化工原理期末 (下)

1、一、 判断题精馏1. 进行蒸馏分离，混合溶液中易挥发组分在气相中的含量较液相中低。（ ） 2. 回流液的作用，是使蒸汽部分冷凝的冷却剂，并使精馏稳定进行。（ ） 3. 通过提馏段物料衡算得出的方程是提馏段操作线方程。（ ）4. 精馏塔釜的作用，是向最下面一块塔板供应蒸汽。（ ）5. 精馏（或蒸馏）的基本原理为：易挥发组分在气相中的含量大于它在液相中的含量。（ ）6. 普通精馏操作可分离所有的液体混合物。（ ）7. 全回流时，精馏所用理论板层数最多。（）8. 精馏是一种既符合传质规律，又符合传热规律的单元操作。（ ）9. 蒸馏是分离均相液的一种单元操作。（ ）10. 精馏操作线方程是指相邻两块塔

2、板之间蒸气组成与液体组成之间的关系。（ ）11. 简单蒸馏属于间歇性操作。 ( )12. 精馏塔的进料板属于精馏段。 ( )13. 饱和蒸汽进料的进料线是一条与x轴垂直的直线。 ( )14. 浮阀塔板的特点是造价较高，操作弹性小，传质性差。（）15. 液泛不能通过压强降来判断。（）16. 筛板精馏塔的操作弹性大于泡罩精馏塔的操作弹性。（）17. 精馏过程中，平衡线随回流比的改变而改变。（）18. 蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分溶解度的不同来分离各组分的。（）19. 精馏塔发生液泛现象可能是由于气相速度过大，也可能是液相速度过大。（ ）20. 蒸馏塔总是塔顶作为产品，塔底作为残液排放。（）2

3、1. 浮阀塔板结构简单，造价也不高，操作弹性大，是一种优良的塔板。（ ）22. 精馏操作的回流比减小至最小回流时，所需理论板数为最小。（）23. 精馏是传热和传质同时发生的单元操作过程。（）24. 正常操作的精馏塔从上到下，液体中轻相组分的浓度逐渐增大。（）25. 精馏操作中，回流比越大越好。（）26. 灵敏板温度上升，塔顶产品浓度将提高。（）27. 筛板塔板结构简单，造价低，但分离效率较泡罩低，因此已逐步淘汰。（）28. 精馏塔板的作用主要是为了支承液体。（）29. 连续精馏停车时，先停再沸器，后停进料。（）30. 回流是精馏稳定连续进行的必要条件。（ ）31. 二元溶液连续精馏计算中，进料

4、热状态的变化将引起操作线与q线的变化。（） 32. 精馏过程塔顶产品流量总是小于塔釜产品流量。（）33. 精馏塔的总板效率就是各单板效率的平均值。（） 34. 精馏塔中温度最高处在塔顶。（）35. 评价塔板结构时，塔板效率越高，塔板压降越低，则该种结构越好。（ ） 36. 通过简单蒸馏可以得到接近纯部分。（） 37. 精馏操作的回流比减小至最小回流时，所需理论板数为最小。（）38. 理想的进料板位置是其气体和液体的组成与进料的气体和液体组成最接近。（ ）39. 精馏塔的操作弹性越大，说明保证该塔正常操作的范围越大，操作越稳定。（ ） 40. 连续精馏预进料时，先打开放空阀，充氮置换系统中的空气

5、，以防在进料时出现事故。（ ） 41. 各层塔板同时多次进行部分气化和部分冷凝是混合物完全精馏分离的必要条件。 42. 简单蒸馏过程中，釜液组成不断下降，馏出液组成不断上升。 43. 当减小空塔气速和增大塔板间距，可使雾沫夹带量减小。44. 板式塔上升气体流速较小，气体通过升气孔道的动力不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。45. 连续精馏过程中，提馏段操作线方程，是表示提馏段内任一块理论塔板上的上升蒸汽组成与该板液相组成之间的关系。46. 各层塔板同时多次进行部分气化和部分冷凝是混合物完全精馏分离的必要条件。47. 传质单元高度即相当于板间距，传质单元数即相当于理论板层数。48.

