1、化工原理蒸儲部分模擬試題及答案一、填空1精儲過程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而進(jìn)行的。精儲設(shè)計中，回流比越大,所需理論板越仄一操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大,操作費和設(shè)備費的總而呈現(xiàn)先降后升的變化M2精儲設(shè)計中，當(dāng)回流比增大時所需理論板數(shù)減小（增大、減小），同時蒸儲釜中所需加熱蒸汽消耗量增大（增大、減小），塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量減小（增大、減小），所需塔徑增大（增大、減小）。3分離任務(wù)要求一定，當(dāng)回流比一定時，在5種進(jìn)料狀況中,冷液體進(jìn)料的q值最大，提福段操作線與平衡線之間的距離最遠(yuǎn)，分離所需的總理論板數(shù)M。4相對揮發(fā)度a=1,表示不能用普通精微分離分離，但能用萃取精儲或恒沸精微分離

2、。5某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h,xf=0.6,要求得到塔頂xd不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)量為66.7kmol/h。6精儲操作的依據(jù)是混合液中各組分的揮發(fā)度差異，實現(xiàn)精儲操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底上升蒸氣。7負(fù)荷性能圖有五條線,分別是液相上限線、液相上限線、i沫夾帶線、漏液線和液泛線。二、選擇1已知q=1.1,則加料中液體量與總加料量之比為C。A1.1:1B1:1.1C1:1D0.1:12精微中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f法是D。A液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相；B汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；C組相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時

3、進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D組相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時發(fā)生。3某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成Xa=0.6,相應(yīng)的泡點為t1,與之相平衡的汽相組成yA=0.7,相應(yīng)的露點為t2,則AAt1=t2Bt1<t2Ct1>t2D不確定4某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h,xf=0.6,要求得到塔頂xd不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)量為B。A60kmol/hB66.7kmol/hC90kmol/hD不能定5精儲操作時，若F、0xf、q、R加料板位置都不變，而將塔頂泡點回流改為冷回流，則塔頂產(chǎn)品組成Xd變化為BA變小B變大C不變D不確定6在一二

4、元連續(xù)精微塔的操作中，進(jìn)料量及組成不變，再沸器熱負(fù)荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度A,塔頂?shù)头悬c組分濃度B,塔底溫度C,塔底低沸點組分濃度A。A升高B下降C不變D不確定7某二元混合物，=3,全回流條件下Xn=0.3,則yn-1=B。A0.9B0.3C0.854D0.7948某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xa=0.4,相應(yīng)的泡點為t1,氣相組成為yA=0.4 ,相應(yīng)的露點組成為 t2,A t 1=t2B t9某二元混合物，A 0.9 B 0.31 <t 2則_BC to1>t2 D=3,全回流條件下 xn=0.3 ,則yn-1= DC 0.854 D 0.794不能判斷1

5、0精微的操作線是直線，主要基于以下原因A理論板假定C塔頂泡點回流理想物系恒摩爾流假設(shè)11某篩板精微塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應(yīng)采取的措施是BABCD塔板受腐蝕，孔徑增大，產(chǎn)生漏液，應(yīng)增加塔釜熱負(fù)荷篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴(yán)重，應(yīng)降低負(fù)荷操作塔板脫落，理論板數(shù)減少，應(yīng)停工檢修12板式塔中操作彈性最大的是A篩板塔 B 浮閥塔13下列命題中不正確的為AA上升氣速過大會引起漏液泡罩塔B上升氣速過大會引起液泛上升氣速過大降液管折斷，氣體短路，需更換降液管精選范本，供參考!會使塔板效率下降D上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶14二元溶液連續(xù)精微計算中，進(jìn)料熱狀

6、態(tài)的變化將引起以下線的變化A平衡線 B15下列情況_DA液、氣負(fù)荷過大操作線與q線 C平衡線與操作線不是誘發(fā)降液管液泛的原因。B 過量霧沫夾帶 C塔板間距過小D平衡線與q線過量漏液三、計算1某塔頂蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的氣、液兩相互成平衡。氣相作產(chǎn)品，液相作回流，參見附圖。塔頂產(chǎn)品組成為：全凝時為xD,分凝時為y0。設(shè)該系統(tǒng)符合恒摩爾流的假定，試推導(dǎo)此時的精微段操作線方程。解：由精微段一截面與塔頂（包括分凝器在內(nèi)）作物料衡算。Vy Lx Dy。，若回流比為R則y LxV對于全凝時1門0精福段操作線1xdR 1y x圖上可知：當(dāng)選用的回流比一致，且xDy0時兩種情況的操作線完全一致。在重

