化工原理第五章习题及答案.doc
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1、第五章 蒸 馏一、名词解释:1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同得性质,人为得制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物得分离。2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分得蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。3、挥发度:组分得分压与平衡得液相组成(摩尔分数)之比。4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。5、精馏:就是利用组分挥发度得差异,同时进行多次部分汽化与部分冷凝得过程。6、理论板:气液两相在该板上进行接触得结果,将使离开该板得两相温度相等,组成互成平衡。7、采出率:产品流量与原料液流量之比。8、操作关系:在一定得操作条件下,第n层板下降液相得组成与相邻得下一层(n+1)板上升
2、蒸汽得组成之间得函数关系。9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数得回流比。11、全塔效率:在一定分离程度下,所需得理论板数与实际板数之比。12、单板效率:就是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。二、填空题:1、在精馏塔得任意一块理论板上,其离开塔板得液相泡点温度与离开塔板得气相露点温度得大小相比就是_。 相等2、当塔板上_时,称该塔板为理论塔板。 离开得汽相与液相之间达到平衡时3、直接水蒸汽加热得精馏塔适用于_得场合。难挥发组分为水,且要求釜液中易挥发组分浓度很低4、简单蒸
3、馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐_,其沸点则逐渐_。降低,升高5、间歇精馏操作中,若欲保持馏出液组成不变,必须不断_,若保持回流比不变,则馏出液组成_。 增加回流比,不断下降6、在精馏塔设计中,若,D/F相同时,直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比,_,_。 7、总压101、3kPa、95温度下苯与甲苯得饱与蒸汽压分别为155、7kPa与63、3kPa,则平衡时汽相中苯得摩尔分率为_,液相中苯得摩尔分率为_,苯与甲苯得相对挥发度=_。 0、632、0、411、2、468、精馏操作得依据就是_。实现精馏操作得必要条件包括_与_。 混合液中各组分挥发度得差异由塔板或填料层所构成得若干个接触级、塔顶有液相
4、回流、塔底有上升气流。9、精馏塔操作时,保持F、xF、q、R不变,增加塔底排液量W,试定性画出变化前、后塔得操作线。10、精馏塔塔顶某理论板上汽相得露点温度为、液相得泡点温度为,塔底某理论板上汽相得露点温度为、液相得泡点温度为,试按从大到小顺序将以上4个温度排列如下:_。11、简单蒸馏得主要特点就是 _。间歇、不稳定、分离程度不高12、测得在精馏塔操作中,离开某块理论板得两股物流得组成分别为0、82与0、70,则其中_就是汽相组成。 0、8213、已知在塔顶为全凝器得连续精馏塔中,完成一定分离任务需N块理论板。现若按下图流程设计,则在相同回流比条件下,完成相同得分离任务,所需理论板数将为_块。
5、 N-1 14、间歇精馏与连续精馏不同点在于:_与_。 前者为非稳态,而后为稳态 前者只有精馏段,没有提馏段。15、某二元理想混合物(相对挥发度为3)中易挥发组分(摩尔分率),用平衡蒸馏方法使50%得物料汽化,则汽相中易挥发组分得回收率为_。 66%16、精馏塔中第三块实际塔板得板效率小于1,与汽相组成yn相平衡得液相组成为,则_,与液相组成相平衡得汽相组成为,则_与_。 ,17、试比较某精馏塔中(从塔顶往下)第层理论板上参数得大小,即:_,_,_,_,_ (T气相温度;t液相温度) ,18、对于二元理想溶液,x-y图上得平衡曲线离对角线越近,说明该物系 。不容易分离19、在精馏塔设计中,若相
6、同,则直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比,_;_。 , 20、某二元物系得相对挥发度=3,在具有理论板得精馏塔内作全回流精馏操作,已知,则y1=_(由塔顶往下数)。 0、79421、平衡蒸馏与简单蒸馏得主要区别_。前者为稳态过程,后者为非稳态过程22、精馏塔设计中,回流比并不总就是越大越好,原因就是_。回流比增大,所需理论板数减少,塔设备所引起得设备费降低;但冷凝器、再沸器热负荷增大,换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗得动力费增大。当R大到一定值后,总费用(设备费与动力费之与)呈现上升趋势。23、有三个精馏塔分离相同得理想混合液,塔顶冷凝部份如图,塔顶第一板上升气相流率均为Vkmol/s,其摩尔
