化工原理试题库答案下册总.docx
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化工原理试题库答案下册总
化工原理试题库(下册)
第一章蒸馏
一、选择题
1.当二组分液体混合物的相对挥发度为时,不能用普通精馏方法分离。
A.3.0B.2.0C.1.0D.4.0
2.某精馏塔用来分离双组分液体混合物,进料量为100,进料组成为0.6,要求塔顶产品浓度不小于0.9,以上组成均为摩尔分率,则塔顶产品最大产量为。
A.60.5B.66.7C.90.4D.不能确定
3.在相图中,液相与气相之间量的关系可按求出。
A.拉乌尔定律B.道尔顿定律C.亨利定律D.杠杆规则
4.q线方程一定通过X—y直角坐标上的点。
A.()B()C()D(0
(1))
5.二元溶液的连续精馏计算中,进料热状态参数q的变化将引起( B )的变化。
A.平衡线 B.操作线与q线 C.平衡线与操作线 D.平衡线与q线
6.精馏操作是用于分离( B )。
A.均相气体混合物 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物D.气—液混合物
7.混合液两组分的相对挥发度愈小,则表明用蒸馏方法分离该混合液愈。
A容易;B困难;C完全;D不完全
8.设计精馏塔时,若F、、、均为定值,将进料热状况从1变为q>1,但回流比取值相同,则所需理论塔板数将,塔顶冷凝器热负荷,塔釜再沸器热负荷。
A变大,B变小,C不变,D不一定
9.连续精馏塔操作时,若减少塔釜加热蒸汽量,而保持馏出量D和进料状况(F,)不变时,则,L′′,,。
A变大,B变小,C不变,D不一定
10.精馏塔操作时,若F、、q,加料板位置、D和R不变,而使操作压力减小,则,。
A变大,B变小,C不变,D不一定
11.操作中的精馏塔,保持F,,q,D不变,若采用的回流比R<,则xD,。
A变大,B变小,C不变,D不一定
12.恒摩尔流假设是指A。
A在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等
B在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等
C在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等
13.精馏过程的理论板假设是指D。
A进入该板的气液两相组成相等
B进入该板的气液两相组成平衡
C离开该板的气液两相组成相等
D离开该板的气液两相组成平衡
14.精馏过程若为饱和液体进料,则B。
A1,‘B1,’
C1,D1,L‘’
15.全回流时的精馏过程操作方程式为C。
Ayn=xnBy1=xn
Cy1=xnDy1=x1
16.精馏是分离(B)混合物的化工单元操作,其分离依据是利用混合物中各组分(D)的差异。
A、气体B、液体C、固体D、挥发度E、溶解度F、温度
17.精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板(A)相等。
A、上升蒸汽的摩尔流量B、上升蒸汽的质量流量
C、上升蒸汽的体积流量D、上升蒸汽和下降液体的流量
18.精馏过程中,当进料为饱和液体时,以下关系(B)成立。
A、q=0,L‘B、q=1,V’
C、q=0,LD、q=1,L‘
19.精馏过程中,当进料为饱和蒸汽时,以下关系(A)成立。
A、q=0,L‘B、q=1,V’
C、q=0,LD、q=1,L‘
20.精馏过程的理论板假设是指(D)。
A、进入该板的气液两相组成相等B、进入该板的气液两相组成平衡
C、离开该板的气液两相组成相等D、离开该板的气液两相组成平衡
21.某二元混合物,若液相组成
为0.45,相应的泡点温度为
;气相组成
为0.45,相应的露点温度为
,则(A)。
D.不能判断
22.两组分物系的相对挥发度越小,则表示该物系用蒸馏分离越(B)。
A.容易B.困难C.完全D.不完全
23.精馏塔的操作线是直线,其原因是(D)。
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
24.分离某两元混合物,进料量为10,组成
为0.6,若要求馏出液组成不小于0.9,则最大的馏出液量为(A)。
A.6.67B.6C.9D.不能确定
25.精馏塔中由塔顶往下的第1、n、1层理论板,其气相组成关系为(B)。
A.
B.
C.
D.不确定
26.在原料量和组成相同的条件下,用简单蒸馏所得气相组成为
,用平衡蒸馏得气相组成为
,若两种蒸馏方法所得气相量相同,则(C)。
A.
>
B.
=
C.