7、合，分凝器相當(dāng)于一塊理論板。2用一精微塔分離二元液體混合物，進(jìn)料量100kmol/h,易揮發(fā)組分xf=0.5,泡點進(jìn)料，得塔頂產(chǎn)品xd=0.9,塔底釜液xw=0.05（皆摩爾分率），操作回流比R=1.61,該物系平均相對揮發(fā)度a=2.25,塔頂為全凝器，求：（1）塔頂和塔底的產(chǎn)品量（kmol/h）;（2）第一塊塔板下降的液體組成xi為多少；(3)寫出提儲段操作線數(shù)值方程;(4)最小回流比。解：(1)塔頂和塔底的產(chǎn)品量(kmol/h);F=D+W=100(1)(2)上述兩式聯(lián)立求解得W=47.06kmol/hD=52.94kmol/hD0.9W0.05FxF1000.550(2)第一塊塔板下降的

8、液體組成xi為多少;因塔頂為全凝器,Xd必1 (X1)XiXi0.92.25 1.25 0.90.80(3)寫出提福段操作線數(shù)值方程;V(R1)D2.6152.94138.17LqFRDF1.6152.94100185.23LWxw185.2347.060.05則ym1VXmV138.17Xm138.171.34xm0.017(4)最小回流比。泡點進(jìn)料，q=1,xaxF0.5qyqxq1)Xq2.25 0.51 1.25 0.50.692RminXdyq0.90.6921.083yqXq0.6920.53精儲塔，原料液組成為0.5(摩爾分率)，飽和蒸氣進(jìn)料，原料處理量為100kmol/h,塔頂

9、、塔底產(chǎn)品量各為50kmol/h。已知精儲段操作線程為y=0.833x+0.15,塔釜用間接蒸氣加熱，塔頂全凝器，泡點回流。試求：(1) 塔頂、塔底產(chǎn)品組成；(2) 全凝器中每小時冷凝蒸氣量；(3) 蒸播釜中每小時產(chǎn)生蒸氣量(4) 若全塔平均a=3.0,塔頂?shù)谝粔K塔板默弗里效率Eml=0.6,求離開塔頂?shù)诙K塔板的氣相組成。解：(1)塔頂、塔底產(chǎn)品組成；因%R 1) 0.833,R=5 又Xd(R 1)0.15,Xd 0.90由物料衡算FXfDXdWXw得XW(1000.5500.9)/500.1(2)全凝器中每小時冷凝蒸氣量;V=(R+1)D=300kmol/h(3)蒸播釜中每小時產(chǎn)生蒸氣量

10、；_，./_q=0,V=V-F=300-100=200kmol/h(4)求離開塔頂?shù)诙K塔板的氣相組成。Em,XdX10.6,XdX1Xd1)x 1X1y1(1)y0.93 2 0.90.7540.9x1故0.6x10.81y20.8330.810.150.8250.90.754在一常壓精儲塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為2.47,飽和蒸汽進(jìn)料。已知進(jìn)料量為150kmol/h,進(jìn)料組成為0.4(摩爾分率)，回流比為4,塔頂儲出液中苯的回收率為0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率為0.95。試求：(1)塔頂儲出液及塔釜采出液組成；(2)精微段操作線方程；(3

11、)提儲段操作線方程；(4)回流比與最小回流比的比值；(5)若全回流操作時，塔頂?shù)谝粔K塔板的氣相默弗里板效率為0.6,全凝器液相組成為0.98,求由塔頂?shù)诙K板上升的氣相組成。解：(1)塔頂儲出液及塔釜采出液組成；由0.97FxfDxd(a)0.95F(1xF)W(1xW)(b)F=D+W+150(c)DxdWxwFxf1500.460(d)聯(lián)立(a)、(b)、(c)和(d)求解得：W=87.3kmol/h,D=62.7kmol/hxw=0.0206,xd=0.928(2)精微段操作線方程；RXcyn17R：Xn30.8xn0.1856R1R1(3)提儲段操作線方程；LWxwym1xmVV飽和蒸

12、氣進(jìn)料，故q=0 V （R 1） F ,L L DRRDWxwXm(R 1) F (R 1)D F1.534xm 0.011（4）回流比與最小回流比的比值;RminXd yqyq Xqq=0,yqXF 0.4(5)yqminXqni)x；xq0.2125q0.928 0.40.4 0.21252.816,/min1.42求由塔頂?shù)诙K板上升的氣相組成OEm%0.6,yy2而y全回流時，y2X1y11(1)x1X11 (1)X12.47y21 1.47 y2y10.98,代入上式可得：y20.96935在一常壓精儲塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進(jìn)料量為1000kmol/

13、h,含苯0.4,要求塔頂儲出液中含苯0.9（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于90%泡點進(jìn)料，泡點回流。已知=2.5,取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：（1）塔頂產(chǎn)品量H塔底殘液量W及組成xw；（2）最小回流比；（3）精微段操作線方程；（4）提儲段操作線方程；（5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？（6）若改用飽和蒸DXd fXT1000 0.4 0.90.9400kmol / h汽進(jìn)料，仍用（4）中所用回流比，所需理論板數(shù)為多少？解：（1）塔頂產(chǎn)品量D塔底殘液量W及組成xw；2.5 0.41 1.5 0.4精選范本，供參考!W=F-D=1000-400=600kmol/h又由物

