揮發(fā)度大的物系，所需理論板數(shù)多。答案：X814 （） 全回流時達(dá)到一定的分離要求所需的理論塔板最少。答案 :815、（）苯甲苯精儲塔頂產(chǎn)生的蒸汽濃度為0.95 （摩爾分率），在冷凝器全部冷凝為 液 體 時 ， 則 餾 出 液 的 濃 度 仍 為 0.95 （ 摩 爾 分 率 ）。 答案：V816 （ ）用圖解法繪制的直角梯級數(shù)，即為精餾塔實際所需的層板數(shù)；（ ）兩操作線交點所在的直角梯級為實際的加料板位置。答案：X；X817、（）恒摩爾氣化，即精儲塔內(nèi)每塊塔板的上升蒸氣摩爾流量都完全相等。答案：乂818 、 （ ）進(jìn)料為飽和

18、蒸汽時，精餾塔內(nèi)兩段的液體下降摩爾流量相等。答案 :X819 、 （ ）由 A.B 兩組分組成的理想溶液中，其相對揮發(fā)度可以用同溫下的兩純組分的飽和蒸氣壓的比值來表示。答案：V820 、 （ ）在精餾塔的操作中要將塔頂引出的蒸汽至全凝器中全部冷凝成液體，則易揮發(fā)組成在氣相中的濃度等于在液相中的濃度。答案:，四、簡答題：801 、蒸餾的目是什么？蒸餾操作的基本依據(jù)是什么？答案 :將液體混合物加以分離，達(dá)到提純或回收有用祖墳的目的?；疽罁?jù)是借混合液中各組分揮發(fā)度的差異而達(dá)到分離目的。802 、雙組分汽液兩相平衡共存時自由度為多少？答案：雙組分分離時平衡物系的自由度為2。803 、分析精餾過程中回

19、流比大小對操作費(fèi)與設(shè)備費(fèi)的影響并說明適宜回流比如何確定。答案：回流比有兩個極限，全回流時，達(dá)到一定的分離程度需要的理論板層數(shù)最?。ㄔO(shè)備費(fèi)最低），但無產(chǎn)品取出，對工業(yè)生產(chǎn)無意義；最小回流比時，需要無限多理論板層數(shù)，設(shè)備費(fèi)為無限大，隨回流比加大，Nt降為有限數(shù)，設(shè)備費(fèi)降低，但隨R加大，塔徑、 換熱設(shè)備等加大，且操作費(fèi)加大。操作回流比 R應(yīng)盡可能使設(shè) 備費(fèi)與操作費(fèi)總和為最小，通常取 R= (1.12) Rmin。804、為什么a =1時不能用普通精儲方法分離混合物？答案：相對揮發(fā)度是指混合液中兩組分揮發(fā)度之比。當(dāng) a = 1表示兩組分具有相同的提濃度，則無法用普通的精儲方法分離。805、為什么說回流

20、液逐板下降和蒸汽逐板上升是實現(xiàn)精儲的必備條件？答案：在精儲過程中，每塊塔板上進(jìn)行的都是兩組分之間的物質(zhì)和能量交換，如果沒有液體的下降和蒸汽的上升，也就沒有了汽液兩相的接觸，將無從進(jìn)行物質(zhì)交換。 同時，組分揮發(fā)度的差異造成有利的相平衡條件，使得上升蒸汽在與自身冷凝回 流液之間的接觸過程中，種組分向液相傳遞，輕組分向氣相傳遞。因此說回流是 精儲的必備條件。806、什么是理論板？默弗里板效率有何含義？答案：理論板是一氣、液兩相皆充分混合而且傳質(zhì)與傳熱過程的阻力皆為零的理想化塔板。默弗里板效率表示離開同一塔板兩相的平均組成之間的關(guān)系，可以適應(yīng)實際板數(shù)的計算需要，表示了實際提濃度和理論提濃度之間的關(guān)系。

