1、化工原理蒸儲(chǔ)部分模擬試題及答案一、填空1精儲(chǔ)過程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而進(jìn)行的。精儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，回流比越大,所需理論板越少，操作能耗增加，隨著回流比的逐漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)先降后升的變化過程。2精儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù)減小（增大、減小），同時(shí)蒸儲(chǔ)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(shí)，在5種進(jìn)料狀況中，冷液體進(jìn)料的q值最大，提£留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)最少。4相對(duì)揮發(fā)度a=1,表示不能用普通精儲(chǔ)分離分離,但能用萃

2、取精儲(chǔ)或恒沸精儲(chǔ)分離。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(chǔ)操作的依據(jù)是混合液中各組分的揮發(fā)度差異，實(shí)現(xiàn)精儲(chǔ)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、_醫(yī)沫夾帶線、漏液線和。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精儲(chǔ)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液相中易揮發(fā)組分

3、和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D液相中易揮發(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(shí)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(diǎn)為t1,與之相平衡的汽相組成Ya=0.7，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2,貝UAAt1=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(chǔ)操作時(shí)，若F、DXf、q、R、加料板位置都不變，而將塔頂泡點(diǎn)回流改為冷回流，貝U塔頂產(chǎn)品組成xd變化為BA變小B變大

4、C不變D不確定6在一二元連續(xù)精儲(chǔ)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(diǎn)組分濃度B，塔底溫度C,塔底低沸點(diǎn)組分濃度A升高B7某二元混合物，A0.9B0.3D不確定則yn-1=B。下降C不變=3,全回流條件下Xn=0.3,C0.854D0.7948某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成yA=0.4，相應(yīng)的露點(diǎn)組成為12,則B1<12C11>12=3,全回流條件下Xn=0.3,則C0.854D0.794A1i=12B19某二元混合物，A0.9B0.310精儲(chǔ)的操作線是直線，主要基于以下原因A理論板假定BXa=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為11,氣

5、相組成為不能判斷yn-i=DD。理想物系C塔頂泡點(diǎn)回流D恒摩爾流假設(shè)11某篩板精儲(chǔ)塔在操作一段時(shí)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B。A塔板受腐蝕，孔徑增大，B篩孔被堵塞，孔徑減小，C塔板脫落，理論板數(shù)減少，產(chǎn)生漏液，應(yīng)增加塔釜熱負(fù)荷孔速增加，霧沫夾帶嚴(yán)重，應(yīng)降低負(fù)荷操作應(yīng)停工檢修D(zhuǎn)降液管折斷，氣體短路，需更換降液管12板式塔中操作彈性最大的是A篩板塔B浮閥塔C13下列命題中不正確的為A上升氣速過大會(huì)引起漏液B。泡懷塔AB上升氣速過大會(huì)引起液泛上升氣速過大會(huì)使塔板效率下降D上升氣速過大會(huì)造成過量的液沫夾帶14二元溶液連續(xù)精儲(chǔ)計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化A平

6、衡線B操作線與q線C平衡線與操作線15下列情況D不是誘發(fā)降液管液泛的原因。A液、氣負(fù)荷過大B過量霧沫夾帶C塔板間距過小D三、計(jì)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B。平衡線與q線過量漏液流，參見附圖。塔頂產(chǎn)品組成為：全凝時(shí)為xD，分凝時(shí)為y。設(shè)該系統(tǒng)符合恒摩爾流的假定，試推導(dǎo)此時(shí)的精儲(chǔ)段操作線方程。解：由精儲(chǔ)段一截面與塔頂（包括分凝器在內(nèi)）作物料衡算。VyLxDy。，若回流比為R則yLxV對(duì)于全凝時(shí)1Rly°y1XD精儲(chǔ)段操作線yXd可知：當(dāng)選用的回流比一致，且Xdy。時(shí)兩種情況的操作線完全一致。在yx圖上重合，分凝器相當(dāng)于一塊理論板。(

7、2) 2用一精儲(chǔ)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(diǎn)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(duì)揮發(fā)度a=2.25,塔頂為全凝器，求：塔頂和塔底的產(chǎn)品量（kmol/h）;第一塊塔板下降的液體組成xi為多少；寫出提儲(chǔ)段操作線數(shù)值方程；最小回流比。解：(1)塔頂和塔底的產(chǎn)品量(kmol/h);F=D+W=100(1)D0.9W0.05FxF1000.550(2)上述兩式聯(lián)立求解得W=47.06kmol/hD=52.94kmol/h第一塊塔板下降的液體組成X1為多少；因塔頂為全凝器，xDy1X1(1

8、以1xy(1成0.92.251.250.90.80寫出提僭段操作線數(shù)值方程;VV(R1)D2.6152.94138.17LLqFRDF1.6152.94100185.23LWxw185.2347.060.05則ym1VxmV138.17*138.171.34xm0.017(2) 最小回流比。泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,xqxF0.5yqxq1(%2.250.511.250.50.6921.083xdyq0.90.692yqxq0.6920.53精儲(chǔ)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、塔底產(chǎn)品量各為50kmol/h。已知精儲(chǔ)段操作線程為y=0.833x+

9、0.15,塔釜用間接蒸氣加熱，塔頂全凝器，泡點(diǎn)回流。試求：(1) 塔頂、塔底產(chǎn)品組成；(2) 全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量；(3) 蒸僭釜中每小時(shí)產(chǎn)生蒸氣量若全塔平均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；R(R1)0.833,R=5又Xy(R1)0.15，xD0.90由物料衡算FXfDXdWxwxw(1000.5500.9)/500.1（2）全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量；V=（R+1）D=300kmol/h（3）蒸e留釜中每小時(shí)產(chǎn)生蒸氣量；q=0,V'=V-F=300-100=200kmol/h4）求離開塔頂?shù)诙K塔板

