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化工原理蒸播部分模拟试题与答案
一、填空1精镭过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的精储设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程2精储设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸储釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，冷液体进料的q值最大，提偏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论板数最少4相对挥发度a=1,表示不能用普通精储分离分离，但能用萃取精储或恒沸精编分离5某二元混合物，进料量为100kmol/h,xF=
0.6,要求得到塔顶xD不小于
0.9,则塔顶最大产量为
66.7kmol/h6精储操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精储操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线
二、选择为60%（摩尔百分率，以下同），于泡点下送入精储塔中，要求储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2%,试用计算方法求以下各项
（2）每获得1切约/储出液时原料液用量；
（3）若回流比为
1.5,它相当于最小回流比的若干倍；回流比为
1.5时，精储段需若干层理论板；假设料液加到板上后，加料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）原料液用量依题意知储出液量，在全塔范围内列总物料与易挥发组分的衡算,得或
0.6F=
0.9
（1）+
0.02W（）b
（2）由上二式解得，收集的储出液需用原料液量为
（3）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当时，与之平衡的气相组成为由于是泡点进料，在最小回流比下的操作线斜率为因此解得=
0.376Rmm故操作回流比为最小回流比的上4倍
0.376
（4）精储段理论板数
（5）当回流比，相对挥发度为3时，精储段的平衡关系为式所示，操作线为:6由于采用全凝器，故，将此值代入式解得然后再利用式算出，又利用式算出，直至算出的等于或小于板的序号气相组成y液相组成X例附表中
10.
90.
7520.
810.
5870.6
（7）上升到加料板的蒸汽相组成为止兹将计算结果列于本提储段操作线方程为由于泡点进料，故又与L=RD=
1.5kmol）W=F-D=
1.52-1=Q.52knu l将以上数据代入提储段操作线方程由题意知，料液加到板上后，板上液相组成仍为
0.6,故上升到加料板的蒸汽相组成为8用常压精馈塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度为（二2,原料液量F=10kmol/h,饱和蒸气进料，进料浓度xF=
0.5（摩尔分率，下同），储出液浓度xD=
0.9,易挥发组份的回收率为90%,回流比R=2Rmin,塔顶为全凝器，塔底为间接蒸气加热，求
（1）储出液量与釜残液组成？
（2）从第一块塔板下降的液体组成xl为多少？
（3）最小回流比？
（4）精微段各板上升的蒸气量为多少kmol/h
（5）提储段各板上升的蒸气量为多少kmol/h解
（1）储出液量与釜残液组成；F=D+W W=F-D=10-5=5kmol/h
（2）从第一块塔板下降的液体组成如塔顶为全凝器，故，
（3）最小回流比;饱和蒸气进料q=0,4精储段各板上升的蒸气量为多少kmol/h；心R+l D=2X
2.35+1X5=
28.5kmol/h5提微段各板上升的蒸气量为多少kmol/hVr=V-q-1F=
28.5-10=
18.5kmol/h1已知q=l.l,则加料中液体量与总加料量之比为C oA
1.1:1B1:
1.1C1:1D
0.1:12精镭中引入回流，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 oA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必定同时发生3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tl,与之相平衡的汽相组成yA=
0.7,相应的露点为t2,贝hAA ti=t Btit Ctit D不确定2224某二元混合物，进料量为100kmol/h,xF=
0.6,要求得到塔顶xD不小于
0.9,则塔顶最大产量为BA60kmol/h B
66.7kmol/h C90kmol/h D不能定5精储操作时，若F、D.xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为BA变小B变大C不变D不确定6在一二元连续精微塔的操作中，进料量与组成不变，再沸器热负荷恒定,若回流比减少，则塔顶温度A,塔顶低沸点组分浓度B,塔底温度C,塔底低沸点组分浓度A升高B下降C不变D不确定7某二元混合物，（二3,全回流条件下xn=O.3,则ynT=（（（B（（（A
0.9B
0.3C
0.854D
0.7948某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=
0.4,相应的泡点为tl,气相组成为yA=
0.4,相应的露点组成为t2,则B AtFt Bt1t Ct,t D不能判断2229某二元混合物，（二3,全回流条件下xn=
0.3,则ynT二DA
0.9B
0.3C
0.854D
0.79410精储的操作线是直线，主要基于以下原因D oA理论板假定B理想物系C塔顶泡点回流D恒摩尔流假设11某筛板精微塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因与应采取的措施是B oA塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷B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C塔板脱落，理论板数减少，应停工检修D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 oA筛板塔B浮阀塔C泡罩塔13下列命题中不正确的为oAA上升气速过大会引起漏液B上升气速过大会引起液泛C上升气速过大会使塔板效率下降D上升气速过大会造成过量的液沫夹4+b市14二元溶液连续精储计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化B oA平衡线B操作线与q线C平衡线与操作线D平衡线与q线15下列情况D不是诱发降液管液泛的原因A液、气负荷过大B过量雾沫夹带C塔板间距过小D过量漏液
