化工原理试题库答案解析总doc.docx

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化工原理试题库答案解析总doc

 

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。

2.A.3.0B.2.0C.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,要求塔顶产品浓度不小于,以上组成均为摩尔分率,则塔顶产品最大产量为____B______。

D.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

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

A

q=1

,L=L‘

Bq=1

,V=V’

C

q=1

,L=V

Dq=1

,L‘=V’

15.

全回流时的精馏过程操作方程式为

C

Ay

n=x

n

By

n-1=x

n

C

y

n+1=x

n

Dy

n+1=x

n+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=V

D、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

xA为,相应的泡点温度为

t1;气相组成yA为,相应的露点温度为t2,则

A

)。

A.t1

t2

B.t1

t2

C.t1

t2

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xF为,若要求馏出液组成不小于,则最大的馏出液量

为(A)。

 

h

h

D.

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.yn1

yn

yn1

B.

yn1

ynyn

1C.

yn1

yn

yn1

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

xD1,用平衡蒸馏得气相组成为

xD2,若

两种蒸馏方法所得气相量相同,则(

C

)。

A.

xD1>xD2

B.

xD1=xD2

C.

xD1

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.

xD、xw均增加

C.xD、xw均不变D.

xD减小、xw增加

29.

操作中的精馏塔,若保持

F、xD、xw、V‘不变,减小xF

,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

X

,相应回流比为

R;进料组成为时

F1

1

XF2,XF1〉XF2,相应回流比为R2,若,进料热状况不变,则(

A)。

B.R1=R2

.C.R1>R2

D.

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)。

层层层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)。

 

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)。

)。

2

3C.2

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

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,由此可判定物料以(D

(A)饱和蒸汽(B)饱和液体(C)过热蒸汽(D)冷流体

)接触,而在每一块塔板上汽

 

)方式进料。

39.两组分的相对挥发度越小,则表示分离物系越(

A.容易B.减少C.完全D.

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

与精

馏的

主要

区别

_____________________________________________________________

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

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

,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

,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y=04,

则yn+1

全回流操作通常适用于

.

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

33.

精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是

34.。

35.

在总压为,温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为

p

0

113.6

kPa、

0

则相对挥发

A

pB

46kPa,

度α=

,平衡时液相组成

xA

,气相组成为yA

36.

某精馏塔的精馏段操作线方程为

y

0.72x0.275,则该塔的操作回流比为

,馏出液组成

 

37.

最小回流比的定义是

,适宜回流比通常取为

R

min。

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

x20.45、x30.4,流出液组成xD为(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F、xF、q、D不变,若增加回流比R,则xD

,xw

L/V

41.

在精馏塔设计中,若

F、xF、xD、xW及R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NT

精馏段上升蒸气量V

、下降液体量

L

V‘

,下降液体量

L’

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

L/V

,xD

,xw

L/V

 

;提馏段上升蒸气量

 

,提馏段液气比

43.

操作中的精馏塔保持

F、xF

、q、V不变,若釜液量

W增加,则xD

,xw

L/V

44.

在连续精馏塔中,若

xF、xD、R、q、D/F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NT

,xw

45.

恒沸精流与萃取精馏的共同点是

两者的主要区别是

 

三、计算题

 

1.某二元混合液含易挥发组分,泡点进料,经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为,塔底产

品浓度为(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,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=,塔顶组成为xD=(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

比为最小回流比的倍;在本题范围内气液平衡方程为:

y=+,气相默弗里效率Emv=。

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,馏出液中含A为(以上均为摩擦分率),已知进料热状况q为,最小回流比为,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,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。

泡点进料,进料量为100kmol/h。

进料中苯含量为(摩尔分率)。

规定塔顶产品中苯的含量为,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)=,要求得到组成为的塔顶产品(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=。

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(摩尔分率,下同)泡点进料。

馏出液组成为,釜液组成为,操作回流比为最小回流比的倍,

操作条件下平均相对挥发度为,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(摩尔分率,下同)饱和气体进料。

馏出液组成为,釜液组成为,操作回流比为最小回流比的倍,操作条件下平均

相对挥发度为,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(摩尔分率,下同),饱和蒸汽

进料,馏出液组成为,釜液组成为。

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,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,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。

(xA0.818yA0.92)

 

12.苯-甲苯混合液初始组成为(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、汽相组成y为,试求该条件下的液化率。

(q=

13.

4.

某两组分混合气体,其组成y0.6(摩尔分率),通过部分冷凝将蒸汽量中的

2流量冷

3

凝为饱和液体,试求此时的气、液相组成。

气液平衡关系为y

0.46x

0.549

(x

0.5085;

y

0.783)

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

y0.723x0

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