<
D.不能确定
27.在精馏塔的图解计算中,若进料热状况变化,将使(B)。
A.平衡线发生变化B.操作线与q线变化
C.平衡线和q线变化D.平衡线和操作线变化
28.操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则(D).
A.不能操作B.
、
均增加C.
、
均不变D.
减小、
增加
29.操作中的精馏塔,若保持
、
、
、
不变,减小
,则(C)
增大、R减小减小、R不变减小、R增大不变、R增大
30.用某精馏塔分离两组分溶液,规定产品组成。
当进料组成为时1,相应回流比为R1;进料组成为时2,1〉2,相应回流比为R2,若,进料热状况不变,则(A)。
1R2D.无法判断
31.用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8(包括再沸器),若全塔效率为50%,则塔内实际板数为(C)。
A.16层B.12层C.14层D.无法确定
32.在常压下苯的沸点为80.1℃,环己烷的沸点为80.73℃,欲使该两组分混合液得到分离,则宜采用(C)。
A.恒沸精馏B.普通精馏C.萃取精馏D.水蒸气精馏
33.精馏操作中,若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料,而其它条件不变,则精馏段操作线斜率(C),提馏段斜率(B),精馏段下降液体量(C),提馏段下降液体量(A)。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断
34.若连续精馏过程的进料热状况参数1/3,则其中气相与液相的摩尔数之比为(C)。
A.1/2B.1/3C.2D.3
35.溢流液泛是由于(A)造成的。
A.降液管通过能力太小B.液流分布不均匀
C.塔板上严重漏液D.液相在塔板间返混
36.直接水蒸气加热的精馏塔适用于(分离轻组分水溶液)的情况,直接水蒸气加热与间接水蒸气加热相比较,当、、R、q、α、回收率相同时,其所需理论板数要(A)
A.多B.少C.相等D.无法判断
37.在精馏塔的设计中,设计思想是:
在全塔汽液两相总体呈(A)接触,而在每一块塔板上汽液两相以(C)方式接触。
A.逆流B.并流C.错流(D)不确定
38.某精馏塔内,进料热状况参数为1.65,由此可判定物料以(D)方式进料。
(A)饱和蒸汽(B)饱和液体(C)过热蒸汽(D)冷流体
39.两组分的相对挥发度越小,则表示分离物系越(D)
A.容易B.减少C.完全D.不完全
二、填空题
1.某连续精馏塔中,若精馏段操作线的截距为零,则馏出液流量为。
2.当分离要求和回流比一定时,进料的q值最小,此时分离所需的理论塔板数。
3.蒸馏是指的化工单元操作。
4.在精馏塔实验中,当准备工作完成之后,开始操作时的第一项工作应该是。
5.实现精馏操作的必要条件是和。
6.恒摩尔流假设成立的主要条件是。
7.某精馏塔设计时,若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持x(F),D/F,q,Rx(D)不变,则W/F将,x(w)将,提馏段操作线斜率将,理论板数将。
8.在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中,当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时,进料状态q值愈大,提馏段的斜率就愈,完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈,故5种进料状态种中,进料所需的理论板数最少。
9.直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽,但其目的并不相同。
前者是,而后者。
10.操作中,若提馏段上升蒸汽量V增加,而回流量和进料状态(F,,q)仍保持不变,则,,,L′′。
11.操作时,若F、D、、q,加料板位置、V不变,而使操作的总压力增大,则,
12.精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度,其原因之一是,原因之二是。
13.精馏塔设计中,回流比越所需理论板数越少,操作能耗。
但随着回流比的逐渐增大,操作费用设备费的总和将呈现变化过程。
14.恒沸精馏与萃取精馏主要针对的物系,采取加入第三组分的办法以改变原物系的。
15.精馏设计中,当进料为气液混合物,且气液摩尔比为2:
3,则进料热状态参数q值等于。
16.填料塔用于精馏过程中,其塔高的计算采用等板高度法,等板高度是指;填料层高度。
17.简单蒸馏与精馏的主要区别是
18.精馏的原理是。
19.精馏过程的恒摩尔流假设是指。
20.进料热状况参数的两种定义式为和,汽液混合物进.料时q值范围。
21.精馏操作中,当回流比加大时,表示所需理论板数,同时,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量,塔顶冷凝器中,冷却剂消耗量,所需塔径。
22.精馏设计中,随着回流比的逐渐增大,操作费用,总费用呈现的变化过程。
23.精馏操作中,当回流比加大时,表示所需理论板数,同时,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量,塔顶冷凝器中,冷却剂消耗量,所需塔径。
24.某填料精馏塔的填料层高度为8米,完成分离任务需要16块理论板(包括塔釜),则等板高度()=。
25.总压为1,95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168与475,则平衡时苯的汽相组成=,苯的液相组成=(均以摩尔分率表示)。
苯与甲苯的相对挥发度=。
26.精馏处理的物系是混合物,利用各组分的不同实现分离。
吸收处理的物系是混合物,利用各组分的不同实现分离。
27.精馏操作的依据是。
实现精馏操作的必要条件是和。
28.气液两相呈平衡状态时,气液两相温度,液相组成气相组成。
29.用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为。