21、807、包摩爾流假設(shè)指什么？其成立的條件是什么？答案：在熱量恒算式中由于不計入液體始差而引起的顯熱項誤差與潛熱項比較是次要的，具條件是兩組分的汽化熱相等。通常不同液體的摩爾汽化熱較為接近，因而V,L取為摩爾流量，稱之為包摩爾流假設(shè)。808、q值的含義是什么？根據(jù)q的取值范圍，有幾種加料熱狀態(tài)？答案：q值的含義：將1kmol原料變成飽和蒸汽所需的熱量與原料的摩爾汽化熱之間的比值關(guān)系，其在數(shù)值上等于進(jìn)料中液相所占的分率。有5種加料狀態(tài)：q=0,飽和蒸汽進(jìn)料；0q1 ,冷液進(jìn)料；qY0,過熱蒸汽進(jìn)料。809、用芬克斯方程所求出的N是什么條件下的理論板數(shù)？答案：全回流時的理論板數(shù)。810、精儲塔在一定

22、條件下操作時，試問將加料口向上移動兩層塔板，此時塔頂和塔底產(chǎn)品組成將有何變化？為什么？答案：當(dāng)加料板從適宜位置向上移兩層板時，精儲段理論板層數(shù)減少，在其它條件不變時，分離能力下降，Xd易揮發(fā)組分收率降低，Xw to811、精儲過程能否在填料塔內(nèi)進(jìn)行？答案:可以812、恒沸精儲和萃取精儲的主要異同點是什么？答案：相同點：都是在被分離溶液中加入第三組分以改變原溶液中各組分間的相對揮發(fā)度而實現(xiàn)分離。不同點：若加入的第三組分能和原溶液中的一種組分形成最低恒沸物，以新的 包沸物形式從塔頂蒸出，為包沸蒸儲；若加入的第三組分僅是改變各組分之間的 相對揮發(fā)度，第三組分隨高沸點液體從塔底排出，為萃取精儲。813

23、、精儲塔在一定條件下操作，試問：回流液由飽和液體改為冷液時，塔頂產(chǎn)品組成有何變化？為什么？答案：從泡點回流改為冷液回流時，Xd T。其原因是：冷液回流至塔頂時，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟?。冷凝部分中含難揮發(fā)組分 較大，使氣相易揮發(fā)組分增濃。同時，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi) 的內(nèi)回流，這也有利于分離。814、何謂輕關(guān)鍵組分、重關(guān)鍵組分？何謂輕組分、重組分？答案：815、為什么操作需要塔頂回流？答案：主要是為了保持塔內(nèi)下降的液流，使精儲塔保持穩(wěn)定操作。816、簡單蒸儲與精儲有什么相同和不同？答案：它們同屬蒸儲操作。簡單蒸儲是不穩(wěn)定操作，只能得到一種產(chǎn)品

24、，產(chǎn)品無需回流，產(chǎn)量小。精儲是復(fù)雜的蒸儲，可以是連續(xù)穩(wěn)定過程，也可以是間歇過程。精儲在塔頂、 底可以獲得兩種產(chǎn)品。精儲必須有回流。817、怎樣簡捷地在y-x圖上，畫出精儲段和提儲段操作線？答案：過點（Xd,Xd ,）和點（0,Xd/（R+1）的連線即為精儲段操作線。過點（Xf,xQ,作斜率為q/（q-1）的進(jìn)料線與精儲段操作線相交，例如相交點為（Xq, 丫口）。過點（Xw,Xw）和點（Xq,yq）的連線即為提儲段操作線。818、全回流與最小回流比的意義是什么？各有什么用處？ 一般適宜回流比為最小回流比的多少倍？答案：全回流時，達(dá)到指定分離要求的理論板數(shù)最少。開工時為不穩(wěn)定過程，為了盡快達(dá) 到分

