“化工原理”第6章《精馏》复习题.

《化工原理》第六章“精馏”复习题

一、填空题

1. 在汽-液相平衡的t-x-y图中,沸点与液相组成的关系曲线,称为________,沸点与汽相组成的曲线,称为____________.( ***答案***液相线(或泡点线) 汽相线(或露点线))

2. 在汽-液相平衡的t-x-y图中, 液相线与汽相线将图平面平分为三个区:汽相线以上的区域称为________,液相线以下的区域称为_________,汽.液相线之间的区域为___________.

(***答案*** 汽相区液相区汽液共存区)

3. 在y-x图中,以A组份标绘的平衡曲线在对角线的左上方,则表示A组分比B组分的挥发度______.平衡曲线若在对角线的右下方,则表示A组分比B组分挥发度_____. (***答案*** 高低)

4. 精馏过程,就是利用混合液的各组分具有不同的__________,利用_____________、_____________的方法,将各组分得以分离的过程. （***答案*** 沸点(或挥发度) 多次部分汽化多次部分冷凝)

5. 某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成xf=0.35,系统的平均相对挥发度α=2.44, 当xf=0.93时,达到此分离要求的最小回流比Rmin=____. (***答案*** 1.66)

6. 当塔板中上升的汽相与下降液相之间达到＿＿＿＿＿时，该塔板称理论塔板。

***答案*** (相平衡)

7. 分离某些α接近1的物系时,可采用一些特殊的精馏方法,如_______，_________.

(***答案***萃取精馏恒沸精馏)

8. 分离要求一定。当回流比为一定时，在五种进料状况中，＿＿＿＿进料的ｑ值最大，其温度＿＿＿＿＿＿，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离＿＿＿＿，分离所需的总理论板数＿＿＿＿＿＿＿＿。(***答案***冷液ｔF ＜ｔ泡最远最少)

9. 精馏过程设计时，增大操作压强，则相对挥发度＿＿＿＿，塔顶温度＿＿＿＿，塔釜温度＿＿＿＿。（增大，减小，不变，不确定）(答案: 减小，增加，增加)。

10. 对一定组成的二元体系，精馏压力越大，则相对挥发度＿＿＿＿＿＿，塔操作温度＿＿＿＿对分离＿＿_＿＿＿。( 越小越高越不利)

11. 精馏操作的依据是混合液中各组分的＿＿＿＿＿差异。实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(挥发度。塔顶液相回流塔底上升气流)

12. 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐＿＿＿，其沸点则逐渐＿＿＿。(*答案* 减小升高)

13. 试述五种不同进料状态下的q值：（1）冷液进料＿＿＿＿；（2）泡点液体进料＿＿＿＿＿；（3）汽液混合物进料＿＿＿；（4）饱和蒸汽进料＿＿＿＿；（5）过热蒸汽进料＿＿＿_____。(***答案***（1）ｑ＞1（2）ｑ＝1（3）0＜ｑ＜1（4）ｑ＝0 （5）ｑ＜0）

14. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：（1）回流比等于＿＿＿；（2）馏出液量等于＿＿＿；（3）操作线斜率等于＿＿＿。（以上均用数字表示）(∞；0；1) 15. 某精馏塔的设计任务为：原料为F，xF，要求塔顶为xD塔底为xW。设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N＿＿＿，提馏段上升蒸汽量V'＿＿＿＿，提馏段下降液体量L'＿＿，精馏段上升蒸汽量V＿＿＿＿，精馏段下降液体量L＿＿＿＿。（增加，不变，减少）(***答案***减少，增加，增加，不变，不变。)

16. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持F，xf，

回流比R和提馏段上升蒸汽量V'不变，则此时D＿＿＿＿，xd＿＿＿＿，W＿＿＿＿，xw ＿＿＿＿＿＿。（增加，不变，减少，无法确定）(***答案*** 减少，增加，增加，增加) 17. 精馏塔中的恒摩尔流假设，其主要依据是各组分的＿＿__＿＿＿＿＿＿，但精馏段与提馏段的摩尔流量由于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿影响而不一定相等。(***答案*** 摩尔潜热相等进料状态的不同)

18. 某精馏塔操作时，F，xF，q，D保持不变，增加回流比R，则此时xD＿＿＿，xW＿＿＿＿V＿＿＿＿，L/V＿＿＿＿。(***答案*** 增加，减少，增加，增加。)

19. 精馏过程的回流比是指，最小回流比是指。

(***答案*** 回流量与塔顶产品量之比；塔板数为无限多时的回流比的极限值)

20. 简单蒸馏的主要特点是(1)＿＿＿＿＿＿＿；(2)＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** ①不稳定操作②R＝0

21. 如图所示

ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（填空题27题附图）（填空题33题附图）（选择题3题附图）