6、 回流比愈小，达到一定分离要求所需要的理论塔板数愈小。49. 当减小空塔气速和增大塔板间距，可使雾沫夹带量减小。50. 当板式塔上升气体流速较小，气体通过升气孔道的动力不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。干燥51. 若相对湿度为零，说明空气中水汽含量为零。（ ） 52. 干燥过程既是传热过程又是传质过程。（ ） 53. 若以湿空气作为干燥介质，由于夏季的气温高，则湿空气用量就少。（）54. 空气的干球温度和湿球温度相差越大，说明该空气偏移饱和程度就越大。（ ）55. 对流干燥中，干燥速率由传质速率和传热速率共同控制。56. 气体的相对湿度增大，对应物料的平衡含水量也增大。57.

7、空气的相对湿度增大，对应物料的平衡含水量也增大。58. 对流干燥中，干燥速率由传质速率和传热速率共同控制。二、 选择题精馏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. 3.0 B. 2.0 C. 1.0 D. 4.02. 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 . 60.5 kmol/h B. 66.7 kmol/h C. 90.4 kmol/h 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

8、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xy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

9、，若F、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q1，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、和不变，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

10、中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R xD2 B. xD1= xD2 C. xD1 x q且xn xq，则精馏段理论板层数为（n-1）块。5. 精馏是利用各组分之间的(挥发度)不同而达到分离各组分的。 6. 原料相同，若气化率相同，则平衡蒸馏比简单蒸馏的分离效果(好)。7. 理论板是指(离开这种板的气液两相互成平衡，并且这块板上的液相组成均匀)。8. 完成一个精馏操作的两个必要条件是(塔顶液体回流)和塔底上升蒸气。9. 在精馏操作中，由于工艺条件变化，进料状态由气相变为液相，提馏段操作线斜率 减小 。（减小，增大，不变，变化不确定）10. 实际生产中进行间歇精馏操作，一般将恒

11、定回流比 和 恒定产品组成 两种操作方式结合起来。11. 常压板式塔进行精馏操作，通常塔板上气液两相的接触状态包括 鼓泡接触状态 、泡沫接触状态和喷射接触状态。12. 平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间 。（泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间） 13. 蒸馏操作的依据是组分间的( 挥发度 )差异。14. 在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度( 高于 )平衡蒸馏。（高于、低于、等于、或高于或低于）15. 塔顶全凝器改为分凝器后，其它操作条件不变，则所需理论塔板数( 减少 )。（增多、减少、不变、不确定）16. 设计某二元理想溶液精馏塔时，如保持 不变，则

12、随进料热状况参数的增加，其最小回流比 减小_。（增大、减小、不变、不确定）17. 某泡点进料的连续精馏中，,当时，达到此分离要求的最小回流比_1.523_ 。18. 两股不同组成的料液进同一精馏塔分离，两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比，前者能耗 小于 后者。（大于、小于、等于、不确定）19. 连续精馏塔操作时, 增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F、q都不变，则L/V_ 减少 。(增大、减少、不变、不确定)20. 塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，残液组成_减小_ 。 (增大、减小、不变、不确定)21. 试

13、比较某精馏塔中第，1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：，(大于、小于、等于、不确定）22. 某二元物系的相对挥发度3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知0.3，则0.794（由塔顶往下数）23. 某连续精馏塔的设计任务为：原料为，要求塔顶为，塔底为。若选定回流比R加料状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需的理论板数N_减小_，提馏段下降液体量L 增加_。(增加、减小、不变)24. 举出四种型式的塔板:_、_、_、_。(筛孔塔板、 泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板、多降液管塔板、林德筛板、无溢流塔板等中的四种)；干燥25. 只有当湿物料

14、表面湿分的蒸气压强（大于）湿分在干燥介质中的蒸气压强时，才能发生干燥。26. 湿空气通过间壁式加热器温度升高时，其湿度值（不变），相对湿度（减小）。27. 气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为(露点)温度。 28. 只有当湿物料表面湿分的蒸气压强大于湿分在干燥介质中的蒸气压强时，才能发生干燥。29. 湿空气通过间壁式加热器温度升高时，其湿度值不变，相对湿度减小。30. 将湿度为H1、温度为t1的湿空气，与湿度为H2、温度为t2的湿空气混合，两者中绝干气的质量比为：。则混合气体的湿度为（+）。31. 恒定干燥条件下，在恒速干燥阶段，物料表面的温度等于此时空气的湿球温度。32. 某物料进