25、離要求，采用全回流操作，然后再慢慢減小回比，至規(guī)定回流比。最小回流比，是指達(dá)到指定分離要求的理論板數(shù)最多到無窮。是選擇適宜回流比的依據(jù)。一般適宜回流比是最小回流比的 1.12.0倍。819、什么叫理論板？ 理論板、實際板、板效率的關(guān)系如何？答案：某板上升的蒸汽組成與從該板下流的液體組成達(dá)到平衡，該板即理論板。理論板數(shù)除以板效率即實際板數(shù)。820、精儲塔進(jìn)料的熱狀況對提儲段操作線有何影響？答案：進(jìn)料的熱狀況不同，q值及的斜率也不同，故q線與精儲段操作線的交點亦因進(jìn)料熱狀不同而變動，從而提儲段操作線的位置也就隨之而變動。821、精儲操作中，加大回流比時，對塔頂產(chǎn)品有何影響？為什么？答案：當(dāng)精儲塔的

26、塔板數(shù)已固定，若原料的組成及其受熱狀況也一定時，則加大回流比R可以提高產(chǎn)品的濃度（因操作線改變），但由于再沸的負(fù)荷一定（即上升蒸汽V一定）,止匕時R加大會使塔頂產(chǎn)量下降因V =（R+1）D，而R則D1 ,即降低塔的生產(chǎn)能力822 、精餾塔中精餾段的作用？答案 :此段是利用回流液把上升蒸汽中難揮發(fā)組分（又叫重組分）逐步冷凝下來，同時回流液中揮發(fā)組分（又叫輕組分）汽化出來，從而在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分。822 、試說明精餾塔中提餾段的作用？答案 :此段是利用上升蒸汽把液相中易揮發(fā)的組分汽化出來，同時上升蒸汽中的難揮發(fā)組分逐板冷凝下來，從而在塔釜獲得較純的難揮發(fā)組分。823 、試說明精餾操作中“回

27、流”的作用。答案 :其作用：穩(wěn)定每層塔板兩相濃度，同時由于回流液的溫度低于下一層塔板上升蒸汽的溫度，故作為下一層塔板上升蒸汽的冷凝劑使上升蒸汽中難揮發(fā)組分冷凝下來，而提高上升蒸汽中易揮發(fā)組分的濃度，與此同時，回流液中的易揮發(fā)組分也汽化出來（得到上升蒸冷凝時放的熱量），這樣就保證了每層塔板上發(fā)生一次部分汽化和部分冷凝作用，經(jīng)過多次（多層）的部分汽化和冷凝就能達(dá)到分離混合液的作用，故回流是保證精餾能連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行下去的必要條件之一。五、計算題：801 、 在常壓下將含苯60% ，甲苯 40% 的混合液進(jìn)行平衡蒸餾，氣化率為30% ，已知物系的相對揮發(fā)度為2.47 ，試求：（ 1 ）汽、液兩相的組成；

28、（ 2 ）若對此混合液進(jìn)行簡單精餾，使殘液含量與平衡蒸餾相同，所得餾出物中苯的平均含量為多少？餾出物占原料液的百分率為多少？（ 3 ）若將剩下的殘液繼續(xù)進(jìn)行簡單蒸餾，使總氣化率與平衡蒸餾相同，所得餾出物單獨收集，此儲出物中苯的平均含量為多少？兩階段簡單蒸儲所得儲出物的總平均組成如何？*答案*解：(1)根據(jù)題意，做平衡蒸儲時，殘液率物料衡算式為：q =1 -0.3 =0.7相平衡方程式為:2.47x1 1.47x二 xy =1(- - 1)x聯(lián)立以上求解得：x =0.539, y -0.743(2)按題意，在第一階段簡單蒸儲終了時，液相殘余含量x2 =0.539。設(shè)第一階段簡單蒸儲終了時，殘液量

29、為W2,則所得儲出物占原料的百分率為:儲出物的平均組成為:(3)在第二階段簡單蒸儲終了時，汽化率為 30%。設(shè)終了時殘液含量為x2,則試差求得：x； =0.5297兩階段所得儲出液中苯的平均含量為xL-x2W 2W v 0.6 - 0.7 0.52791 -W2 W11 -0.7= 0.764第二階段所得儲出液中苯的平均含量為:802、某精微塔流程如圖所示。塔頂設(shè)置分凝器和全凝器。已知 F=500kmol/h, q=1,xF = 0.5 (摩爾分率，下同),xD=0.95,xW = 0.05 V =0.8L , yW =0.08設(shè)全塔揮發(fā)度恒定，物系符合包摩爾流假定。試求:(1)回流比R;分凝