(***答案***ａ）（xn-1，yn）;ｂ）（xn，yn）;ｃ）（xn ，yn+1）;ｄ）xn-1-xn; ｅ）yn-yn+1) 22. 某连续精馏塔,进料状态q＝1，D/F＝0.5（摩尔比），xF＝0.4（摩尔分率），回流比R＝2，且知提馏段操作线方程的截距为零。则：提馏段操作线方程的斜率（L’/V’）＝＿＿＿，馏出液xD＝＿＿＿＿。

***答案*** y＝（L’/V’）x－WxW/ V’，∵D/F＝0.5 , xW＝0，又ｑ＝1

∴L’/V’＝（R×（D/F）＋1）/（（R＋1）×D/F）＝（2×0.5＋1）/（3×0.5）＝4/3，xD＝xF/（D/F）＝0.4/0.5＝0.8

23. 操作中精馏塔，保持F，q，xF，D不变。（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则xD＿＿＿＿，xW＿＿＿＿；（2）若R增大，则xD＿＿＿＿，xW＿＿＿＿，L/V＿＿＿＿。（增加，减小，不变，不确定）( ***答案*** （1）减少，增加。（2）增加，减少，增加。)

24. 精馏塔在操作过程中进料组成不变，进料量适当增加，则塔顶组成xD将＿＿＿＿，塔釜组成xW将＿＿＿＿＿（泡点液体进料）。(***答案*** 不变; 不变)

25. 精馏塔操作时,保持F，xF，q，R不变，增加塔底排液量W，则：xD＿＿＿＿，L/V＿＿＿＿，xW＿＿＿＿。（增大，减少，不变，不确定）(***答案*** 增大，不变，增大。)

26. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对____________和____________的物系，采用第三组分的办法改变原物系的____________。（恒沸物体系、沸点相差很小；相对挥发度）

27. 板式精馏塔中每层塔板的作用_________________________________________。

( ***答案*** 提供气、液两相接触场所，在塔板上及其板上方空间进行传热和传质作用。)

28. 常压下沸点为185℃与水不互溶的A组分，若采用水蒸汽蒸馏方法，在常压下，此不互溶的混合物的沸点会降至________℃以下。(***答案*** 100)

29. 对现有一个精馏塔，若将其回流比增大时，其需要的理论板数会_______，产品的浓度会_______。(***答案*** 减少；增加)

二、选择题（2分）

1. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA＝0.6相应的泡点为ｔb，与之相平衡的汽相组成yA＝0.7，相应的露点为ｔd，则：（）。(A.)

A. ｔb＝ｔd;

B. ｔb＜ｔd;

C. ｔb＞ｔd;

D. 不能判断

2. 精馏中引入回流，下降的液相与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.)

A. 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. 液相中易挥发组分和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和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。

3. 某二元混合物，汽液相平衡关系如图。ｔ1和ｔ2分别表示图中相应点的温度。则：（）(D)

A. ｔ1＝ｔ2;

B. ｔ1＜ｔ2;

C. ｔ1＞ｔ2;

D. 不能判断.

4. 精馏塔设计时，若F，xF，xD，xW，V均为定值，将进料热状态从q＝1变为q＞1，设计所需理论板数：（）(B.)

A. 多；

B. 少；

C. 不变；

D. 判断依据不足。

5. 某精馏塔精馏段理论板数为N层，提馏段理论板数为N层，现因设备改造，使提馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、xF、q、R，V等均不变，则此时:（）(A) A. xD减小，xW增加； B. xD减小，xW不变；

C.xD,xW减小；

D.xD减小,xW的变化视具体情况而定

6. 具有正偏差的非理想溶液中，相异分子间的吸引力较相同分子间的吸引力（）。(B)

A. 大；

B. 小；

C. 一样

7. 非理想溶液不一定都有恒沸点，只有对拉乌尔定律有明显的（）的非理想溶液才具有恒沸点。 A. 偏差小； B. 偏差大 C. 偏差中等

(B)

8. 精馏操作进料的热状况不同，q值就不同，沸点进科时，q值为（）；冷液进料时，q值（）。

A. 0；

B. ＜0；

C. 1 ；

D. ＞ 1 (C；D)

9. 在指定条件下进行精馏操作，所需的实际板数较理论板数（）。(A)

A. 为多；

B. 为少；

C. 相等；

10. 精馏段操作线的斜率为R/（R+1），全回流时其斜率等于（）。(B)

A. 0；

B. 1；

C. ∝；

11. 从沸点一组成图中可以看出：只有将混合液加热到（）才能从混合液中分出易挥发组分增多的蒸汽。(C)

A. 液相区；

B. 气相区；

C. 气液共存区

12. 常压下沸点为185℃与水不互溶的A组分，若采用水蒸汽蒸馏方法，在常压下，此混合液的沸点为（）。(A)

A.〈100℃；

B. ＞185℃；

C. =100℃；

D. =185℃

13. 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（）。(A)

. 逐渐增多； B. 逐渐减少； C. 不变

14. 精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降量L'（）。(A)