根据α的大小,可用来,若α=1,则表示。
30.在精馏操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度,塔顶温度,塔釜温度,从平衡角度分析对该分离过程。
31.某两组分体系,相对挥发度α=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第n、1两层理论板(从塔顶往下计),若已知
则
。
全回流操作通常适用于或。
32.精馏和蒸馏的区别在于;平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于。
33.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是和
34.。
35.在总压为101.33,温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为
则相对挥发度α=,平衡时液相组成
,气相组成为
。
36.某精馏塔的精馏段操作线方程为
,则该塔的操作回流比为,馏出液组成为。
37.最小回流比的定义是,适宜回流比通常取为。
38.精馏塔进料可能有种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:
3时,则进料热状况q值为。
39.在某精馏塔中,分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液,操作回流比为3,若测得第2、3层塔板(从塔顶往下计)的液相组成为
流出液组成为0.96(以上均为摩尔分率),则第3层塔板的气相莫弗里效率为3=。
40.在精馏塔设计这,若保持
、
不变,若增加回流比
,则
,
,
。
41.在精馏塔设计中,若
、
及
一定,进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体,则所需理论板数
。
精馏段上升蒸气量
、下降液体量
;提馏段上升蒸气量
,下降液体量
。
42.操作中的精馏塔,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段液气比
,提馏段液气比
/
,
,
。
43.操作中的精馏塔保持
、
不变,若釜液量
增加,则
,
,
。
44.在连续精馏塔中,若
、
、
、
相同,塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热,则所需理论板数
,
。
45.恒沸精流与萃取精馏的共同点是。
两者的主要区别是和。
三、计算题
1.某二元混合液含易挥发组分0.35,泡点进料,经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96,塔底产品浓度为0.025(以上均为易挥发组分的摩尔分率),设满足恒摩尔流假设,试计算:
(1)塔顶产品的采出率为多少?
(4分);
(2)如果回流比R为2,请分别求出精馏段、提馏段操作方程。
2.用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液,原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔之比为2:
3。
每小时处理量料液60,料液中含苯50%,所得残液含苯5%,馏出液中含苯98%(以上组成均为摩尔百分率),苯对甲苯的平均挥发度为2.5,试求:
⑴馏出液和残液量?
⑵R=2R小时的操作回流比?
⑶该操作条件下,精馏段和提馏段操作线方程式?
3.在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。
已知进料量为100,进料组成为0.5,塔顶组成为0.98(均为摩尔分数);进料为泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.8倍;在本题范围内气液平衡方程为:
0.60.43,气相默弗里效率0.5。
若要求轻组分收率为98%,试计算:
(1)塔釜馏出液组成;
(2)精馏段操作线方程;(3)经过第一块实际板气相浓度的变化。
4.用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。
原料液中含A为0.40,馏出液中含A为0.95(以上均为摩擦分率),已知进料热状况q为0.6,最小回流比为1.50,试求相对挥发度α值?
5.用一提馏塔分离某水溶液(双组分体系,水为重组分),原料液量为100,泡点进料,进料组成为40%,塔顶蒸汽全部冷凝成液体产品而不回流,其组成为70%(以上组成均为轻组分的摩尔分率)。
轻组分回收率为98%,直接用水蒸汽加热。
假设塔内为恒摩尔溢流和汽化,操作条件下两组分的平均相对挥发度为4.5,每层塔板用气相表示的单板效率为70%,求釜液组成及从塔顶第二层实际板下降的液相浓度。
6.用一连续精馏塔在常压下分离苯-甲苯液体混和物。
在全浓度范围内,体系的平均相对挥发度为2.5。
泡点进料,进料量为100。
进料中苯含量为0.4(摩尔分率)。
规定塔顶产品中苯的含量为0.9,苯的回收率为95%以上。
塔顶采用全凝器,泡点回流,回流比取为最小回流比的1.5倍,塔釜采用间接蒸汽加热。
求
(1)塔底产品浓度;
(2)精馏段操作线方程和提馏段操作线方程;(3)从塔顶开始数起,离开第二块板的液相组成(小数点后取三位数)。
7.苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏,原料组成X(苯)=0.7,要求得到组成为0.8的塔顶产品(以上均为摩尔分率),现用以下三种方法操作:
连续平衡蒸馏、简单蒸馏(微分蒸馏)、连续蒸馏。
在三种情况下,塔顶用一分凝器,其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。
出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。
对每种方法进料量均为100,问塔顶、塔釜产量各为多少?