30、器0(2)離開塔頂?shù)谝粔K理論板的液體組成Xi *答案* 解：(1)因為q =1 ,所以 L= L+ F貝UV =0. 8L = 0. B F )而V 二LVR1)Dr 1 = 0.m.上，0R8 ()(1)D DDF = xD xW =0. 9 5 0. 05 代入(1)式解得：r = 3D xF -xW0. 5 0. 0 5(2)由于是理論板，則離開塔頂?shù)谝粔K理論板的汽、液組成應(yīng)滿足相平衡方程，即已知離開再沸器的汽、液組成yW,o,由于再沸器相當(dāng)于一塊理論板，故yW,。也滿足相平衡關(guān)系，可求得口 0當(dāng)塔頂設(shè)分凝器時，不影響精微段操作線方程，則 y,x0應(yīng)滿足操作線方程。分凝器相當(dāng)于一塊理論板

31、，故y, %滿足精微段操作線方程，即則,x1 =y10.928:-（：-1）y1.65 -0.65 0.928= 0.887803、連續(xù)精微分離雙組分理想混合液，原料液中含易揮發(fā)組分0.40 ,儲出液中含易揮發(fā)組分0.95 (以上均為摩爾分?jǐn)?shù))，溶液的平均相對揮發(fā)度為2.8 ,最小回流比為1.50說明原料液的進(jìn)料熱狀況，求出q值。*答案*解:Rmin =xd yeye - xe0. 9 5 y =1.5ye- x:“e2.8xeye =1（： -1）xe1 1.8xe聯(lián)立求解可得：x： -1.404xe 0.352 =0解得：Xe =0.327, ye =0.576XeXF = 0.40 Y

32、ye原料液的進(jìn)料熱狀況為汽、液混合進(jìn)料由q線方程可得：0.576 =其父0.327 絲q -1q-1解得：q =0.707804、原料組成Xf =0.45 ,進(jìn)料時為汽液混合物，汽相與液相的摩爾之比為1 : 2,塔頂Xd =0.95,易揮發(fā)組分回收率為0.95% ,回流比R=%in ,相對揮發(fā)度a =2.5,試求:(1)原料中汽相和液相組成；(2)列出提儲段操作線方程。*答案*解：由題意可得q =2/3 ,則相平衡方程為:_ 二 X1(- - 1X2. 僅1 1x5qXf2 / 30. 45 - 廣q線方程為：y =X =X-= 2x+1.35q -1 q - 12/3 127 3 1聯(lián)立兩式

33、求解可得：X 0.825X-0.45 = 0解得： x = 0.375, y =0.6(2)由于Xf,Xd,Xw,F未知，可利用兩點求直線的方法求取提儲段操作線方程，即y -Xw 二 y -Xw(只要求出兩操作線的交點的坐標(biāo)及釜液組成Xw即X -XwXd - Xw可)則精儲段操作線方程為：y =-X 上 =2.334 X 0.95 = 0.7X 0.285R 1 R 12.334 12.334 1將上式與q線方程聯(lián)立求解可得：xd = 0.394, yd =0.561由回收率和米出率的關(guān)系可得:=0.95 喂Xf - xwXd- XWXd . 0.45 - Xw ”5Xf 0.95 -Xw 0

34、.45解得：Xw =0.0409y -0.04090.561 -0.0409x -0.0409 0.394 -0.0409化簡得：y =1.47X3- 0. 01 9805、有一分離理想二元組分溶液的精儲塔，進(jìn)料組成為0.28 （摩爾分率，下同）,要求塔頂產(chǎn)品組成為0.97 ,塔底產(chǎn)品組成為0.05。若進(jìn)料的汽化率為0.2 ,相對揮發(fā)度 為4,試求：提儲段的最大液汽比。*答案*解：分析，當(dāng)回流比為最小回流比時，提儲段操作線的斜率L7V為最大，應(yīng)先求Rm.,求Rm.要求q線與平衡線的交點即在最小回流比時兩操作線的交點坐標(biāo)ye,Xe ,而已知q =1 -0.2 =0.8。段上工口q Xf 0.80