A. ＞L+F;

B. ＜L+F

C. =L+F （注：L一精馏段液体下降量；F一进料量）

15. 用y一x图表示精馏塔在某一回流比操作时，其操作线的位置（）。（C）

A. 在对角线之下；

B. 与对角线重合；

C. 在对角线与平衡线之间

16. 精馏过程的理论板是指( B )。

A.进入该板的气相组成与液相组成平衡

B.离开该板的气相组成与液相组成平衡

C.进入该板的气相组成与液相组成相等

D 离开该板的气相组成与液相组成相等

17. 溶液能否用一般精馏方法进行分离取决于（ A ）

A.相对挥发度大小 B .是否为理想溶液

C.溶解度的差异

18. 在全回流操作时,说法不正确的是( C)

A.精馏段操作线、提馏段操作线与对角线重合了

B. 此时所需理论塔板数最少

C.塔顶产品的产出量最多

19. 精馏过程的恒摩尔流是指( D )。

A. 每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等

B. 每层塔板下降液体的摩尔流量相等

C. 每层塔板下降液体和上升蒸汽的摩尔流量相等

D. 精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等

20. 精馏塔进料量增加对理论板数（A）

A.无任何影响

B.使理论板数减少

C.使理论板数增加

D.使提馏段理论板数减少

21. 全回流时，y-x图上精馏段操作线的位置（C）

A.在对角线之上

B.在对角线与平衡线之间

C.与对角线重合

D.在对角线之下

22. 某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为（D）。

A.34

B.31

C.30

D.32

23. 以下说法正确的是（C）

A.最小回流比与物系的相平衡性质有关，而与混合物的分离要求无关

B.最小回流比与混合物的分离要求有关，而与物系的相平衡性质无关

C.最小回流比与物系的相平衡性质有关，也与混合物的分离要求有关

24. 二元精馏计算过程中操作线为直线，主要基于（C）

A.理想物系

B.理论板假设

C.恒摩尔假定

D.等分子反向扩散

25. 某精馏塔的馏出液量D＝50kmol/h，回流比R＝2，则精馏段之L为（A）

A100 kmol/h B50 kmol/h C25 kmol/h

26. 若要求双组分混合液分离成两个较纯的组分，则应采用（C）

A.平衡蒸馏

B.简单蒸馏

C.精馏

27. 以下关于间歇精馏的描述不正确的是（ C ）

A.间歇精馏往往采用填料塔

B.间歇精馏为一非定态过程

C.间歇精馏时全塔均为提馏段，没有精馏段

D.为保持间歇精馏时馏出液组成恒定，其回流比应不断增大。

28. 由全塔理论板数计算实际板数时，用的板效率是（ B ）。

A.点效率；

B.总板效率（塔效率）；

C.湿板效率；

D.默夫里板效率。

29. 板式塔从整体上看气液两相呈 A 接触，在板上气液两相呈 C 接触。

A.逆流

B.并流

C.错流

30. 液泛产生的原因（ A,B,C ）：

A.液体流量过大

B.上升气体速度很高

C.降液管截面积太小

31．指出以下q值错误的是（A）。

A.冷液进料: q<1

B.泡点进料: q=1

C.饱和蒸汽：q=0

D.饱和液体进料q=1

32．板式塔操作时，如果气速过小，或液体分布严重不均，则会发生( C )现象。

A. 液沫夹带;

B. 液泛;

C. 漏液。

33．精馏塔进料量增加对理论板数（A）

A.无任何影响

B.使理论板数减少

C.使理论板数增加

D.使提馏段理论板数减少

34．一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持塔顶馏出液量D、回流比R、进料状况（F、xF、q）不变，而减小操作压力，则xD、xW的变化情况是（C ）。

A.xD增大，xW增大；

B. xD减小，xW减小；

C.xD增大，xW减小；

D.xD减小，xW增大。三．判断题

1. 恒摩尔气化，即精馏塔内每块塔板的上升蒸气摩尔流量都完全相等。( ) ***答案*** ×

2. 系统的平均相对挥发度α可以表示系统的分离难易程度，α＞1，可以分离，α＝1，不能分离，α＜1更不能分离。( ) ***答案*** ×

3. 在t—x—y图中，汽相线与液相线离得越开，表示该系统越容易分离；若汽相线与液相线重合，则不能分离。（）***答案*** √

4．拉乌尔定律适用于理想溶液，亨利定律适用于稀溶液，由此二定律即可确定在一定温度和压力条件下的气液平衡关系。( ) ***答案*** ×

5．对于二元理想溶液, 相对挥发度大, 说明该物系容易分离。（）***答案*** √

6．当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数增加。（）***答案*** √

7．精馏与吸收操作分离的依据虽不同，但传质的实质是相同的。( ) ***答案*** ×8．泡罩塔、浮阀塔、筛孔塔、导向筛板塔，各有其优缺点。但综合评价时，后两种塔板表现出越来越多的优越性。（）***答案*** √

9．全回流时，y-x图上精馏段操作线的位置在对角线与平衡线之间。( ) ***答案*** ×10．恒沸精馏与萃取精馏主要是采用第三组分的办法改变原物系的溶解度大小。( ) ***答案*** ×

11．简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐减小，其沸点则逐渐升高。（）***答案*** √

