化工原理课后作业(蒸馏)

1、5蒸馏一、单选题1蒸馏是分离（）混合物的单元操作。BA气体；B液体；C固体；D刚体。2蒸馏是利用各组分的（）不同的特性实现分离的目的。CA溶解度；B等规度；C挥发度；D调和度。TOC o 1-5 h z3在二元混合液中，（）的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。4在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。CA可挥发；B不挥发；C易挥发；D难挥发。5在二元混合液中，（）的组分称为难挥发组分。BA沸点低；B沸点高；C沸点恒定；D沸点变化。6在二元混合液中，沸点高的组分称为（）组分。DA可挥发；B不挥发；C易挥发；D难挥发。7（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条

2、件之一。AA液相回流；B进料；C侧线抽出；D产品提纯。8液相回流是保证（）过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。BA吸收；B精馏；C传热；D过滤。9在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。CA冷凝器；B蒸发器；C再沸器；D换热器。10在再沸器中溶液（）而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。CA部分冷凝；B全部冷凝；C部分气化；D全部气化。11在再沸器中溶液部分气化而产生（），是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。DA上升物料；B上升组分；C上升产品；D上升蒸气。121314151617181920212223再沸器的作用是提供一定量

3、的（）流。DA上升物料；B上升组分；C上升产品；D上升蒸气。（）的作用是提供一定量的上升蒸气流。CA冷凝器；B蒸发器；C再沸器；D换热器。（）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。AA冷凝器；B蒸发器；C再沸器；D换热器。冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。BA塔顶气相；B塔顶液相；C塔底气相；D塔底液相。冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。BA气相；B液相；C固相；D混合相。在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。CA浮阀板；B喷射板；C加料板；D分离板。在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（）。AA精馏段；B提馏段；C进料段；D混合段。在精馏塔中，加料

4、板以下的塔段（包括加料板）称为（）。BA精馏段；B提馏段；C进料段；D混合段。在精馏塔中，加料板（）的塔段称为精馏段。AA以上；B以下；C以外；D以内。在精馏塔中，加料板（）的塔段（包括加料板）称为提馏段。BA以上；B以下；C以外；D以内。（）是指离开这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。CA浮阀板；B喷射板；C理论板；D分离板。理论板是指离开这种板的（）相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。DA气固两相；B液固两相；C气液固三相；D气液两相。24理论板是指（）这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。A离开；B进入；C混合；D接触。A

5、25理论板是指离开这种板的气液两相相互（），而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。BA混合；B成平衡；C接触；D分离。26回流比的（）值为全回流。AA上限；B下限；C平均；D混合。27回流比的上限值为（）。CA内回流；B外回流；C全回流；D最小回流比。28回流比的（）值为最小回流比。BA上限；B下限；C平均；D混合。29回流比的下限值为（）。DA内回流；B外回流；C全回流；D最小回流比。30某二元混合物，进料量为100kmol/h,x=0.6,要求塔顶x不小于0.9,则塔顶最大产量为（）。FDBA60kmol/h；B66.7kmol/h；C90kmol/h；D100kmol/h。二、填空题蒸馏是

6、分离（）最常用的方法。液相混合物2蒸馏是利用溶液中各组分（）的差异，使各组分得到分离。沸点3利用溶液中各组分沸点的差异而将其分离的操作称为（）。蒸馏4溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为（）温度。泡点5气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为（）温度。露点6对于二元理想溶液，若轻组分含量越高，则泡点温度（）。越低7对于二元理想溶液，若轻组分含量（），则泡点温度越低。越高8对于二元理想溶液，若重组分含量越高，则泡点温度（）。越高9对于二元理想溶液,若重组分含量（）,则泡点温度越低。越低10111213141516171819202122232425262728293031对于二元理想溶液

7、,a大，说明该物系（）。容易分离对于二元理想溶液,相对挥发度大,说明该物系（）。容易分离对于二元理想溶液,x-y图上的平衡曲线离对角线越近，说明该物系（）。不容易分离在相同的外压及温度下,沸点越低的物质其饱和蒸气压（）。越高在相同的外压及温度下,沸点越低的物质（）挥发。容易完成一个精馏操作的两个必要条件是（）和塔底上升蒸气。塔顶液相回流完成一个精馏操作的两个必要条件是（）液相回流和塔底上升蒸气。塔顶完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶（）回流和塔底上升蒸气。液相完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相（）和塔底上升蒸气。回流完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和（）。塔底上升蒸气完成一

8、个精馏操作的两个必要条件是塔顶液相回流和（）上升蒸气。塔底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（）蒸气。上升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（）。蒸气为完成精馏操作，需要在（）设置冷凝器。塔顶为完成精馏操作，需要在塔顶设置（）。冷凝器为完成精馏操作，需要在（）设置再沸器。塔底为完成精馏操作，需要在塔底设置（）。再沸器设计一精馏塔时,回流比选的大，则塔板数（）。少精馏操作中,回流比的上限称为（）。全回流精馏操作中,回流比的下限称为（）。最小回流比精馏操作中，全回流时塔顶的产品量（）。为零精馏操作中，再沸器相当于一块（）板。理论板32用逐板计算法求理论板层数时，

9、用一次（）方程就计算出一层理论板。相平衡33用图解法求理论板层数时，（）代表一层理论板。一个梯级34精馏操作中，当q=0.6时,表示进料中的（）含量为60%。液相35对于正在操作中的精馏塔，若加大操作回流比，则塔顶产品浓度会（）。提高三、简答1简述简单蒸馏与精馏的区别。简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。2完成一个精馏操作需要哪两个必要条件?需要塔顶液相回流与塔底上升的蒸气。3精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?冷凝器提供液相产品与液相回流，再沸器提供塔内上升的蒸气。4设计一精馏塔时,回流比选取的大小对塔板数有何影响?回流比越大，达到要求的分离精度