35、.28q 線方程： y=x =x = 4x+1.40(1)q -1 q -10.8-10.8 -1相平衡方程:_: x1 (二 一 1X4x1 x3(2)聯(lián)立求解（1）范（2）得：凡=0.218, ye =0.527最小回流比Xd - ye0.9 7ye -Xe0.527 -0.21892:71.434提儲段液汽比：l=二RD qF二R qF DV L qF -WRD qF - F D R 1 -(1-q)F D而= x_迎=0. 9 7 0. 054 , R = Rmm =1.434及q = 0.8 代入(3) 式D Xf -Xw0. 2 8- 0. 0 5得提儲段最大液汽比L = 1.43

36、4 0.8 4 = 2.84V max 1.434 1 -0.2 4806、一連續(xù)精儲塔分離二元理想混合液，已知精儲段第 n塊塔板（實際板）的汽、液組成分別為0.83和0.70 ,相鄰上層塔板的液相組成為 0.77 ,而相鄰下層塔板的汽相組成為0.78 （以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）。塔頂為泡點回流，進(jìn)料為飽和液體，具組成為0.46。相對揮發(fā)度為2.5。若已知塔頂與塔底產(chǎn)量比為2/3 ,試求:（1）精微段第n板的液相默弗里板效率EmL,n； （2）精微段操作線方程；（3）提儲段操作線方程；（4）最小回流比；（5）若改用飽和蒸汽進(jìn)料，操作回流比 R不變，所需 的塔板數(shù)為多少？*答案*解：

37、（1）液相默弗里板效率,=Xn 1 -X nl 0. 7 7 0. 7 0” Em L n = 0. 6420. 7 7 0. 661（2）將題目所給條件分別帶入精儲段操作線方程得到兩個方程，聯(lián)立求解可得R和Xd即： 0. 83-R-0. 7 7-xR 1 R 1解得：R =2.5,Xd =0.98 則精儲段操作線方程為：y =x衛(wèi)型=0.714X 0.282.5 12.5 1（3）要求提儲段操作線方程，須先求釜液組成 凡及兩操作線在回流比R時的交點坐標(biāo)yd和兒。已知 D /W = 2/ 3. DXf -Xw. 20.46 -XwWXd -Xf-30.98 - 0.46解得：Xw =0.113

38、q =1 二xd = xF = 0.46貝 U yd =0.714xd 0.28 =0.714 0.46 0.28 = 0.608有兩點求直線的方法可求得提儲段操作線方程:y Xwyd -XwX - XwXd - Xw化簡彳#： y =1.428x -0.0484(4) v q=1,.Xe =Xf =0. 4取入相平衡方程求得ye(5)飽和蒸汽進(jìn)料，回流比R = 2.0不變，達(dá)到相同的分離要求，q值越小，Rm.越 大。q=0,； ye=XF=0.46xe 二ye二-（二 -1）ye0.462.5 -1.5 0.46=0.254題807圖R u2.53 Rmin即使塔板無窮多也不能達(dá)到分離要求8

39、07、常壓連續(xù)精儲塔分離二元理想溶液，塔頂 上升蒸汽組成yi =0.96 (易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，在分凝器內(nèi)冷凝蒸汽總量的1/2 (摩爾量)，作為回流，余下的蒸汽在全凝 器內(nèi)全部冷凝作為塔頂產(chǎn)品。操作條件下，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度口 =2.4。若已知回流比為最小回流比的1.2倍，當(dāng)飽和蒸汽進(jìn)料時，試求：(1)塔頂產(chǎn)品及回流液的組成；(2)由塔頂?shù)诙永碚摪迳仙恼羝M成；(3)進(jìn)料飽和蒸汽組成。*答案*解：(1)求塔頂產(chǎn)品組成Xd和回流液組成Xo對全凝器有，V0=D, y =Xd。由出分凝器的汽液流量比求R,即離開分凝器的汽液組成 汽與人應(yīng)滿足性平衡關(guān)系，.0.96與xo應(yīng)滿足精微段操作線關(guān)

