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化工原理精馏和蒸馏练习习题

2024-06-10 来源:易榕旅网


填空题

1. 简单蒸馏的主要特征是________和______。

答案:不稳定操作或过程不连续;无回流

2.当分离要求和回流比一定时, 进料的值最小,此时分离所需的理论板数 。

答案:过热蒸气;最多

3. 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系,这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。

答案:沸点差很小;具有恒沸物体系;相对挥发度

4.某二元理想物系的相对挥发度为2.5,全回流操作时,已知塔内某块理论板的气相组成为0.625,则下层塔板的气相组成为 。

答案:0.4

5. 精馏塔设计时,若工艺要求一定,减少需要的理论板数,回流比应 ,蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应 ,所需塔径应 ,操作费和设备费的总投资将是 的变化过程。

答案:增大;增大;增大;急速下降至一最低后又上升

6. 精馏操作时,若进料的组成、流量和气化率不变,增大回流比,则精馏段操作线方程的斜率 ,提馏段操作线方程的斜率_______,塔顶组成 _______,塔底组成 _______.

答案:增加;减小;增加;降低

7.间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于________;间歇精馏操作中,若保持回流比不变,则馏出液组成_______ ;若保持馏出液组成不变,回流比需不断________ 。

答案:前者是不稳态过程,后者为稳态过程;不断下降;增大

8. 某精馏操作时,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变,则此时塔顶组成 ,塔底组成 ,回流比 ,精馏段操作线斜率L/V 。答案:增加;减少;不变;不变

判断题

1. 精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率的平均值。 ( √)

2. 对于普通物系,原料组成浓度越低塔顶产品达到同样浓度所需要的最小回流比越大。 ( √ )

3. 回流比相同时,塔顶回流液体的温度越高,分离效果越好。( X )

4.当分离要求一定时,精馏塔内物料的循环量越大,所需的理论塔板数越多。(X )

5. 在其他条件不变的情况下,降低连续精馏塔的操作压强,塔顶馏出物中易挥发组分的浓度变低。( X )

6. 完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽。( √ )

选择题

1. 精馏的操作线为直线,主要是因为( D )。

A. 理论板假定; C. 理想物系;

B. 塔顶泡点回流; D. 恒摩尔流假定

2. 二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化(A 提馏段操作线与q线; B. 平衡线;

C.平衡线与精馏段操作线; D.平衡线与 q线;

3. 连续精馏塔操作中,如采用的回流比小于原回流比,则( B )。

A.、 均增加; B. 减小, 增加;

C.、 均不变; D.不能正常操作

4. 以下说法中不正确的是____C____。

A )。

精馏段操作线方程式是描述精馏段中

(1)某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式

(2)某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式;

(3)进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式;

(4) 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。

5.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N务

。若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任

所需理论板数为Nˊ,其相对大小是___C___。

(A)Nˊ>N; (B)Nˊ=N;

(C)Nˊ<N; (D)判断依据不足。

1. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.9,残液组成为0.1,相对挥发度为2.5,饱和液体进料。塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为3。试求:

(1)馏出液及残液量;

(2)塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol?

(3)离开塔釜上一块理论板液相组成为多少?

2.在连续精馏塔中,精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075,q线方程式为y=-0.5x

+1.5xF,xW=0.05,试求:(1)回流比R、馏出液组成xD;(2)进料液的q 值;

(3)当进料组成xF=0.44、塔釜间接蒸汽加热时,提馏段操作线方程。

用常压精馏塔分离双组分理想混合物,泡点进料,进料量100kmol/h,加料组成为50%,塔顶产品组成xD=95%,产量D=50kmol/h,塔釜间接蒸汽加热。回流比R=2Rmin,设全部塔板均为理论板,以上组成均为摩尔分率。相对挥发度为3。

求(1)最小回流比Rmin;(2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量;

(3)列出该情况下提馏段操作线方程。

3.用连续精馏塔在常压下分离苯-甲苯混合液,泡点进料,塔顶馏出量为75kmol/h,在塔釜温度下,釜液的汽化潜热为41900kJ/kmol,精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。已知在操作条件下加热水蒸汽的汽化潜热为2140kJ/kg。

(1)试求加热蒸汽消耗量,kg/h;

(2)若精馏塔在全回流下操作,已知釜液的组成为0.01(摩尔分率),物系的平均相对挥发度为2,试求釜上方第一块板下流的液相组成。塔釜可视为一块理论板。

4.分离苯一甲苯混合液,原料液中含苯0.5(摩尔分率,下同),泡点进料,馏出液中要求含苯0.95,塔顶用分凝器一全凝器流程(如图),测得塔顶回流液中含苯0.88,离开塔顶第一层理论板的液体含苯0.79,求:

(1) 操作条件下平均相对挥发度;2) 操作回流比R;(3) 最小回流比Rmin。

5.苯、甲苯双组分混合液用如图所示的设备进行常压连续蒸馏操作,原料直接加入釜中,进料量为100kmol/h,其组成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)。塔顶用一分凝器,其中50%的蒸汽冷凝并返回塔内。出分凝器的蒸汽与冷凝液体保持相平衡。问塔顶、塔釜产量为多少?已知相对挥发度为2.46.

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