12．在精馏塔的操作中要将塔顶引出的蒸汽至全凝器中全部冷凝成液体，则易挥发组成在气相中的浓度等于在液相中的浓度。（）***答案*** √

13．精馏一般在板式塔中进行，吸收只能在填料塔中进行。( ) ***答案*** ×

14．间歇精馏时全塔均为提馏段，没有精馏段。( ) ***答案*** ×

15．板式塔操作时，如果气速过小，或液体分布严重不均，则会发生液泛现象。( ) ***答案*** ×

四．问答题

1. 精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化？为什么？

***答案*** 从泡点回流改为冷液回流时，xD ↑。其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，这也有利于分离。

2. 精馏塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？

***答案*** 当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，分离能力下降，xD ↓，易挥发组分收率降低，xW ↑。

3. 精馏塔进料量对塔板层数有无影响？为什么？

***答案*** 无影响。因从图解法求理论板数可知，影响塔板层数的主要参数是xF，xD，xW，R和q。而进量的改变对上述参数都无影响，所以对塔板数无影响。

4. 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？

***答案*** 全回流时，操作线与y-x图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理板数为最少。

5. 精馏操作时为什么必须有塔顶液相回流？

答：因为塔顶回流不断地补充塔板上的易挥发组分，使塔板上的汽液组成互为平衡，维持精馏操作连续稳定进行；另外回流液又是汽相中蒸汽进行部分冷凝的冷却剂，所以精馏操作必须有回流。

6. 进料状态改变后对加料板温度有何影响？

***答案*** 根据精馏原理，在饱和温度下易挥发组分进行部分气化，难挥发组分部分冷凝，因此，进料状态改变对加料板温度没有影响。

五、计算题

1.（10分）某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55%(摩尔百分数，下同)（与此相平衡的汽相组成为75% ），要求塔顶产品含易挥发组分95%，饱和液体进料。试求：(1)求最小回流比。(2)若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为最小回流比的1.5倍时，求进料板上一板流下的液体组成。

***答案*** Rmin=（xD－ye）/（ye－xe）＝(0.95-0.75)/(0.75-0.55)=1，

xF＝xF yF=[R/(R+1)]xF-1＋xD/(R+1) ，0.75=[1.5/(1.5+1)] xF-1＋0.95/(1.5+1)，x F-1＝0.62 2.（10分）用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以kmol%计）。试求：(1)馏出液和残液各多少kmol.h -1。

(2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少？

***答案*** ①F=D+W Fx F＝DxD＋WxW W=56.2kmol.h -1 D=43.8kmol.h -1

②∵q=1 V'=V ∴L=V-D=132-43.8=88.2 R=L/D=88.2/43.6=2.02

3.（12分）在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽,其中易挥发组分的含量为0.54（摩尔分率），回流比R=3.6，提馏段操作线的斜率为1.25，截距为-0.0187，求馏出液组成xD

***答案*** q线方程: y=xF=0.54 (1)，精线方程: y=0.7826x+0.217xD(2)

提段方程: y=1.25x-0.0187=0.54 (3)。式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标xd=x=0.447

将y=0.54, xd =0.447代入(2)得xD=0.8764

4.（15分）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-1，加料组成为50%,塔顶产品组成xD＝95％,产量D＝50kmol.h-1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。求：1.Rmin(最小回流比) 2.精馏段和提馏段上升蒸汽量。3.列出该情况下的精馏段操作线方程。

***答案*** 1.y=αx/[1+(α-1)x]=3x/(1+2x)，泡点进料q=1, xe=xF=0.5,

ye=3×0.5/(1+2×0.5)=1.5/2=0.75，Rm/(Rm+1)=(0.95-0.75)/(0.95-0.5)=0.20/0.45=4/9 ，Rm=4/5=0.8

2.V=V′=(R+1)D=(2×0.8+1)×50=130kmol.h-1，

3.yn+1=[R/(R+1)]xn+xD/(R+1)=0.615xn+0.365

5. 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,试求:(1)回流比R ,(2)馏出液组成xD ,(3)进料液的q值,(4)当进料组成xF =0.44时，加料板的液体浓度；

(5)要求判断进料状态。

***答案*** yn+1=[R/(R+1)]xn+xD/(R+1)

①R/(R+1)=0.75 R=0.75R+0.75 R=0.75/0.25=3

②xD/(R+1)=0.2075 xD/(3+1)=0.2075 xD＝0.83

③q/(q-1)=-0.5 q=-0.5q+0.5 q=0.5/1.5=0.333

④0.75 x +0.2075=-0.5x+1.5xF; 0.75x+0.2075=-0.5x+1.5×0.44

1.25x=1.5×0.44-0.2075=0.4425 ; x=0.362

⑤0

6. 某精馏塔分离A，B混合液，料液为含A和B各为50％的饱和液体，处理量为100 kmol.h-1，塔顶、塔底的产品量各为50kmol.h-1，要求塔顶组成xD＝0.9 （摩尔分率），取回流比为5，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：(1)塔底产品组成；(2) 塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量；(3)蒸馏釜每小时产生蒸汽量；(4) 提馏段操作线方程式；(5)相对挥发度α=3，塔顶第一层板的板效率EmL=0.6，求离开第二块板(实际板)的上升蒸汽组成。

