化工原理蒸馏部分模拟试题及答案复习过程

化工原蒸部模拟题答案一、填空精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大所理论板越少操作能增加随回流比的逐渐增大操费和设备费的总和将呈现先降后升的化过程。精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数小（增大、减小蒸釜中所需加热蒸汽消耗量增（大、减顶冷凝器中冷却介质消耗量小（大、减小所需塔径增（大、减小分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进状况中,冷液体进的q值大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最,分所需的总理论板数最少。相对挥发度=1示不能用普通精馏分离分能萃精馏或恒沸精馏分离。5某元混合物，进料量为100kmol/h，x=0.6，要求得到塔顶x不于0.9，则塔顶最大产量为66.7kmol/h。精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔上升蒸气。负荷性能图有五条，分别是液上限线、液上限线、雾沫夹带线、漏线和液泛线。二、选择1已q=1.1，则加料中液体量总加料量之比为。A1.1:1B1:1.1C1:1D0.1:12精中引入回流，下降的液相上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是D。液相中易挥发组分进入汽相；汽相中难挥发组分进入液相；液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。3某元混合物其A为挥组分，液相组成x，相应的泡点为t与相平衡的汽相组成，应的露点为，At=t

Bt<t

Ct>t

D不定4某元混合物，进料量为100kmol/h，x=0.6，要求得到塔顶x不于0.9，则塔顶最大产量为A60kmol/hB66.7kmol/hC90kmol/hD不能定5精操作时，若F、D、x、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组x变化A变B变C不D不确定6在一元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则顶温度A，顶低沸点组浓度B，塔底温度C，底低沸点组分浓度A。A升B下C不D不确定7某元混合物回条x=0.3，yA0.9B0.3C0.8540.7948某元混合物，其中A为易发组分，液相组成=0.4，相应的泡点为t，相成为11y=0.4，相应的露点组成为t，则。At=t

Bt

Ct

D不判断9某元混合物，，回流条件下x，则y=DA0.9B0.3C0.8540.79410精馏的操作线是直线，主要于以下原因D。A理板假定B理物系C塔泡点回流D恒尔流假设11某板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是B。塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作塔板脱落，理论板数减少，应停工检修降液管折断，气体短路，需更换降液管12板式塔中操作弹性最大的是B。A筛板塔B浮塔泡塔13下列命题中不正确的为A。A上气速过大会引起漏液B升气速过大会引起液泛C上气速过大会使塔板效率下降D上气速过大会造成过量的液沫夹带14二元溶液连续精馏计算中，料热状态的变化将引起以下线的变化B。A平线B操线与qC衡线与操作线D平线与q线15下列情况D不是诱降液管液泛的原因。A液气负荷过大B过量沫夹带C塔板间距过小过量漏液三、计算塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所的气、液两相互成平衡。气相作产品，液相作回流，参见附图。塔顶产品组成为：全凝时x，凝时为y。该系统符合摩尔流的假D0定，试推导此时的精馏段操作线方程。解：由精馏段一截面与塔顶（括分凝器在内）作物料衡算。Vy，若流比为R0LD1yy则VRR对于全凝时x精馏段操作线DR

y

x

D

y分凝器可知：当选用的回流比一致，且

x

D

y

0

时两种情况的操作线完全一致。在

yx

图上重合，分凝器相当于一块理论板。2用一馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h，挥发组分x=0.5，泡点进料，得塔顶产品x=0.9，塔底釜液x=0.05皆摩尔分率作流比R=1.61，物系平均相对挥发度α=2.25，顶为全凝器求：塔顶和塔底的产品量kmol/h第一块塔板下降的液体组成x为少；DD写出提馏段操作线数值方程；最小回流比。解）顶塔底的产品量kmol/hF=D+W=100D0.05100F

上述两式联立求解得W=47.06kmol/h（2）第一块塔板下降的液体组x为少；因塔顶为全凝器，

y11x1

1y1

0.90.9

（3）写出提馏段操作线数值方；VRD52.94138.17L

52.94185.23则

y

m

V

x

Wx185.2347.06V138.17（4最小回流比。

泡点进料，q=1,

xq

1x

11.25

R

min

yq

0.6920.692

3一馏塔，原料液组成为0.5（尔分率和气进料，原料处理量为1，顶、塔底产品量各为50kmol/h。已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：塔顶、塔底产品组成；全凝器中每小时冷凝蒸气量；蒸馏釜中每小时产生蒸气量若全塔平均α=3.0，顶第一块塔板默弗里效率E=0.6求离开塔顶第二块塔板的气相组成。解）塔顶、塔底产品组成；因

