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化工原理复习4小练习题(2)

★习题:

蒸馏是分离 的一种方法,其分离依据是混合物中各组分的 ,分离的条件是 。

答案: 均相液体混合物 挥发性差异

造成气液两相系统

★习题:

在t-x-y 图中的气液共存区,气液两相温度 ,但气相组成 液相组成,而两相的量可根据 来确定。

答案: 相等 大于

杠杆规则

★习题:

当气液两相组成相同时,则气相露点温度 液相泡点温度。

答案: 大于 (每空1分)

★习题:

双组分溶液的相对挥发度α是溶液中 的挥发度对

的挥发度之比,若α=1表示 。物系的α值愈大,在x-y 图中的平衡曲线愈 对角线。

答案: 易挥发组分 难挥发组分

不能用普通蒸馏方法分离 远离

★习题:

工业生产中在精馏塔将 过程和

过程有机结合起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区别。

答案: 多次部分气化 多次部分冷凝

回流

★习题:

精馏塔的作用是 。

答案: 提供气液接触进行传热和传质的场所。

★习题:

在连续精馏塔,加料板以上的塔段称为 ,其作用是

;加料板以下的塔段(包括加料板)称为

,其作用是 。

答案: 精馏段 提浓上升蒸汽中易挥发组分

提馏段 提浓下降液体中难挥发组分

★习题:

离开理论板时,气液两相达到 状态,即两相 相等,

互成平衡。

答案: 平衡 温度

组成

★习题:

精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因有(1)

和(2) 。

答案: 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶

(每空2分,共4分)

★习题:

精馏过程回流比R 的定义式为 ;对于一定的分离任务来说,当R= 时,所需理论板数为最少,此种操作称为 ;而

R= 时,所需理论板数为∞。

答案: R= D L

∞ 全回流 Rmin

精馏塔有进料热状况,其中以进料q值最大,进料温度

泡点温度。

答案:五种冷液体小于

★习题:

某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则回流比等于

,馏出液流量等于,操作线方程为。

答案:∞零

y n+1=x n

★习题:

在操作的精馏塔中,第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2;则它们的大小顺序为最大,第二,第三,而

最小。

答案: y1 y2 x1 x2

★习题:

对于不同的进料热状况,x q、y q与x F的关系为

(1)冷液进料:x q x F,y q x F;

(2)饱和液体进料:x q x F,y q x F;

(3)气液混合物进料:x q x F,y q x F f;

(4)饱和蒸汽进料:x q x F,y q x F;

(5)过热蒸汽进料:x q x F,y q x F;

(1)答案:大于大于

(2)等于大于

(3)小于大于

(4)小于等于

(5)小于小于

★习题:

L

精馏操作时,增大回流比R,其他操作条件不变,则精馏段液气比

V

(),馏出液组成x D ( ),釜残液组成x W ( ).

A 增加

B 不变

C 不确定 D减小

答案:A A D

★习题:

精馏塔的设计中,若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料,回流比及其他条件维持不变,则所需的理论塔板数N T(),提馏段下降液体流量L/()。

A 减小

B 不变

C 增加

D 不确定

答案: A C

★习题:

对于饱和蒸汽进料,则有L'()L ,V'()V。

A 等于

B 小于

C 大于

D 不确定

答案: A B

★习题:

精馏塔中由塔顶向下的第n-1,n,n+1层塔板,其气相组成关系为()

A y n+1>y n>y n-1

B y n+1=y n=y n-1

C y n+1

D 不确定

答案: C

★习题:

某两组分混合物,其中A为易挥发组分,液相组成x A=0.4,相应的泡点温度为t1,气相组成y A=0.4,相应的露点温度为t2,则()

A t1

B t1= t1

C t1> t1

D 不能判断

答案: A (1 分)

★习题:

完成某分离任务需理论板数为N T=7(包括再沸器),若E T=50%,则塔需实际板数(不包括再沸器)为()

A 14 层

B 10层

C 12层

D 无法确定

答案: C

★习题:

若进料量、进料组成、进料热状况都不变,要提高x D,可采用()

A、减小回流比

B、增加提馏段理论板数

C、增加精馏段理论板数

D、塔釜保温良好

答案: C

★习题:

在精馏操作中,若进料位置过高,会造成()

A、釜残液中易挥发组分含量增高

B、实际板数减少

C、馏出液中难挥发组分含量增高

D、各组分含量没有变化

答案: C

★习题:

精馏塔采用全回流时,其两操作线()

A、与对角线重合

B、距平衡线最近

C、斜率为零

D、在y轴上的截距为1

答案: A

★习题:

精馏的两操作线都是直线,主要是基于()

A、理论板的概念

B、理想溶液

C、服从拉乌尔定律

D、恒摩尔流假设

答案: D

★习题:

当x F、x D、x W和q一定时,若减小回流比R,其他条件不变,则()

A、精馏段操作线的斜率变小,两操作线远离平衡线

B、精馏段操作线的斜率变小,两操作线靠近平衡线

C、精馏段操作线的斜率变大,两操作线远离平衡线

D、精馏段操作线的斜率变大,两操作线靠近平衡线

答案: B

★习题:

理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比()

答案:(√) (1分 )

★习题:

从相平衡x-y图中可以看出,平衡曲线距离对角线越近,则表示该溶液越容易分离()答案:(×)

★习题:

用于精馏计算的恒摩尔液流假定,就是指从塔两段每一层塔板下降的液体摩尔流量都相等()

答案:(×)

★习题:

精馏段操作线的斜率随回流比的增大而增大,所以当全回流时精馏段操作线斜率为无穷大

()

答案:(×)

★习题:

用图解法求理论塔板数时,适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上()答案:(√)

★习题:

当进料量、进料组成及分离要求都一定时,两组分连续精馏塔所需理论塔板数的多少与(1)操作回流比有关()(2)原料液的温度有关()

答案:(1)(√)(2)(√)

★习题:

对于精馏塔的任何一层理论板来说,其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度()

答案:(√)

★习题:

当F、x F一定时,只要规定了分离程度x D和x W,则D和W也就被确定了()

答案:(√)

★习题:

当精馏操作的回流比减少至最小回流比时,所需理论板数为最

小()

答案:(×)

★习题:

在精馏操作中,若进料的热状况不同,则提馏段操作线的位置不会发生变化()

答案:(×)

★习题:

简述在定压下,苯-甲苯混和液的t-x-y图中的两条曲线和三个区域的名称。

答案:答:图中有两条曲线:下方曲线为t-x线,称为饱和液体线或泡点线;上方曲线为t-y线,称为饱和蒸气线或露点线。

两条曲线将t-x-y图分成三个区域:饱和液体线以下区域称为液相区;饱和蒸气线以上区域称为过热蒸气区;两曲线之间的区域称为气、液共存区。

★习题:

简述精馏原理,实现精馏定态操作的必要条件是什么?

答案:答:精馏原理:精馏是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。

上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。

★习题:

连续精馏流程中主要由哪些设备所组成?还有哪些辅助设备?

答案:答:主要由精馏塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。辅助设备有:原料液预热器、产品冷却器、回流液泵等。

★习题:

简述恒摩尔流假定。在精馏计算中有何意义?

答案:答:恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段,本段各板上升蒸气摩尔流量相等,下降液体摩尔流量相等,但两段之间不一定相等。

意义是精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的,这样可简化精馏计算。

★习题:

写出实际生产中加入精馏塔的原料的五种热状况及它们的q值。

答案:答:原料的五种热状况为:(1)冷液进料,q>1。

(2)饱和液体进料,又称泡点进料,q=1。

(3)气、液混合物进料,q=0~1。

(4)饱和蒸气进料,又称露点进料,q=0。

(5)过热蒸气进料,q<0。

★习题:

何谓适宜回流比?在精馏设计计算中怎样确定?其围如何?

答案: 答:精馏操作费用和设备投资费用之和为最低时的回流比,称为适宜回流比。 在精馏设计计算中,一般不进行经济衡算,常采用经验值。(1.5分)

据生产数据统计,适宜回流比的围可取为:R =(1.1~2)Rmin 。(1.5分)

★习题:

什么时全塔效率E T ?在精馏设计中E T 如何确定?

答案: 答:全塔效率ET 又称总塔板效率,是指一定分离任务下,所需理论塔板数NT 和实

际板数NP 的比值,即ET =P T

N N ×100%。

在精馏设计中,由于影响ET 的因素非常复杂,故一般用经验或半经验公式估算,也可采用生产实际或经验数据。

★习题:

简述什么叫填料精馏塔的等板高度HETP ?

答案: 答:假想在填料塔,将填料层分为若干个高度单元,每个单元的作用相当于一层理论板,此单元填料高度称为理论板当量高度,又称为等板高度,以HETP 表示。

★习题:

通常对特定的精馏塔和物系,影响精馏操作的因素有哪些?

答案: 答:影响因素有:(1)塔操作压强(2)进、出塔的物料流量(3)回流比(4)进料组成和热状况(5)再沸器和冷凝器的传热性能和条件(6)设备散热情况(每个影响因素给0.5分,6个共3分)

★习题:

简述间歇精馏的操作方式和适用场合。

答案: 答:间歇精馏的操作方式有三种:(1)恒回流比操作。(2)恒馏出液组成操作。(3)以上两种操作联合的组合式操作(每点1分,合计3分)

适用场合:小批量、多品种的生产或实验场合,也适用于多组分的初步分离。

★习题:

简述什么叫恒沸精馏?

答案: 答:在混和液(恒沸液)中加入第三组分(称为夹带剂),该组分与原混和液中的一个或两个组分形成新的恒沸液,且其沸点更低,使组分间相对挥发度增大而得以分离,这种精馏方法称为恒沸精馏。

★习题:

什么叫萃取精馏?