10、所需要的塔板数越少。5精馏操作中,回流比的上、下限各是什么情况?上限是全回流，下限是最小回流比。6精馏操作中，在下限操作时，能否达到所要求的分离精度?为什么?不能，若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板，实际上是不可能的。7精馏操作中，在上限操作时对实际生产有无意义?一般在什么情况下采用?在上限操作时，产品量为零，对实际生产无意义，一般在科研、装置开工期间或紧急停工时采用8什么是理论板?理论板是指离开这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。9为什么再沸器相当于一块理论板?在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。10用逐板计算法求理论板

11、层数时,为什么用一次相平衡方程就计算出一层理论板?使用一次相平衡方程，就意味着物料达到一次气液平衡，就相当于越过一块理论板。11用图解法求理论板层数时,为什么一个梯级代表一层理论板?每一个梯级与平衡线相交一次，表示汽、液两相达到一次平衡,因此代表一层理论板。12对于正在操作中的精馏塔,若改变其操作回流比,对塔顶产品浓度会有何影响?回流比越大，塔顶产品浓度越高。13设计一精馏塔时,进料量对塔板层数有无影响?为什么?进料量对塔板层数无影响，影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热状况以及回流比。14用q代表进料热状况，说明q=0,q=1,0q1时的意义。q=0表示饱和气相进料，q=1表示饱

12、和液相进料，0q1表示气液混合进料。15塔板的作用是什么？塔板的作用是提供气液接触的场所。四、计算1.苯和甲苯在92C时的饱和蒸气压分别为143.73kN/m2和57.6kN/m2。求：苯的摩尔分率为0.4,甲苯的摩尔分率为0.6的混合液在92C时各组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸气组成。此溶液可视为理想溶液。解：由拉乌尔定律P=143.73X0.4=57.492kN/m2,P=57.6X0.6=34.56kN/m2AB系统压力P=P+P=57.492+34.56=92.052kN/m2AB平衡蒸气组成Y=P/P=57.492/92.052=0.625,Y=P/P=34.56/92.052=0

13、.375AABB将含24%(摩尔百分数，下同)易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送至冷凝器的蒸气量为850kmol/h,流入精馏塔的回流液为670kmol/h。求：每小时能获得多少kmol的馏出液？回流比为多少?(3)塔底产品量?解：(1)V=L+D,D=V-L=850-670=180kmol/h(2)R=L/D=670/180=3.72F=D+W,FX=DX+WXFDW即F=180+W,0.24F=0.95X180+(F-180)X0.03解得F=788.6kmol/h,W=788.6-180=608.6kmol/h每小时将150

14、00kg含苯40%（质量%,下同）和甲苯60%的溶液在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%,塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。求馏出液和釜残液的流量和组成，以摩尔流量和摩尔流率表示。（苯的分子量为78，甲苯的分子量为92）40门心解：进料组成X-=0.44r40/7B+60/92釜残液组成原料液的平均分子量M=0.44X78+0.56X92=85.8kg/kmolF进料量F=15000/85.8=175kmol/h由题意Dx/Fx=0.971DF所以Dx=0.971X175X0.44D(a)全塔总物料衡算为D+W=175(b)全塔苯的衡算为Dx+0.0235W=175X0.44D

15、(c)联立式a、b、c,解得W=95kmol/hD=80kmol/hx=0.935D4在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量F为4000kg/h,组成x为0.3（二硫化碳的质量分率，下同）。若要求釜液组成x不大于0.05,馏出液中二硫化碳的回收率Fw为88%，求馏出液的流量和组成，分别以摩尔流量和摩尔流率表示。（二硫化碳的分子量为76,四氯化碳的分子量为154）解：进料组成釜残液组成原料液的平均分子量M=0.4648X76+0.5352X154=F117.75kg/kmol进料量F=4000/117.75=33.97kmol/h由题意Dx/Fx=0.88DF所以D

16、x=0.88X33.97X0.4648D(a)全塔总物料衡算为D+W=33.97(b)全塔苯的衡算为Dx+0.0964W=33.97X0.4648D(c)联立式a、b、c，解得W=19.65kmol/hD=14.32kmol/hx=0.97（摩尔分率）D5氯仿（CHCl）和四氯化碳（CCl）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.9534（摩尔分率），馏出液流量为50kmol/h,平均相对挥发度比=1.6，回流比R=2。求：（1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；（2）精馏段各板上升蒸气量V及下降液体量L（以kmol/h表示）。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。解：（1）由题知，

17、y=x=0.95,R=21D由相平衡方程，得即由精馏段操作线方程则（2）V=L+D，L/D=R，V=（R+1）DV=3X50=150kmol/h，L=2X50=100kmol/h6连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下:精馏段y=0.8x+0.172提馏段y=1.3x-0.018求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。R1解：由精馏段操作线方程卩皑=市显十wnD，得R=4；，得x=0.86D将提馏段操作线方程与对角线方程y=x联立解得x=0.06,艮卩x=0.06w将两操作线方程联立解得x=0.38因是泡点进料，q=1,q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，x=0.38F7某连续精馏操作中

18、，已知操作线方程为：精馏段：y=0.723x+0.263提馏段：y=1.25x-0.0187若原料液于露点温度下进入精馏塔中，求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。解：由精馏段操作线方程，得R=2.61；，得x=0.95D将提馏段操作线方程与对角线方程y=x联立解得x=0.07，即卩x=0.07w将两操作线方程联立7=0.723x-bO.263y=1.25-O.O1S7解得x=535y=65因是露点进料，q=0,q线水平，两操作线交点的纵坐标即是进料浓度，x=0.65F8用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。原料液中含A0.44,馏出液中含A0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.6