15、干燥器流量为G1 ，湿基含水量为W 1；出干燥器时湿基含水量为W 2 。则水分蒸发量为()，干燥产品流量为()。33. 硅胶在空气中干燥。如果空气温度降低，硅胶的平衡水分含量 增大 ，结合水分含量 不变 。（减小，增大，不变，变化不确定） 34. 一定状态的空气，仅升高空气温度，其湿球温度 增大 ，其露点温度 不变 。（增大，降低，不变，不确定）35. 恒定干燥条件下，降速干燥阶段物料的表面温度将 大于 空气的湿球温度。（大于，小于，等于，不确定）36. 已知湿空气总压为101.3kPa，温度为30，空气的相对湿度为60%,已查出30时水的饱和蒸气压为4.25 kPa，则空气的湿度为0.016

16、kg/kg干空气。37. 干燥操作中，采用废气循环流程，将使进入干燥器的空气湿度 增大 。（增大、减小、不变）38. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力（大于）干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。39. 已知在50、P101.3kPa时,空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg，则该空气的湿含量H（0.0488）；相对湿度（0.598）。（50时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg,）40. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为（临界点）；其对应的物料含水量称为（临界含水量）。41. 气流干燥管中最有效的部分是（在加料口以上1m左右的部分）。42. 干燥进行的必要条件是

17、物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压_。43. 某湿物料含水量为0.4，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分0.1，则湿物料的自由含水量为_0.3。44. 物料中结合水的特点之一是其产生的水蒸汽压_小于_同温度下纯水的饱和蒸汽压。（小于 、 等于、 大于）45. 湿空气通过预热器预热后，其湿度_不变_相对湿度_减小_热焓_增加_。(增加、减小、不变)四、计算题1在连续精馏塔中分离某组成为0.5（摩尔分率，以下同）的两组分理想溶液。泡点进料。塔顶采用分凝器和全凝器。分凝器向塔内提供回流液，其组成为0.88，全凝器提供组成为0.95的合格产品。塔顶馏出液中

18、易挥发组分的回收率为96%。若测得塔顶第一块板上的液相组成为0.79。试求：（1）操作回流比和最小回流比（2）若馏出液量为100Kmol/h，则原料液流量为多少？ 1. 解：(1) 即 =2.5909 x1=0.79 R=1.6022 =1.0314 (2) F=197.9167 Kmol/h 2常压下以温度为20、湿度为0.01Kg/Kg绝干气的新鲜空气为介质干燥某湿物料。空气在预热器中被加热到90后送入干燥器，离开时的温度为45、湿度变为0.02Kg/Kg绝干气。每小时有1000Kg、温度为20、湿基含水量为3%的湿物料送入干燥器；离开干燥器的温度变为60、湿基含水量为0.2%；湿物料平均

19、比热为3KJ/(Kg绝干料.)。忽略预热器向周围的热损失，干燥器热损失为1.2KW。试求：（1）水分蒸发量W （2）新鲜空气消耗量L0 （3）预热器消耗的热量QP （4）应向干燥器补充的热量QD （5）干燥系统的热效率 解：(1) x1=w1/(1-w1)=0.0309 Kg/ Kg绝干料 x2=w2/(1-w2)=0.002 G=G1(1-w1)=970 W=G(x1-x2)=28.033 Kg水分/h(2) L=W/(H1-H2)=2803.3 Kg绝干气/h L0=L(1+H0)=2831.333新鲜空气/h(3) Qp=L(I1-I0)=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)=20

20、1882.4529 KJ/h =56.0785 KW(4) Q=1.01L(t2-t0)+W(2492+1.88t2)+GCm(2 1)+QL =73.2436 KW QD=Q-Qp=17.165 KW 27.372%3在连续精馏塔中分离苯-甲苯混和液，进料量为100Kmol/h，组成为0.5（mol%，下同），相对挥发度=3，泡点进料。要求釜液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为0.98，回流比为最小回流比的1.5倍。求： （1）塔顶、塔釜量 （2） 最小回流比 （3）精馏段和提馏段上升的蒸气和下降的液体量 （4） 精馏段和提馏段操作线方程 （5）全塔最小理论板层数。1解： D=50K