答案: 答:萃取精馏也是在待分离的混和液中加入第三组分(称为萃取剂或溶剂),以改变原组分间的相对挥发度而得到分离。不同的是萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点要高,且不与组分形成恒沸液。

七、吸收

★习题

吸收操作的依据是_____,以达到分离气体混合物的目的。混合气体中,能够溶解于溶剂中的组分称为_____或_____。

答案: 各组分在同一种溶剂中溶解度的差异吸收质(0.5分)溶质(0.5分)

'

5 1.4663.41

OG Ya OG V Z H K N Ω====

★习题

若某气体在水中的亨利系数E 值很大,说明该气体为_____气体。在吸收操作中__压力和_____湿度可提高气体的溶解度,有利于吸收。

答案: 难溶 增加 降低

★习题

对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数E _____,相平衡常数m _____,溶解度系数H _____。

答案:不变减小不变

★习题

由于吸收过程中气相溶质分压总是_____溶质的平衡分压,因此吸收操作线总在平衡线的_____。

答案:大于上方

★习题

当V,Y1,Y2及X2一定时,增加吸收剂用量,操作线的斜率____,吸收推动力____;此斜率又称为___。

答案:增大增加液气比

★习题

吸收因数S可表示为_____,它是_________与_______得比值。答案: Mv/L 平衡线斜率m 操作线斜率L/V

★习题

当吸收剂用量为最少用量时,吸收过程的推动力为_____,则所需填料层高度将为___。

答案:零无限高

★习题

双膜理论是将整个相际传质过程简化为__________。答案:经由气、液两膜层的分子扩散过程

★习题

吸收过程中,K Y是以_____为推动力的总吸收系数,它的平位是_____。

答案: Y-Y* Kmol/(m2﹒s)

★习题

用水吸收氨-空气混合气体中的氨,它是属于_____控制的吸收过程,对于该过程来说,要提高吸收速率,则应该设法减小_____。

答案:气膜气膜阻力

★习题

若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为1/K L=1/K L+H/K G,其中1/K L表示_____,当_____项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。

答案:液膜阻力 H/KG

★习题

在吸收过程中,由于吸收质不断进入液相,所以混合气体量由塔底至塔顶_____。在计算塔径时一般应以_____的气量为依据。

答案:逐渐减少塔底

★习题

求传质单元数时,对于低浓度气体吸收,当平衡线为直线可用_____法,当平衡线为弯曲程度不大的曲线时可用_____法,当平衡线为任意形状曲线时可用_____法。答案:解析法梯形图解图解积分

★习题

有利于吸收操作的条件())(A)温度下降,总压上升(B)温度上升,总压下降

(C)温度、总压均下降(D)温度、总压均上升

答案:(A)

★习题

对于一定的物系,当温度升高时,溶解度系数H与相平衡常数m的变化为()

答案:(D)

★习题

“液膜控制”吸收过程的条件是()

(A)易溶气体,气膜阻力可忽略。(B)难溶气体,气膜阻力可忽略。

(C)易溶气体,液膜阻力可忽略。(D)难溶气体,液膜阻力可忽略。

答案:(B)

★习题

吸收操作的作用是分离()

(A)气体混合物。(B)液体均相混合物。

(C)气液混合物。(D)部分互溶的液体混合物。

答案:(A)

★习题

当Y,Y1,Y2及X2一定时,减少吸收剂用量,则所需填料层高度Z与液相出口浓度X1的变化为()

(A)Z,X1均增加。(B)Z,X1均减小。

(C)Z减少,X1增加。(D)Z增加,X1减小。

答案:(A)

★习题

在一符合亨利定律的气液平衡系统中,溶液在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为()

(A)正值。(B)负值。

(C)零。(D)不确定。

答案:(D)

★习题

在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力(以液相组成差表示)为()

(A)X*-X。(B)X-X*。

(C)Xi-X。(D)X-Xi。

答案:(A)

★习题

某吸收过程,已知气膜吸收系数Ky为4﹡10-4Kmol/(m2﹒s),液膜吸收系数Kx为8﹡10-4 Kmol/(m

2﹒s),由此可判断该过程()

(A)气膜控制。(B)液膜控制。

(C)判断依据不足。(D)双膜控制。

答案:(C)

★习题

在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L/V为2.7,平衡关系可表示为Y=1.5X(X,Y为摩尔比),溶质的回收率为90%,则液气比与最小液气比的比值为()(A)1.5。(B)1.8。

(C)2。(D)3。

答案:(C)

★习题

在填料塔中用清水吸收混合气中的氨,但用水量减少时,气相总传质单元数N OG将()(A)增加。(B)减小。

(C)不变。(D)不确定。

答案:(A)

★习题

用水吸收空气中微量氨的操作,在一定的温度和压强下,只要用水量足够小,接触时间足够长,就能得到很浓的氨水()

答案:(X)

★习题

用水吸收氧的操作,可视为液膜控制的吸收过程()

答案:(√)

★习题

以气相组分或液相组成表示总推动力的总吸收速率方程式,都不能直接用于全塔计算()答案:(√)

★习题

定态操作的连续逆流吸收塔,其操作线方程式与塔操作温度和压强都有关()