三、计算1某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的气、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为，分凝时为设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精微段操作线方程解由精储段一截面与塔顶（包括分凝器在内）作物料衡算,若回流比为R贝（J V=人尤+2y=—5—%+—Y1V VR+1全凝时对于XD布罐投保TF致y=R—%+-^―xDR+l R+1可知当选用的回流比一致，且时两种情况的操作线完全一致在图上重合，分凝器相当于一块理论板
（1）2用一精储塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h,易挥发组分xF=
0.5,泡点进料，得塔顶产品xD=
0.9,塔底釜液xW=
0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=L61,该物系平均相对挥发度a=
2.25,塔顶为全凝器，求⑵塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；⑶第一块塔板下降的液体组成我为多少；
（4）写出提储段操作线数值方程；⑸最小回流比解
（1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；
（1）F=D+W=100Dx
0.9+Wx
0.05=Er=100x
0.5=50
（2）F上述两式联立求解得W=
47.06kmol/h D=
52.94kmol/h
（2）第一块塔板下降的液体组成X1为多少；因塔顶为全凝器，
（3）写出提储段操作线数值方程；,,吟v_
185.23,
47.06x
0.05则，，一一厂一
138.17Xm
138.17—y n+x~VX n=
1.34-
0.017
（4）最小回流比泡点进料，q=l,
（1）3一精储塔，原料液组成为
0.5（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为100kmol/h,塔顶、塔底产品量各为50kmol/h已知精储段操作线程为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
（2）塔顶、塔底产品组成;
（3）全凝器中每小时冷凝蒸气量;
（4）蒸僧釜中每小时产生蒸气量若全塔平均a二
3.0,塔顶第一块塔板默弗里效率Em
0.6,求离开塔顶第二块塔板的气相组成解
（1）塔顶、塔底产品组成；因，R:5又，由物料衡算F=D+WX XXF DW得%卬=（100x
0.5-50x
0.9）/50=
0.1
（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量；（）/=R+l D=300kmol/h
（3）蒸储釜中每小时产生蒸气量；q=0,V=V-F=300-100=200kmol/h
（4）求离开塔顶第二块塔板的气相组成故=06X=
0.81y09--24在一常压精储塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为
2.47,饱和蒸汽进料已知进料量为150kmol/h,进料组成为
0.4（摩尔分率），回流比为4,塔顶播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试求
（1）塔顶储出液与塔釜采出液组成；
（2）精播段操作线方程；
（3）提福段操作线方程；
（4）回流比与最小回流比的比值；
（5）若全回流操作时，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,求由塔顶第二块板上升的气相组成解
（1）塔顶储出液与塔釜采出液组成;由
0.97口尸二50a
0.95/1—x〃=Wl—%卬bF=D+W+150D X+W X=F X=150X
0.4=60dD WF联立（a）、（b）、（c）和（d）求解得:D=
62.7kmol/hW=
87.3kmol/h,xD=
0.928
（2）精微段操作线方程;
（3）提储段操作线方程;饱和蒸气进料，故Q=0，叫/RD,=
1.534x；-
0.011〃用=/+l-F+1D-FR
（4）回流比与最小回流比的比值;q=0,%=
0.2125
（5）求由塔顶第二块板上升的气相组成而全回流时,,代入上式可得5在一常压精储塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热进料量为1000kmol/h,含苯
0.4,要求塔顶储出液中含苯9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%,泡点进料，泡点回流已知（二
2.5,取回流比为最小回流比的
1.5倍试求
（1）塔顶产品量D、塔底残液量W与组成xw；
（2）最小回流比；
（3）精馆段操作线方程；
（4）提储段操作线方程；
（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？
（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用
（4）中所用回流比，所需理论板数为多少？解
（1）塔顶产品量D.塔底残液量W与组成xw；W=F-D=1000~400=600kmol/h又由物料衡算F=D+WX XXF DW得了w=1000xO.4-400x
0.9/600=
0.06672最小回流比；泡点进料，q=l,
（3）精储段操作线方程;
（4）提储段操作线方程;1732,600x
（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成由操作线方程工用=
1.53-
0.0353
（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用
（4）中所用回流比，所需理论板数y卬=L53x—
0.0353又为多少饱和蒸气进料，q=0,由得
0.21V=----------------------Xq=1+（«-）q ixQ因，故
（1）6用一连续精储塔分离苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯
0.40,塔顶储出液中含苯
0.95（以上均为摩尔分率）原料液为气液混合进料,其中蒸汽占1/3（摩尔数比）苯-甲苯的平均相对挥发度为
2.5,回流比为最小回流比的2倍，试求
（2）原料液中汽相与液相的组成；
（3）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
（1）设原料液液相组成为，汽相组成为（均为摩尔分率）…211则—x]
0.4H—yr-F332,
2.5xty=-------------F联立
（1）式和
（2）式，可得:一儿一2,_XD minyq-Xq因q=2/3,
32.5x41+联立
（3）和
（4）可得:
0.95-
0.
5480.402所以
0.548-
0.326
（3）精储段操作线方程为R=2X
1.8=
3.
62.5%贝I」玉=
0.8841+”=
0.783玉+
0.207得为=
0.899
（1）7有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成。
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