40、系，所以：y0=XD=一咨一=2.4X0(1)1 (： -1)x01 1.4x0y1 =0. 9 6 x0 + XD = x 0+ XD-(2)R 1 R 122聯(lián)立求解(1 )和(2)得方程：x0 + 0.509x -1.371 =0解得： =0.944代入相平衡方程解得：xd =0.976(2)求塔頂?shù)诙永碚摪迳仙钠嘟M成丫2。離開第一層理論板的液相組成為由精儲段操作線方程可得：y2x 0 = 0.5 0.909 0.976/2 = 0.943 22(3)進(jìn)料飽和蒸汽組成xf依題意 Rm,= R/1.2 =0.833Rminxd -左ye -xe0.976 - yeye - xe-0.

41、833（3）（4）; xe 2.4xe ye =1 （： -1）xe 1 1.4xe聯(lián)立（3）和（4）可得：y：1.611ye+0.38 = 0解得：ye =0.587 ,則 xF=ye=0.287808、用板式精儲塔在常壓下分離苯一甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為2.47。已知為飽和蒸汽進(jìn)料，進(jìn)料流量為150kmol/h ,進(jìn)料組成為 0.4 (摩爾分?jǐn)?shù))，操作回流比為4,塔頂儲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 ,試求：(1)塔頂儲出液及塔釜采出液的組成；(2)精儲段及 提儲段操作線方程；(3)回流比與最小回流比的比值；(4)若塔改為

42、全回流操作，測 得塔頂?shù)谝粔K板的汽相默弗里板效率為 0.6 ,全凝器冷凝液組成為0.98 ,求由塔頂?shù)?二塊板上升的汽相組成。*答案*解：（1 ）有全塔物料衡算式可得：Xf = D Xd + W % F F由塔頂輕組分回收率定義可得： D =，土F Xd(2)由塔底重組分回收率定義可得：W = w（1-Xf）F1 -Xw(3)將（2）和（3）代入（1）可得:0, 9 5(10. 4)0. 4= 0. 9 7 0. 4Xw ,解得:1 - XwXw = 0. 0 2 0 6XF XWXD XWdXfXd0. 4 0. 0 2 060. 97 0. 4Xd -0.0206 - Xd解得：Xd =0

43、.929（2）求精儲段及提儲段操作線方程精儲段操作線方程：y =R-x2乙=-x 29 =0.8x - 0.1858R 1 R 155q =0 ,； y =Xf =0. 4由精微段操作線方程可得：0.4 =0.8Xd 0.1858= Xd =0.2678由 y _ y- x又一 x X - /日y -0. 02060,4 0. 02 0 6x -0. 02060.2678 0. 02 0 6化簡彳*： y =1.535x -0.011 (3)求 R/Rminq=0,;ye=XF=0. 4貝 xe =ye = =0.2125:-(=-1)ye2.47 -1.47 0.4809、某二元混合液體，重

44、組分為水。設(shè)計擬用直接蒸汽加熱方式精儲，料液以飽和蒸汽0.4狀態(tài)加入塔的中部，塔頂設(shè)全凝器，泡點回流。已知：料液 F=100kmol/h, xf（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）,設(shè)計回流比R=1.5Rmin ,要求塔頂xD =0.9 ,塔頂回收率外=90% , 操作條件下相對揮發(fā)度u =2.5。且滿足包摩爾流假定。試求：（1）塔底產(chǎn)品組成；（2） 分別列出涉及條件下精儲段和提儲段操作線方程。*答案*解：（1）釜液流量用W*、塔底產(chǎn)品組成用xW ,*代表直接蒸汽加熱的情況。易揮發(fā)組分衡算： F* V 0=Dx WWx飽和蒸汽進(jìn)料：q =0, 乂 = * = X =0. 4WJ:W = L = L qF = R