14、料衡算FxFDxdWxwxW(10000.44000.9)/6000.0667（2）最小回流比;泡點進(jìn)料，q=1,XqXF0.4YqXq1(1)Xq0.625RminXdyqyqxq0.90.6250.6250.41.22(3)精微段操作線方程;R1.5Rmin1.83RXdyn1xn0.646xn0.318R1R1(4)提儲段操作線方程；VV(R1)D2.834001132LLqFRDF1.8340010001732LWxw17326000.0667則ym1VXmV1132Xm11321.53xm0.0353(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成ywXw1)xw230.06670.1521

15、1.50.0667由操作線方程1.53xm0.03531.53xi0.0353Xi0.0763精選范本，供參考!(6)若改用飽和蒸汽進(jìn)料，仍用(4)中所用回流比，所需理論板數(shù)又為多少。飽和蒸氣進(jìn)料,q=0,yqxf0.4yqxq(1)Xqxa0.21qRminXdyq0.90.4yqXq0.40.212.63因RRmin,故Nt6用一連續(xù)精儲塔分離苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40,塔頂儲出液中含苯0.95(以上均為摩爾分率)。原料液為氣液混合進(jìn)料，其中蒸汽占1/3(摩爾數(shù)比)。苯-甲苯的平均相對揮發(fā)度為2.5,回流比為最小回流比的2倍，試求：(1)原料液中汽相及液相的組成；（2）最小回流

16、比；（3）若塔頂采用全凝器，求從塔頂往下數(shù)第二快理論板下降的液體組成。解：（1）設(shè)原料液液相組成為Xf ,汽相組成為y （均為摩爾分率）Xf 0.423xF1vf 0.43(1)Vf2.5xf1 1.5xf(2)聯(lián)立（1）式和2）式，可得:Xf0.326Vf 0.548(2)Xd Vq因 q=2/3,聯(lián)立所以RminVqxq2.5xV 1 1.5x3)和(4)可得：Xq qXf1(3)(4)0.326yq0.548q0.950.5480.5480.402（3）精微段操作線方程為0.326 0.222R=2 x 1.8=3.61.8yn 1xnXDR3.64.60.954.60.783xn0.2

17、07V1Xd0.95V12.5x11 1.5x1X10.884V20.783x10.207V20.8990.8992.5x21 1.5x2X20.7817有某平均相對揮發(fā)度為3的理想溶液，其中易揮發(fā)組分的組成為60%（摩爾百分率，以下(1)(2)(3)90%,殘液中易揮發(fā)組同），于泡點下送入精儲塔中，要求儲出液中易揮發(fā)組分組成不小于分組成不大于2%,試用計算方法求以下各項：每獲得1kmol儲出液時原料液用量；若回流比R為1.5,它相當(dāng)于最小回流比的若干倍;回流比R為1.5時，精儲段需若干層理論板；(4)假設(shè)料液加到板上后，加料板上溶液的組成不變，仍為0.6,求上升到加料板上蒸汽相的組成。(1)

18、原料液用量依題意知儲出液量DIkmol,在全塔范圍內(nèi)列總物料及易揮發(fā)組分的衡算，得:(a)FXfDXd WXw0.6F0.9(1) 0.02W(b)由上二式解得，收集1kmol的儲出液需用原料液量為:(2) 回流比為最小回流比的倍數(shù)F 1.52kmol以相對揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系為：x(1)x3x1 2x(c)當(dāng)Xf 0.6時，與之平衡的氣相組成為:yq3(0.6)2(0.6)0.818由于是泡點進(jìn)料，在最小回流比下的操作線斜率為:因此解得Rmin故操作回流比為最小回流比的1.50.376XDyq1 XdXq0.3760.9 0.818 cc”0.2730.9 0.6(3)精儲段理論板數(shù)當(dāng)回流

19、比R1.5,相對揮發(fā)度為3時，精儲段的平衡關(guān)系為式c所示，操作線為:1XnXDR 11.5 Xn1.5 10.91.5 10.6xn 0.36(d)由于采用全凝器，故y1 Xd 0.9,將此值代入式c解得Xi 0.75。然后再利用式d算出y2 ,又利用式c算出X2,直至算出的X等于或小于Xf為止。茲將計算結(jié)果列于本例附表中。(4)提上升到加料板的蒸汽相組成段操作線方程/ysL qFL qF W/X2WxwL qF W板的序號氣相組成y液相組成x10.90.7520.810.587<0.6由于泡點進(jìn)料，故q1。L RD 1.5kmolWFD1.5210.52kmol將以上數(shù)據(jù)代入提儲段操作線方程:/y31.5 1.52/：X21.5 1.52 0.52052)(0.02)1.208X1.51.520.520.00416由題意知，料液加到板上后，板上液相組成仍為0.6,故