***答案***

⑴F×xF=D×xD+W×xW,; 100×0.5=50×0.9+50xW, xW=0.1

⑵V=(R+1)D=(5+1)×50=300(kmol.h-1)

⑶V'=V-(1-q)F=300-0=300(kmol.h-1)

⑷y(m+1) =L'×xm/V'-W×xW/V'=(5×50+100) xm /300-50×0.1/300 =1.167 xm -0.0167

⑸EmL1=(xD-x1)/(xD-x1* ) -----------(1) ;x1*=y1/(α-(α-1)y)=0.9/(3-2×0.9)=0.75,

代入(1)式: 0.6=(0.9-x1)/(0.9-0.75), x1=0.81

y2=R×x1/(R+1)+xD/(R+1)=5×0.81/(5+1)+0.9/(5+1)=0.825

7. 用常压连续精馏塔，来分离某二元理想混合液。进料为汽-液混合物进料，经分析测得：进料中汽相组成为0.59，进料中液相组成为0.365，料液平均组成为x＝0.44要求塔顶馏出液组成为0.957（以上均为易挥发组分的摩尔分率），试求：1.该二元理想混合液的平衡线方程。2.此种操作的进料线方程。 3.此种分离要求的最小回流比。

***答案*** (1) y*=αx/(1+(α-1)x* ); α=2.5; y=2.5x/(1+1.5x)

(2) qFx+(1-q)Fy=FxF; q=0.667; y=(0.667/(0.667-1))x-(0.44/(0.667-1))=-2x+1.32

(3) y=-2x+1.32 （A）; y=2.5x/(1+1.5x) （B）

联立（A）、（B）得：xe=0.365;ye=0.59; Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=1.63

8. （10分）一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为1.5；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。试求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）精馏段操作线方程。

解：（1）求塔顶和塔底产品量(6分)

由F=D+W

FxF=DxD+WxW

得D=F（xF-xW）/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)

D=61.11kmol/h

W=F-D=100-61.11=38.89kmol/h

（2）求精馏段操作线方程(4分)

yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=1.5xn/(1.5+1)+0.95/(1.5+1)

yn+1=0.627xn+0.354

9. （15分）一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为2.5。试求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程。

解：（1 ）求塔顶和塔底产品量(5分)

由F=D+W

FxF=DxD+WxW

得D=F（xF-xW）/(xD-XW)=100(0.6-0.5)/(0.95-0.05)

D=61.11kmol/h

W=F-D=100-61.11=38.89kmol/h

（2 ）求最小回流比由题可知q=0.5

q线方程为：y=0.5x/(0.5-1)-xF/(0.5-1)(2分)

y=-x+1.2 ①

平衡线方程为：y=αx/(1+(α-1)x)(2分)

y=2.5x/(1+1.5x) ②

令①=②并化简得： 1.5x2+1.7x-1.2=0

求得q线与平衡线交点：xq=0.492，yq=0.708

∴Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=1.12(3分)

（3）求精馏段操作线方程(3分)

R=1.5Rmin=1.5x1.12=1.68

yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=1.68xn/(1.68+1)+0.95/(1.68+1)

yn+1=0.627xn+0.354

10. （15分）某精馏塔分离A，B混合液，料液为含A和B各为50％的饱和液体，处理量为100 kmol.h-1，塔顶、塔底的产品量各为50kmol.h-1，要求塔顶组成xD＝0.9 （摩尔分率），取回流比为5，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：(1)塔底产品组成；(2) 塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量；(3)蒸馏釜每小时产生蒸汽量；(4) 提馏段操作线方程式。

解：⑴FxF=DxD+WxW,; 100×0.5=50×0.9+50xW, xW=0.1

⑵V=(R+1)D=(5+1)×50=300(kmol.h-1)

⑶V'=V-(1-q)F=300-0=300(kmol.h-1)

⑷y(m+1) =L'×xm/V'-W×xW/V'=(5×50+100) xm /300-50×0.1/300

=1.167 xm -0.0167

11. （10分）某精馏塔的进料成分为丙烯44%，丙烷为56%，进料量为1000kmol/ h。塔底产品中丙烯含量为2.35%，塔顶含丙烯95.7%（以上均为摩尔分率）。进料为饱和液体，回流比R为2.6 ，求操作线方程。

解：（1）精馏段操作线方程y = Rx/ (R+1) +xD/(R+1) = 0.722x+0.266

（2）提馏段操作线方程y = L'x/(L'-W) --Wxw/(L'--W)