(R

，

R=5

又

x

D

(R

0.15

，

DWDnWDn由物料衡算

FxFDW得

x0.50.9)/50W（2）全凝器中每小时冷凝蒸气；（）（3）蒸馏釜中每小时产生蒸气；q=0V=V-F=300（4）求离开塔顶第二块塔板的相组成。E

x0.6x1

，

xy1

1

1y1

30.9

故

0.910.90.75

0.81y0.810.15124在常压精馏塔内分离苯和甲混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，和蒸汽进料。已知进料量为150kmol/h，料组成为0.4（摩尔分率流比为，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。求：（1）塔顶馏出液及塔釜采出液成精段操作线方程提段操作线方程回流比与最小回流比的比值全流操作时塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6，全凝器液相组成为0.98，由塔顶第二块板上升的气相组成。解）塔顶馏出液及塔釜采出组成；由

FxF

D

（）0.95FxxFWF=D+W+150DxFx0.4DWF联立（）求解得：W=87.3kmol/h，x=0.0206，x=0.928（2）精馏段操作线方程；

y

n

RxxDR

0.1856n（3）提馏段操作线方程；y

LV

x

Vmm饱和蒸气进料，故q=0

VF

，

L

则

RD(R(R

m（4）回流比与最小回流比的比；R

min

yDqq

q，

y0.4qF由

1x

得

x0.2125q

min

0.40.2125

，

min

1.42（5）求由塔顶第二块板上升的相组成。

mV

y

0.6

，而

1x

全回流时，

x21

1

y121x1y1

2

，

代入上式可得：

5在常压精馏塔内分离苯和甲混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔馏出液中含苯0（上均为摩尔分率回率不低于90%，泡点进料，泡点回流。，取回流比为最小回流比的1.5倍试求）塔顶产品量D、塔底残液量W及成x最小回流比精馏段操作线方程提馏段操作线方程）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？）改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流，所需理论板数为多少？解）塔顶产品量D、塔底残量组成x；由

1000D，得：DFx0.9

/hW=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算得（2最小回流比；

FxDxWxFDx(10004000.9)/600W泡点进料，q=1,

xqF

1x

Q

1

0.625nnR

min

yq

0.6250.625

1.22精馏段操作线方程；R

min

y

n

RxxDR

0.646xn提馏段操作线方程；VR2.831132L

qFRD1.83则

ym

6000.0667xWxVV

0.0353（5从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成

1x10.0667由操作线方程

y

m

xm得

y1.53x（6若改用饱和蒸汽进料，仍用4）中所回流比，所需理论板数又为多少。饱和蒸气进料，q=0

yx0.4qF由

q

q1x

得

x0.21q因

Rmin，min

yqq故

0.21

6用连续精馏塔分离-甲混合溶液料液中含苯0.40顶出液中含苯（上均为摩尔分率料液为气液混合进料，其中蒸汽占1/3摩尔数比-甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最回流比的倍，求：（1）原料液中汽相及液相的组；FFnnFFnn最小回流比；若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二快理论板下降的液体组成。解）设原料液液相组成为

F

，汽相组成为

F

（均为摩尔分率）

F则

2133

0.4

（1）

1x

（2）联立（）和2）式，可得：

0.326FFR（2）min因q=2/3，

yDqq

qFqq

（3）

2.5x1x

）联立（）（）可得

x0.548q所以

min

0.5480.222（3精馏段操作线方程为

×1.8=3.6y

n

Rx3.6xDx0.207RxD

1x

则

0.8841由

0.783x0.2071

得

2.51x

2某平均相对挥发度为的想溶液，其中易挥发组分的组成为（摩尔百分率，以下同泡点下送入精馏塔中，要求馏出液中易挥发组分组成不小于90%残液中易挥发组分组成不大于，试用计算方法以下各项：每获得出液时原料液用量；若回流比为1.5它相当于最小回流比的若干倍；（3回流比

为时精馏段需若干层理论板；n2n2（4假设料液加到板上后加板上溶液的组成不变仍为0.6求上升到加料板上蒸汽相的组成。解（1）原料用量依题意知馏出液量

，在全塔范围内列总物料及易挥发组分的衡算，得：或

DFxFDW0.60.02W

由上二式解得，收集

1kmol

的馏出液需用原料液量为：

1.52kmol（2回流比为最小回流比的倍数以相对挥发度表示的相平衡关系为：

x1x

(c)当

F

时，与之平衡的气相组成为：

q

12(0.6)

0.818由于是泡点进料，在最小回流比下的操作线斜率为：因此解得故操作回流比为最小回流比的

RyminRminmin4倍0.376

0.90.6

0.273（3精馏段理论板数当回流比

R1.5

，相对挥发度为时精馏段的平衡关系为式示，操作线为：y

n

RxxDR

0.6x1.51.5

()由于采用全凝器故

x

D

0.9

，将此值代入式解

。然后再利用式

算出

，又利用式

算出

，直至算出的

等于或小于

F

为止。兹将计算结果列于本例附表中。（4上升到加料板的蒸汽相组成

板的序号

气相组成

液相组成

提馏段操作线方程为

：

0.9

/

L/LqF

W

<由于泡点进料，故。又F将以上数据代入提馏段操作线方程：

及/

1.5/1.208x