化工原理试题库答案解析下册总.docx

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化工原理试题库答案解析下册总

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___C____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100kmol/h,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____B______。

A.60.5kmol/hB.66.7Kmol/hC.90.4Kmol/hD.不能确定

3.在t-x-y相图中,液相与气相之间量的关系可按____D____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___B_____。

A.(Xw,Xw)B(XF,XF)C(XD,XD)D(0,XD/(R+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__B___。

A容易;B困难;C完全;D不完全

8.设计精馏塔时,若F、xF、xD、xW均为定值,将进料热状况从q=1变为q>1,但回流比取值相同,则所需理论塔板数将___B____,塔顶冷凝器热负荷___C___,塔釜再沸器热负荷___A___。

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,xF,q)不变时,则L/V___B___,L′/V′___A___,xD___B___,xW___A___。

A变大,B变小,C不变,D不一定

10.精馏塔操作时,若F、xF、q,加料板位置、D和R不变,而使操作压力减小,则xD___A___,xw___B___。

A变大,B变小,C不变,D不一定

11.操作中的精馏塔,保持F,xF,q,D不变,若采用的回流比R

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。

Aq=1,L=L‘Bq=1,V=V’

Cq=1,L=VDq=1,L‘=V’

15.全回流时的精馏过程操作方程式为C。

Ayn=xnByn-1=xn

Cyn+1=xnDyn+1=xn+1

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=L‘B、q=1,V=V’

C、q=0,L=VD、q=1,L=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=L‘B、q=1,V=V’

C、q=0,L=VD、q=1,L=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10kmol/h,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.6.67kmol/hB.6kmol/hC.9kmol/hD.不能确定

25.精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、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)

A.D增大、R减小B.D减小、R不变C.D减小、R增大D.D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XF1,相应回流比为R1;进料组成为时XF2,XF1〉XF2,相应回流比为R2,若,进料热状况不变,则(A)。

A.R1R2D.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q=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xD、xW、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,xF,q)仍保持不变,则R_____,xD_____,xw_____,L′/V′_____。

11.操作时,若F、D、xF、q,加料板位置、V不变,而使操作的总压力增大,则xD________,xW_____

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Z=。

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q=__________和q=_____________,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(HETP)=___________。

25.总压为1atm,95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg,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、n+1两层理论板(从塔顶往下计),若已知

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101.33kPa,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Rmin。

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xD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EMV3=。

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

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D/F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60kmol/h,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100kmol/h,进料组成为xF=0.5,塔顶组成为xD=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:

y=0.6x+0.43,气相默弗里效率Emv=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100kmol/h,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100kmol/h。

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。

(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100kmol/h,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1000kmol/h,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101.33KPa,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。

(q=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75kmol/h,泡点进料。

精馏段操作线方程和提馏段操作线方程分别为

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1055KJ/kg、比热为2.68KJ/(kg.℃);水的汽化潜热为2320KJ/kg,比热为4.19KJ/(kg.℃)。

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850kmol/h,塔顶回流液量为670kmol/h,试求塔顶、塔釜产品量及回流比。

(D=180kmol/h;W=608.6kmol/h;R=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150kmol/h、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y=0.8x+0.1856、提馏线y=1.534x-0.0112;R/Rmin=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100kmol,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xw。

(D=17.0kmol/h,W=83.0kmol/h,xW=0.4385)

19.用精馏分离某水溶液,水为难挥发组分,进料F=1kmol/s,xF=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D=0.3kmol/s,xD=0.6,R=1.2Rmin,系统a=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(V=0.57kmol/s;y=2.23x-0.0351)

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1000kg/h,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。

(3.58kmol/h;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Eml为0.6,且已知精馏

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