全塔总物料衡算 F = D + W

易挥发组分 F xf, = D x d + W xw

代入数据，联立求解得；D = 446kmol / h，W = 554kmol/h L' = L +qF

L = RD y = 1.34x -- 0.0081

12. （15分）用一连续精馏塔分离苯和甲苯混合物，原料液中苯为0.44，馏出液中苯为0.957，釜液中苯为0.0235，进料为饱和液体，回流比为最小回流比的2倍，相对挥发度为2.5，求⑴列平衡方程和进料线方程；⑵最小回流比；⑶列操作线方程。

解：（1）平衡线方程：y = αx /[1+( α--1 ) x]

饱和液体进料，q= 1，进料线方程为：x = xf ,与x轴垂直。

（2）最小回流比-----进料线与平衡线交点坐标

Ri /(Ri +1) = (xd --y δ) / (xd --x δ) Ri = 1.31

（3）精馏段操作线方程：y = Rx/ (R+1) +xd/(R+1) = 0.724x+0.264

提馏段操作线方程y = L'x/(L'-W) --Wxw/(L'--W)

全塔总物料衡算 F = D + W

易挥发组分 F xf, = D x d + W xw

代入数据，联立求解得D = 446kmol / h，W = 554kmol/h

化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?

化工原理精馏习题及答案

化工原理精馏习题及答 案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

一．选择题 1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。 2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 4．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。 C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 5．再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D A 上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。 6．冷凝器的作用是提供（ ）产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B A 气相； B 液相； C 固相； D 混合相。 8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = ，要求塔顶x D 不小于，则塔顶最大产量为 （ ）。 (则W=0) B A 60 kmol/h ； B kmol/h ； C 90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的 最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =；

化工原理试卷及答案

化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ）

化工原理精馏实验报告

北京化工大学 实验报告 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法，而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元，板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况，从而计算单板效率和总板效率，并分析影响单板效率的主要因素，最终得以提高塔板效率。 关键词：精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气- 液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔 板上实现多次接触，进行传热和传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则

需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是 一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E N e 式中E —总板效率；N—理论板数（不包括塔釜）；Ne —实际板数。 2）单板效率E ml E x n 1 x n E ml * x n 1 x n* 式中E ml—以液相浓度表示的单板效率； x n，x n-1—第n 块板的和第（n-1 ）块板得液相浓度； x n*—与第n 块板气相浓度相平衡的液相浓度。 总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因素。当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高的板效率；对于不同的板型，可以在保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，已评价其性能的优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。 若改变塔釜再沸器中电加热器的电压，塔板上升蒸汽量将会改变，同时，塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化，其沸腾给热系数也将发生变化，从而可以得到沸腾给热系数也加热量的关系。由牛顿冷却定律，可知 Q A t m

化工原理练习题含答案 (1)

《化工原理》复习材料 0绪论 0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。 0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。 0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。 0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。 第一章 流体流动 一、填空题 1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的，__同一种连续__的，不可__压缩__静止流体。 1.2圆形直管内，流体体积流量一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的___16___倍；高度湍流时h f 是原值的___32___倍（忽略d ε变化的影响）。 1.3流量V q 增加一倍，孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍，转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍，孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。 1.4流体在圆形管道中做层流流动，如果只将流速提高一倍，则阻力损失为原来的___2___倍，如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的_0.25__倍。 1.5处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。流体流动时，要测取管截面上的流速分布，应选用___皮托管______流量计测量。 1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下，单位质量流体的机械能衡算式为 __常数=++ρp u gz 22_；单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++g p g u z ρ22_；单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22 ρρ_。

化工原理蒸馏—答案

蒸馏 一. 填空题 1.蒸馏是分离 __均相混合物的一种方法，蒸馏分离的依据是______挥发度差异_____。 2. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度_相同______，但气相组成____大于____液相组成。 3. 气液两相组成相同时，则气相露点温度________液相泡点温度。3.大于 4. 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度________，塔顶温度_________，塔釜温度_______，对分离过程___________。 4. 下降 升高 升高 不利 5. 两组分溶液的相对挥发度是指溶液中_______的挥发度对________的挥发度的比值，a=1表示_______。 5.易挥发组分 难挥发组分 不能用蒸馏方法分离 6. 所谓理论板是指该板的气液两相____________，且塔板上_________________。 6.互呈平衡 液相组成均匀一致 7. 某两组分物系，其相对挥发度α=3，对第n ，n-1两层理论板，在全回流条件下，已知x n =0.3，则y n-1 =_________________。 7. 0.794 8. 某精馏塔的温度精馏段操作线方程为y=0.75x +0.24，则该精馏塔的操作回流比是____________，馏出液组成为____________________。 8. R=3 96.0=D x 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是_____________和_________________。 9.塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 10. 在总压为103.3kPa 温度为95℃下，苯与甲苯的饱和蒸汽分别为0A p =155.7kPa 0B p =63.3 kPa ，则平衡时苯的液相组成为x =_________，气相组成为y=______________，相对挥发度为α=____________。 10. 411.0=x 632.0=y α=2.46 11. 精馏塔有____________进料热状态，其中__________进料q 值最大，进料温度F t ____泡点b t 。11. 五种 冷液体 小于 12. 在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62，0.70，0.75，0.82.则n y =_________，n x =________，1+n y =_________，1+n x =_______. 12. 82.0=n y 70.0=n x 75.01=+n y 62.01=+n x 13. 对于不同的进料热状态，q x ，q y 与F x 的进料关系为 （1）冷液进料，q x _________F x ， q y ___________F x （2）饱和液体进料，q x _________F x ， q y __________F x （3）气液混合物进料，q x _________F x ， q y ___________F x （4）饱和蒸汽进料，q x _________F x ， q y __________F x （5）过热蒸汽进料, q x _________F x ， q y ___________F x 13. （1）＞ ＞ （2）= ＞ （3）＜ ＞ （4）＜ = （5）＜ ＜