7、组成均为,相对挥发度相同且均为常数。请对图示得三种冷凝器情况,按从大到小得顺序排列回流液浓度,以及产品浓度得相对大小:_。 24、在分离要求一定得条件下,当回流比一定时,_状况进料所需得总理论板数最少。 冷液25、用连续精馏方法分离双组分理想混合液,原料中含易挥发组分0、40,馏出液中含易挥发组分0、90(以上均为摩尔分率),溶液得平均相对挥发度为2、5,最小回流比为2,则料液得热状况参数q=_。 q=0、3826、溶液被加热到鼓起第一个气泡时得温度称为 温度。 泡点27、气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时得温度称为 温度。 露点28、对于二元理想溶液,若轻组分含量越高,则泡点温度 。 越低
8、29、对于二元理想溶液,若重组分含量越高,则泡点温度 。 越高30、对于二元理想溶液,相对挥发度大,说明该物系 。 容易分离31、在相同得外压及温度下,沸点越低得物质其饱与蒸气压 。 越高32、完成一个精馏操作得两个必要条件就是 与塔底上升蒸气。 塔顶液相回流33、为完成精馏操作,需要在 设置冷凝器。 塔顶34、为完成精馏操作,需要在 设置再沸器。 塔底35、设计一精馏塔时,回流比选得大,则塔板数 。 少36、精馏操作中,回流比得上限称为 。 全回流37、精馏操作中,回流比得下限称为 。 最小回流比38、精馏操作中,全回流时塔顶得产品量 。 为零39、精馏操作中,再沸器相当于一块 板。 理论板
9、40、用逐板计算法求理论板层数时,用一次 方程就计算出一层理论板。相平衡41、用图解法求理论板层数时, 代表一层理论板。 一个梯级42、精馏操作中,当q=0、6时,表示进料中得 含量为60%。 液相43、对于正在操作中得精馏塔,若加大操作回流比,则塔顶产品浓度会 。 提高三、单选择题1、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。若采用塔顶分凝器,而回流比与前方案相同时,则完成同样分离任务所需理论板数为,其相对大小就是_。 C、; 、;、; 、判断依据不足。2、对某双组分理想物系,当温度t=80时,液相摩尔组成,则与此液相组成相平衡得汽相组成为_。 BA、
10、0、5 ; B、0、64 ; C、0、72 ; D、0、63、恒摩尔流假定主要前提就是两组分得分子汽化潜热相近,它只适用于理想物系。此话_。 BA、对 ; B、错; C、无法判断4、精馏段操作线方程为:y=0、75x+0、3,这绝不可能。此话_。AA、对; B、错; C、无法判断5、某二元混合物,其中为易挥发组分,液相组成0、6相应得泡点为,与之相平衡得汽相组成0、7,相应得露点为T,则:( )。 AA、T B、T C、T D、不能判断6、对有恒沸现象得二元体系,用恒沸精馏比萃取精馏好,因为前者能耗小。BA、对 B、错 C、无法判断7、在常压下苯得沸点为80、1,环己烷得沸点为80、73,为使
11、这两组份得混合液能得到分离,可采用哪种分离方法? C、恒沸精馏 、普通精馏 、萃取精馏 、水蒸汽直接加热精馏8、某二元混合物,汽液相平衡关系如图。与分别表示图中1,2点对应得温度。则_。 DA、 B、 C、 D、与大小关系不能判断、9、精馏塔引入回流,使下降得液流与上升得汽流发生传质,并使上升汽相中得易挥发组分浓度提高,最恰当得说法就是由于_。DA、液相中易挥发组分进入汽相;B、汽相中难挥发组分进入液相;C、液相中易挥发组分与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与汽相中难挥发组分进入液相得现象同时发生。10、对于某理想溶液得平衡蒸馏,若维持进料量F、物料温
12、度、蒸发室压强P不变,而将物料浓度增加,则气相馏出物组成 _,气相馏出物量D_。C、AA、变大 B、变小 C、不变 D不确定11、精馏塔设计时,若F、V均为定值,将进料热状态从q=1变为q1,则设计所需理论板数_。BA、多 B、少 C、不变 D、判断依据不足12、以下说法中不正确得就是_。C精馏段操作线方程式就是描述精馏段中A、某板下降得液体浓度与下一板上升得蒸汽浓度间得关系式;B、某板上升得蒸汽浓度与上一板下降得液体浓度之间得关系式;C、进入某板得气体与液体得浓度之间得关系式;D、在相邻两板间相遇得汽相与液相浓度之间得关系式。13、精馏设计时,若回流比R增加并不意味产品D减小,精馏操作时也可
13、能有类似情况。此话_。AA、对; B、错; C、无法判断14、操作中得精馏塔,若保持F、q、不变,而增大,则R_、D_。B、AA、变大 B、变小 C、不变 D、不确定15、二元溶液连续精馏计算中,进料热状态得变化将引起以下线得变化_。B、平衡线; 、操作线与线; 、平衡线与操作线; 、平衡线与线。16、某精馏塔得设计任务为:原料为F、,塔顶为,塔底为,若塔釜上升蒸汽量不变,加料热状态由原来得饱与蒸汽改为饱与液体,则所需理论板_。AA、增加 B、减少 C、不变 D、不确定17、精馏分离得二元理想混合液,已知回流比R=3,塔顶=0、96,测得第三层塔板(精馏段)得下降液体浓度为0、4,第二层板下降
14、液体浓度为0、45,则第三层塔板得汽相单板效率为_。 CA、22、2% B、32、68% C、44、1% D、107、5%18、被分离物系最小回流比得数值与_无关。 DA、被分离物系得汽液平衡关系; B、塔顶产品组成; C、进料组成与进料状态; D、塔底产品组成。19、蒸馏就是分离( )混合物得单元操作。 BA、气体; B、液体; C、固体; D、刚体。20、蒸馏就是利用各组分得( )不同得特性实现分离得目得。 CA、溶解度; B、等规度; C、挥发度; D、调与度。21、在二元混合液中,( )得组分称为易挥发组分。 AA、沸点低; B、沸点高; C、沸点恒定; D、沸点变化。22、在二元混合
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