汽化量为多少?
已知α=2.46。
8.在常压连续精馏塔中,分离苯—甲苯混合液。
原料液流量为1000,组成为含苯0.4(摩尔分率,下同)泡点进料。
馏出液组成为0.9,釜液组成为0.00667,操作回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下平均相对挥发度为2.5,试求:
(1)提馏段操作方程
(2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y2
9.在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。
原料液组成为0.5(摩尔分率,下同)饱和气体进料。
馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05,操作回流比为最小回流比的2.0倍,操作条件下平均相对挥发度为3.0,试求:
(1)提馏段操作线方程
(2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y2.
10.在常压连续精馏塔中,分离两份理想溶液。
原料液组成为0.5(摩尔分率,下同),饱和蒸汽进料,馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05。
操作回流比为最小回流比的2倍。
操作条件下平均相对挥发度为3.0,试求:
(1)提馏段操作线方程
(2)离开第二层理论板(从塔顶往下数)的气相组成y2。
11.试计算压力为101.33,温度为时84℃,苯-甲苯物系平衡时,苯与甲苯在液相和气相中的组成。
(
)
12.苯-甲苯混合液初始组成为0.4(摩尔分率,下同),在常压下加热到指定温度,测得平衡的液相组成x为0.257、汽相组成y为0.456,试求该条件下的液化率。
(0.281)
13.4.某两组分混合气体,其组成
(摩尔分率),通过部分冷凝将蒸汽量中的
流量冷凝为饱和液体,试求此时的气、液相组成。
气液平衡关系为
(
;
)
14.5.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液,原料液流量为75,泡点进料。
精馏段操作线方程和提馏段操作线方程分别为
和
试求精馏段及提馏段的上升蒸汽量。
(
)
15.6.在常压连续精馏塔中,分离含甲醇为0.4(摩尔分率)的甲醇-水混合液。
试求进料温度40℃为时得q值。
已知进料泡点温度为75.3℃。
操作条件下甲醇的汽化潜热为1055、比热为2.68(.℃);水的汽化潜热为2320,比热为4.19(.℃)。
16.7.将含易挥发组分为24%的原料加入一连续精馏塔中,要求馏出液组成为95%,釜液组成为3%(均为易挥发组分的摩尔分率)。
已知进入冷凝器中蒸汽量为850,塔顶回流液量为670,试求塔顶、塔釜产品量及回流比。
(180;608.6;3.72)
17.用板式精馏塔在常压下分离苯-甲苯混合液,塔顶为全凝器,塔釜用间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2.47,进料为150、组成为0.4(摩尔分率)的饱和蒸汽,回流比为4,塔顶馏出液中苯的回收率为0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95,求:
(1)塔顶馏出液及塔釜采出液的组成;
(2)精馏段及提馏段操作线方程;(3)回流比与最小回流比的比值。
(0.928、0.021;精馏线0.80.1856、提馏线1.5340.0112;1.4)
18.在由一层理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯-甲苯混合液100,含苯量为50%(摩尔%,下同),泡点进料,要求塔顶馏出液中含苯量为80%,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为3,相对挥发度为2.5,求每小时获得的塔顶馏出液量D,塔釜排出液量W及浓度。
(17.0,83.0,0.4385)
19.用精馏分离某水溶液,水为难挥发组分,进料1,0.2(摩尔分率,下同),以饱和液体状态加入塔中部,塔顶馏出量0.3,0.6,1.2,系统3,塔釜用饱和水蒸汽直接通入加热。
试求:
(1)蒸汽通入量;(2)提馏段操作线(0.57;2.230.0351)
20.在连续精馏塔中分离二硫化碳和四氯化碳混合液。
原料液流量为1000,组成为0.3(二硫化碳的质量分率,下同)。
若要求釜液组成不大于0.05,馏出液中二硫化碳回收率为88%。
试求馏出液流量和组成。
(3.58;0.97)
21.在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。
原料液组成为0.5(摩尔分率,下同),饱和蒸汽进料。
馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05。
操作回流比为最小回流比的2倍。
操作条件下平均相对挥发度为3。
试求:
(1)提馏段操作线方程;
(2)离开第2层理论板(从塔顶往下计)的气相
(
;0.786)
22.在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。
已知原料液组成为0.6(摩尔分率,下同),泡点进料,馏出液组成为0.95,釜液组成为0.04,回流比为2,物系的平均相对挥发度为3.5。
塔顶为全凝器。
试用逐板计算法计算精馏段所需理论板数。
(2块)
23.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。
已知原料液组成为0.35(摩尔分率,下同)馏出液组成为0.9,回流比为最小回流比的1.2倍,物系的平均相对挥发度为2.0,试求以下两种进料状况下的操作回流比
(1)饱和液体进料;
(2)饱和蒸汽进料。
(2.7;4.79)
24.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。
物系的平均相对挥发度为3.0。
塔顶采用全凝器。
实验测得塔顶第一层塔板的单板效率为0.6,且已知精馏段操作线方程为0.8330.15,试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成
(0.825)
25.在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。
原料液组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.95。
气液混合进料,其中气相占1/3(摩尔数比),回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2.5,塔顶采用全凝器,试求从塔顶往下数第二层理论板的上升蒸汽组成
(0.899)
26.实验测得常压精馏塔在部分回流下,精馏段某相邻两板的上升气相组成分别为
。
已知物系平均相对挥发度为5,回流比为3.5,馏出液组成为0.95(摩尔分率),试求以气相组成表示的第n层板的单板效率。
(0.5)
27.在一常压连续精馏塔中分离由A、B组成的混合液。
已知原料液组成为0.3,要求塔顶产品组成为0.9,釜液组成为0.5(均为A组分的摩尔分率),操作回流比为2.5,试绘出下列进料情况的精馏段操作线和提馏段操作线。
(1)2;
(2)泡点进料;(3)气液混合进料,汽化率为1/2。
28.在一常压连续精馏塔中,精馏段操作线方程式和q线方程式如下:
试求:
(1)回流比;
(2)馏出液组成;(3)q值(3;
;1/3)
29.在一常压连续精馏塔中,分离苯-甲苯混合液。
塔顶为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热,泡点进料。
物系的相对挥发度α=2.47。
试计算:
(1)全回流时,
,第一块塔板上的气相单板效率
时,求第二块塔板上升蒸汽组成;(2)进料量为180,原料组成为0.4时,要求塔顶苯的回收率为0.96,塔釜甲苯的回收率为0.93时,求
和
;(3)若
,求R;(4)写出精馏段操作线方程式。
(0.916;0.9,0.028;1.7;
)
30.常压连续精馏塔中,分离某双组分理想溶液,原料液在泡点下进料,进料量为150,组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.9,釜残液组成为0.1,操作回流比为3.5,全塔平均相对挥发度为2,塔顶采用全凝器,塔底采用间接蒸汽加热,求:
1.塔顶、塔底产品流量,;2.回流比为最小回流比的倍数;3.精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量,;4.塔顶第二块理论板上下降的液相组成。
31.将180含苯0.4(摩尔分率,下同)的苯—甲苯溶液,在连续精馏塔中进行分离,要求塔顶馏出液中含苯0.95,釜残液中含苯不高于0.01,进料为饱和液体,回流比2,求塔顶、塔底两产品流量及精馏段、提馏段操作线方程式。
32.在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液,进料量100,且为饱和液体进料,其中含苯0.4(摩尔分率,下同)。
塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜蒸汽间接加热。
要求塔顶馏出液中含苯0.95,塔底釜残液中含苯0.04,回流比取最小回流比的1.4倍。
计算
(1)塔顶和塔底产品的流量。
(2)推导精馏段、提馏段操作方程式。
33.在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液,进料量200,且为饱和液体进料,其中含苯0.4(摩尔分率,下同)。
塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜蒸汽间接加热。
要求塔顶馏出液中含苯0.95,塔底釜残液中含苯0.05,回流比取最小回流比的1.5倍。
计算
(1)塔顶和塔底产品的流量。
(2)