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 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。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法

化工原理复习题-2

第一章：流体流动与输送机械 例1-10，例1-13，例1-16，例1-17 习题：1-17, 1-20，1-28 第三章：传热 例3-2，例3-4，例3-10（1）、（2），例3-11，例3-14 1. 某厂精馏塔顶冷凝器中有Φ25× 2.5mm 的冷却水管60根，长2m ，蒸气在管外冷凝，管内是冷却水，流速为1m/s,冷却水进出口温度分别为20℃,40℃，试求： （1） 管壁对冷却水的表面传热系数。 （2） 管内壁温度。 （3） 该厂有一台与上述冷凝器传热面积相同，但管数为50根，管径仍为Φ25×2.5mm 的 换热器作为备用，问合用否？（水的物性可视为不变，用量相同） 已知：定性温度（C ?30）下水的物性：37.995m kg =ρ，s Pa ??=-310801.0μ，)C m W ??=618.0λ，()C kg J c p ???=310174.4 解 （1） 43104.2486110801.07.995102.0>=???==-μ ρ du R e 41.5618 .010801.010174.43 3=???==-λμp r c P 4.08.0023.0r e u P R N = ()C m W P R d r e ??=???==458541.54.2486102 .0618.0023.0023.04.08.04 .08.0λα （2） ()m w t t A Q -=α ()C t A Q t m w ?=+???-??????=+=3.7530202.04585204010174.47.99502.04132ππα (3)设冷却水的质量流量为m q 根601=n ，()60111U n U A n q u m ===ρ 根502=n ,()50222U n U A n q u m ===ρ 8.0u ∝α

化工原理精馏计算题word版本

4-93 已知某精馏塔塔顶蒸汽的温度为80C ，经全凝器冷凝后馏出液中苯的组成 为0.90，甲苯的组成为0.10（以上均为轻组分A 的摩尔分数），试求该塔的操作压强。 溶液中纯组分的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算，即 C t B A p o +- =lg 式中苯和甲苯的常数为 组 分 A B C 苯 6.898 1206.35 220.24 甲苯 6.953 1343.94 219.58 分析： 求塔内操作压强即是求塔内蒸汽总压p ,因此体系为理想体系，可通过道尔顿分压定律 A A py p = 及拉乌尔定律求得。 解：利用安托尼公式分别计算80℃时苯与甲苯两种纯组分饱和蒸气压，即 88.224 .2200.8035 .1206898.6lg 0 =+- =A p KPa mmHg p A 14.10158.7580 == 47.258 .2190.8094.1343953.6lg 0 =+-=B p KPa mmHg p B 35.3912.2950 == 由于全凝器中，进入塔顶的蒸气与已冷凝的馏出液组成相同，则 9.0==D A x y 由道尔顿分压定律 )() (0 00 00B A B A A A A A p p p p p p p x p p p y --=== ) 35.3914.101() 35.39(14.10190.0--=p 解得 KPa p 54.968= 4-94 苯与甲苯的混合溶液在总压KPa 3.101下经单级釜进行闪蒸，气化率为%35，若溶液中苯的组成为477.0，蒸馏后，闪蒸罐顶产物和罐底产物的组成各为多少？操作压力增大１倍 时，两产物的组成有何变化？ 分析：闪蒸即平衡蒸馏，蒸馏后罐顶产物与罐底产物实质是处于平衡状态的气液两相，其组成应既满足物料平衡关系又满足相平衡关系。 解：（１）由物料衡算式 1 1---= q x q q y F （a ） 及 )1(0 0A B A A B A x p x p p p p -+=+= (b) 和 A A A A x p p py 0 == (c) 用试差法解以上３式，即可求得罐底组成y ，罐底组成x 及平衡温度t 。 当KPa p 3.101=时，设05.95=t ℃，求得苯与甲苯的饱和蒸气压各为 072.324.22005.9535.1206898.6lg =+- =o A p KPa mmHg p A 31.1579.11790== 682.258 .21905.9594.1343953.6lg 0 =+-=B p KPa mmHg p B 03.643.4800 ==

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生：而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于：?值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a. Q.（y i —Y2）/ △ Y m,式中：△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;（Y i—丫2） /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为 （A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D ）耐火砖的黑度。 ，使空气温度由20 C升至80 C,