45、D（2）精微段操作線方程提儲段操作線方程：= q =0, W =L =L qF =RD,V。=V=V - F =(R 1)D -F810W W . RDRDy 二 一 x - - xW =x -VV(R 1)D -F (R 1)D -F、如圖所示的精儲塔由一蒸儲釜及一塊實際板組成。料液由塔頂加入，泡點進(jìn)料，xf =0.20 （摩爾分?jǐn)?shù), 下同），今測得塔頂易揮發(fā)組分的回收率為80% ,且xd =0.30 ,系統(tǒng)相對揮發(fā)度值 =3.0。試求：（1 ）殘液組成xw ;（2）該塊塔板的液相默弗里板效率EmL。*答案*解：（1）求xw。由回收率定義及采出率的關(guān)系得:Dx DXf- Xwxd0. 2-X

46、 W0. 3=0. 8= = - =,Xw =0.0857FXfXd-XwXf0. 3 Xw 0. 2(2)求 E液相默弗里板效率EmL,nXn 1 - XnXF X1Xn 1 - x nXf Xiv塔頂為全凝器，yi=XD=0.3MXi* =y=匕1=0. 125：-（：- 1）yi3 2 0. 3Xi與yw符合操作關(guān)系，yw與Xw成平衡關(guān)系，則 泡點進(jìn)料，無回流的回收塔。只有提儲段，則操作線方程為:泡點進(jìn)料，廣=5,全凝器丫 = 口L = F _ 1V - D - D/F_ XD - XwXF XW0.3-0.08570.2 -0.0857= 1.875yn 1-1.875Xn -0.87

47、5 0.0875 -1.875% -0.075EmL,nXf -X1-iXf -X0.2 -0.1570.2 -0.125= 57.3%811、一個只有提儲段的精儲塔（即回收塔）分離雙組分理想溶液，組成為 0.5 （摩爾分?jǐn)?shù)，下同），流率為1kmol/s的原料液在 泡點溫度下子塔頂加入，塔頂無回流，塔釜用間接蒸汽加熱，要求塔頂產(chǎn)品組成達(dá)到0.75 ,塔底產(chǎn)品組成控制為0.03 ,若體 系的相對揮發(fā)度為3.4,試求：（1）塔釜上 一塊塔板的液相組成；（2）若理論板數(shù)增至無限多，在其他條件不變時的塔頂產(chǎn)品組成*答案*解：（1 ）求塔釜上一塊塔板的液相組成X。提儲段操作線方程為：y = E X -

48、W Xw V V塔頂無液相回流。則V=D。泡點進(jìn)料。則L=F提儲段操作線方程為：y V XV Xw = D= 1.532x-0.016W,“ c x-Xw =1.532x-0.532 0.03 D則：yw =0.095 =1.532x0.016 ,解得：x = 0.072（2）當(dāng)塔板無窮多時，有兩種情況：一是上升到塔頂?shù)恼羝M成于進(jìn)料組成處于相平衡；二是塔釜產(chǎn)品中無輕組分組成先設(shè)塔頂達(dá)到平衡，則：-1= 15= 0.773DXf - XW0. 5 XW11=0.653FXd -xW0.773 -xWF /D 1.532（塔頂采出率不變）解得：Xw=-0.14440再設(shè)塔底達(dá)到平衡，即xW =0

49、XF - XWXD- XW_- = 0.653 ,解得:Xd - 0Xd = 0.766 Y1,xW -0812即挾點出現(xiàn)在塔頂，此時Xd為可成立的極限值 、在連續(xù)精儲塔中分離重組分為水的二元理想溶液。合包摩爾流假定。塔頂采用全凝器，泡點回流。塔釜題 812采用飽和蒸汽直接加熱，飽和蒸汽的流率為 60kmol/h組成為0.4 （摩爾分?jǐn)?shù)，下同）、流率為100kmol/h的原料以飽和蒸汽狀態(tài)加入塔中部適當(dāng)位置。要求塔頂產(chǎn)品組成達(dá)到0.95 ,塔底產(chǎn)品組成不大于0.04試求:（1）塔頂輕組分的收率；（2）保持進(jìn)料狀況，進(jìn)料組成，入塔飽和蒸汽率，塔頂、塔底產(chǎn)品組成不變。在塔上部新增側(cè)線抽出，側(cè)線產(chǎn)品