21、mol/h W=50Kmol/h XD=0.98 Rmin=0.92 V=119 L=69 V=119 L=169 yn+1 =0.5798 xn +0.4118 y/m+1 =1.4202x/m 0.0084 Nmin =6.0850 块 （不包括再沸器）4温度为26、湿度为0.018Kg/Kg绝干气的新鲜空气通过预热器升温到95后送至连续逆流干燥器中，离开干燥器时温度变为65。每小时有9200Kg、温度为25、湿基含水量为1.5%的湿物料送入干燥器；离开干燥器的温度变为34.5、湿基含水量为0.2%；湿物料平均比热为1.84KJ/(Kg绝干料.)。不向干燥器提供热量，干燥器热损失为580K

22、J/Kg气化的水分。试求：（1）干燥产品的流量 （2）出干燥器空气的湿度 （3）新鲜空气消耗量3 解：(1) G1(1-w!)=G2(1-w2) G2=9080.1603 Kg产品/h （2）G= G1(1-w!)=9062Kg/h I1=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=143.985KJ/Kg X1=0.01523Kg/Kg绝干料 X2=0.002Kg/Kg绝干料I1/=(Cs+x1Cw)1=47.6 KJ/Kg绝干料 I2/=(Cs+x2Cw)2=63.8 KJ/Kg绝干料QD=0 QL=580W=69507KJ/h L(I1-I2)=G(I2/- I1/)+QL L(143

23、.985-I2)=216087.6 I2= (1.01+1.88H2)t2+2490H2=2612.2H2+65.65 由可得： H2=0.02509Kg/Kg绝干气 =16903Kg绝干气/h 新鲜空气L0=L(1+H0)=17207Kg/h 5(20分) 实验测得常压精馏塔在部分回流情况下，在精馏段相邻两塔板的上升气相组成为，已知操作条件下平均相对挥发度，回流比 ,塔顶产品组成 （以上均为易挥发组分的摩尔分率）。求以汽相组成表示的第n板的单板效率。解：精馏段操作线:，6（20分）某连续精馏塔的操作线方程为：（精馏段）；（提馏段）。若为过冷液体进料，且进料热状况参数为1.2，进料量为。试求：

24、回流比；馏出液组成；釜液的组成；料液组成；塔顶产品流率。解：回流比： （4分）馏出液组成： （4分）釜液的组成：（4分）料液组成：联立；解得；塔顶产品流率：（4分）7(20分) 在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15,湿含量为0.0073 ，空气进干燥器温度为90，空气出干燥器温度为50。进干燥器物料含水量为0.15；出干燥器物料含水量为0.01；干燥器生产能力为237（按干燥产品计）。若此干燥为等焓过程，湿空气的焓按计算，试求：水分蒸发量（）；空气出干燥器的湿含量（）；绝干空气的消耗量（）；预热器加入热量（kw）（预热器热损失可忽略）。解： 水分蒸发量；

25、空气出干燥器的湿含量： 绝干空气的消耗量：预热器加入热量： 8（20分）连续精馏塔有塔板8层，塔顶采用全凝器，用以分离二元理想混合液，料液含A35%, 泡点进料，馏出液含A70，塔釜液含A10（以上为摩尔分数），已知相对挥发度，回流比为4.5，求理论塔板数。1解：精馏段操作线方程y=4.5x/5.5+0.7/5.5=0.818x+0.127提馏段操作线方程泡点进料，精馏段操作线方程与提馏段操作线方程交点为，yq=0.8180.35+0.127=0.413提馏段操作线方程由 解得 y=1.25x-0.025塔顶采用全凝器，y1=xD=0.7x1=0.7/(2.5-1.50.7)=0.483y2=0.8180.483+0.127=0.522x2=0.522/(2.5-1.50.522)=0.304 过进料点y3=1.250.304-0.025=0.355x3=0.355/(2.5-1.50.355)=0.180y4=1.250.180-0.025=0.2x4=0.2/(2.5-1