化工原理(1-5)章复习题及答案

化工原理(1-5)章复习题及答案 绪论 1、单元操作的定义？ 答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。 2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？ 答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。 过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。 换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。 蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。干燥：加热湿固体物料，使之干燥。 3、研究单元操作的基本工具？（不考） 答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。 ②能量衡算：能量守恒定律。

③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。 ④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。 ⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。 第一章流体流动 一、填空及选择题 1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。当地大气压为101.3×103Pa。 2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。 3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。 A、孔板流量计； B、文丘里流量计； C、测速管； D、转子流量计 4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（A）。 A、稳定段长度之后； B、稳定段长度之前；

化工原理蒸馏习题详解

蒸馏练习 下册第一章蒸馏概念 1、精馏原理 2、简捷法 3、漏液 4、板式塔与填料塔 公式 全塔物料衡算【例1 — 4】、 精馏段、提馏段操作线方程、 q线方程、 相平衡方程、 逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响 2 ?连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于 1,提 馏段液气比总是大于 1,这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为， D=W=O，此时是液汽比的极限值，即 L L 1 V V 4简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么? 1?恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂, 以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 5 ?恒沸精馏原理 6 ?试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的 操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分） 1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2?雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3. 液相流量下限线（1分） 4. 液相流量上限线（1分） 5. 液泛线（1分） 最适宜的区域为五条线相交的区域内。 7 ?进料热状况参数

&平衡蒸馏原理 9、 液泛的定义及其预防措施 10、 简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、 什么是理想物系？ 四计算题 1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（ =2.5）,进料为气液混合物，气相占 50% （摩尔分率，下 同），进料混合物中苯占 0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为 0.95和0.05,回流比取最 小回流比的1.5倍，塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为 产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？ （ 2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成 为多少？ 2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段： y n 1 0.723X n 0.263 提馏段：y n1 1.25x n 0.0187 设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。 3、在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为 （质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为 88%,要求塔釜含苯不高于 0.05，求馏出 D W F 57.35000kg/h ，组成为含苯 0.3 （苯的相对分子量为 78，甲苯92） 0.3 解：x F 78 0.336 0.3 0.7 78 92 0.05 78 0.0584 X w 0.05 0.95 78 92 M F M A x FA M B x FB 78 0.336 92 (1 0.336) F 黔心? 87.3 (5分) (1) 液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。

化工原理习题 含答案

·流体 流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图

解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。

化工原理实验精馏实验报告

北京化工大学学生实验报告 学院：化学工程学院 姓名：王敬尧 学号：2010016068 专业：化学工程与工艺 班级：化工1012班 同组人员：雍维、雷雄飞 课程名称：化工原理实验 实验名称：精馏实验 实验日期2013.5.15

北京化工大学 实验五精馏实验 摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度，得到该处液相浓度，根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。通过实验，了解精馏塔工作原理。 关键词：精馏，图解法，理论板数，全塔效率，单板效率。 一、目的及任务 ①熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 ②了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。 ③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。 ④测定部分回流时的全塔效率。 ⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。 ⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 二、基本原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。

回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E E=N/N e 式中E——总板效率；N——理论板数（不包括塔釜）； N e——实际板数。 (2)单板效率E ml E ml=(x n-1-x n)/(x n-1-x n*) 式中E ml——以液相浓度表示的单板效率； x n，x n-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度； x n*——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。 总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高板效率；对于不同的板型，可以保

化工原理精馏题

五 蒸馏 汽液相平衡 1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 0 A 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 0 B 144.8 208.4 292.8 402.6 542.8 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult 定律,且在1atm 下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t —x(y)图及y —x 图； (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x —y 值。 1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌 尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p 0 A 、p 0 B [mmHg],按下述Antoine 方程计算：式中t 为温度[℃]。 lg p 0 A =6.89740-1206.350/(t+220.237) lg p 0 B =6.95334-1343.943/(t+219.237) 1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p 0 A =106.7kPa ，p 0 B =40kPa ，液相摩尔组成为 x A =0.4，试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A ； (2) 相对挥发度α。 1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成y 1=0.96(?摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D =0.95，两个组分的相对挥发度α=2，求: (1) 出分凝器的汽相组成y D =? (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D =? 习题4附图 1.5 在1atm 下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的 1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为 y=0.46x+0.549 1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F =0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3） 1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]， 回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。

化工原理习题及答案

一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的？2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍

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1．单位体积流体所具有的（A 质量； B 粘度； C 位能； 一、单选题 ）称为流体的密度。 D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（）。D A 湍流流速＞层流流速； B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数； D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D 11.流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的 关系为（）。 B 12. 从流体静力学基本方程了解到U 型管压力计测量其压强差是 ( ) 。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U 形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U 形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U 形管粗细无关。 13.层流底层越薄 ( ) 。 C 14.双液体 U 形差压计要求指示液的密度差 ( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是 ( ) 。 C 16.层流与湍流的本质区别是： ( ) 。 D A. 湍流流速 >层流流速； B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 17. 圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。B 18.某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为 101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（）。 A

化工原理试题及答案

一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。