50、組成為 0.6的飽和液體，確定此時該塔的最小回流比。流程如圖所示*答案*解：（1）求塔頂輕組分的回收率原工況：塔釜直接蒸汽加熱的普通精儲塔，則=Dx1FXfF S = D W直接蒸汽加熱時全塔的物料衡算關(guān)系為：1一Fxf S 0 = DiXdi W Xw聯(lián)立可得：（2）求全塔最小回流比。增加側(cè)線，該塔成為帶側(cè)線抽出的復(fù)雜精微塔，應(yīng)考慮加料板和側(cè)線抽出板處各自最小回流比，然后取較大值作為全塔的最小回流比。先設(shè)挾點在q線與平衡線的交點e處。飽和蒸汽進(jìn)料，q = 0 , y = Xf = 0.4 ,貝UXe =y = -0. 4=0.25二-（：- 1加2- 1 0. 4飽和液體采出時Xefe應(yīng)滿足

51、最小回流比Rmin時的第R段操作線方程式Rmin-D /D 1Xd 1Xd D2/D 1ye :Xe R 1R 1minmin新工況下全塔物料衡算：F S = D1 D2 W*易揮發(fā)組分衡算：Fxf S 0 = D1Xd1D2XD2 W*xw_*D2 = F S - D1 -W(5)(4)代入(3)得：100M0.4 = DC0.95 +(100 + 60Di W*)M0.6+W*M 0.04 由包摩爾流假定可知：V = S和L，=W最小回流比時第田段操作線通過（xW,0）和（Xe, ye）兩點，其斜率為則：W*=1.905S=1.905M60=114.3kmol/h 代入（5）解得 D =

52、22.88kmol /h將D1,D2, Xd2區(qū)1,瓦，ye代入（1 ） 式得:解得：Rmin =5.99設(shè)挾點在側(cè)線出料口處，將Xd2 =0.6代入相平衡方程，得：最小回流比Rmin可由普通精儲塔求得：K = Xd-yD2 = 0.95 -0.75 =1.33yD2 -Xd20.75 -0.6由于Rmin Rmmin,所以挾點只能出現(xiàn)在q線與平衡線的交點e處，Rm. = 5.99813、含易揮發(fā)組分0.42 （均為摩爾分?jǐn)?shù)）的雙組分混合液在泡點狀態(tài)下連續(xù)加入精儲塔塔頂，釜液組成保持0.02 o物系的相對揮發(fā)度為2.5 ,塔頂不回流。試求：（1）欲得塔頂產(chǎn)物的組成為60%時所需的理論板數(shù)；（2

53、）在設(shè)計條件下若板數(shù)不限，塔頂產(chǎn)物可能達(dá)到的最高含量XDmax。*答案*LWy 二x - xWVV解：該塔無回流，為回收塔，其操作線即為一般提儲段操作線：且： L = F , V，= D , y = x - - xW D D當(dāng)x=XF時，y = XD；當(dāng)*=0時，y=XW；此為操作線兩點。（1）用作圖法可得Nt =9 （包括塔釜）。（逐板計算為8塊）即在點（0.42 , 0.6）和點（0.02 , 0.02 ）連線上作階梯。相平衡數(shù)據(jù)可由相平衡方 程計算得到。（2）在設(shè)計條件下。若板數(shù)不限，則 Nt =笛時，塔頂產(chǎn)物可達(dá)XDmax 0814、設(shè)計一連續(xù)精儲塔，在常壓下分離甲醇一水溶液15kmol/h。原料含甲醇0.35 ,塔頂產(chǎn)品含甲醇0.95 ,釜液含甲醇0.04 （均為摩爾分?jǐn)?shù)）。設(shè)計選用回流比為1.5,泡點 加料，間接蒸汽加熱。用作圖