10、的氣相組成。EmV1XdXi0.6,XdXiXiXdy1(1)x1y("0.9320.90.750.9x10.6x10.81y20.8330.810.150.8250.90.754在一常壓精儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)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(chǔ)出液及塔釜采出液組成；（2）精儲(chǔ)段操作線方程；（3）提儲(chǔ)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(shí)，塔頂?shù)谝粔K塔板的

11、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(chǔ)出液及塔釜米出液組成；由0.97FxFDxD(a)0.95F(1xF)W(1xW)(b)(c)F=D+W+150DxDWxWFxF1500.460(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精e留段操作線方程；RxDyn1xn0.8xn0.1856R1R1(2) 提儲(chǔ)段操作線方程；Lym1xmWxwV飽和蒸氣進(jìn)料,q=0V(R1)LDRRD(R1)xmWxw(R1)D-1.534xm0.011F回流比與最小

12、回流比的比值;(5)EmV1yxDYqnq=0,yqxqxf0.4yqxqYqK0.9280.42.816,0.40.2125求由塔頂?shù)诙K板上升的氣相組成Oyy2yy2而Yi0.98,0.6，x1)xi代入上式可得:0.2125in1.42全回流時(shí)，yxiy1y20.9693xi1)xi2.47y11.47y25在一常壓精儲(chǔ)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/h，含苯0.4，要求塔頂儲(chǔ)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(diǎn)進(jìn)料，泡點(diǎn)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，塔底殘液量W及

13、組成xw；（2）最小回流比；（3）精儲(chǔ)段操作線方程；（4）提儲(chǔ)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)品量以塔底殘液量W及組成xw；a譬，得：DFxf10000.40.9400kmol/h0.9W=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算FxfDxdWxwxW(10000.44000.9)/6000.0667（2）最小回流比;泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,xqxf0.4yqXdyq0.90.62512204yqXq0.625Xq2.50.40.6251(1)xq11.50.41.83

14、精e留段操作線方程;xwyw1(1)Xw2.50.066711.50.06670.152由操作線方程ym11.53xm0.0353yn1xn0.646xn0.3181R1R(4)提儲(chǔ)段操作線方程;VV(R1)D2.834001132LLqFRDF1.8340010001732則LWxW17326000.0667Ym1Xm_Xm_VV113211321.53xm0.0353(5)從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成1.5Rminyw1.53x10.0353Xi0.0763(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,yaxFq0.4RminXdyqy

15、qxqXq0.91)Xq得Xq0.210.42.630.40.21RRmin,故Nt6用一連續(xù)精儲(chǔ)塔分離苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔頂儲(chǔ)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(duì)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；最小回流比；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yf(均為摩爾分率)xf0.4Yf聯(lián)立23Xf2.5xf11.5xf(1)式和1yf0.432)式，可得:Xf(2)0.326Yf0.548(

16、2)因q=2/3,2.5xY11.5x聯(lián)立所以(3)YnY1Y1YqXqXf1(3)(4)3)和可得：Xqq0.326Yq0.5480.950.548精儲(chǔ)段操作線方程為0.5480.4020.3260.222R=2x1.8=3.61.8XdRXnR1XdR13.6x4.60.950.783xn4.60.2070.952.5X111.5X1X10.884XdYq由y20.783x10.207得y20.8990.8992.5x211.5x2X20.78160%(摩爾百分率，以下90%,殘液中易揮發(fā)組7有某平均相對(duì)揮發(fā)度為3的理想溶液，其中易揮發(fā)組分的組成為同)，于泡點(diǎn)下送入精儲(chǔ)塔中，要求儲(chǔ)出液中易

17、揮發(fā)組分組成不小于分組成不大于2%,試用計(jì)算方法求以下各項(xiàng)：(1) 每獲得IkmoM留出液時(shí)原料液用量；(2) 若回流比R為1.5,它相當(dāng)于最小回流比的若干倍；(3) 回流比R為1.5時(shí)，精儲(chǔ)段需若干層理論板；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。解(1)原料液用量依題意知儲(chǔ)出液量D1kmol,在全塔范圍內(nèi)列總物料及易揮發(fā)組分的衡算，得：FDW1W(a)FXfDXdWxw或0.6F0.9(1)0.02W(b)由上二式解得，收集1kmol的儲(chǔ)出液需用原料液量為：F1.52kmol(2)回流比為最小回流比的倍數(shù)x3x以相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系為：y

18、(X°言：(c)當(dāng)Xf0.6時(shí)，與之平衡的氣相組成為：yq3(0.6)0.81812(0.6)由于是泡點(diǎn)進(jìn)料，在最小回流比下的操作線斜率為：RminXdyq0.90.818八Rmin1XdXq0.90.60.C73因此解得Rmin0.376故操作回流比為最小回流比的1.54倍0.376(3)精儲(chǔ)段理論板數(shù)當(dāng)回流比R1.5，相對(duì)揮發(fā)度為3時(shí)，精儲(chǔ)段的平衡關(guān)系為式c所示，操作線為:yn1RXdxnR1R11.50.9Xn1.511.510.6xn0.36(d)由于采用全凝器，故y1Xd0.9，將此值代入式C解得Xi0.75。然后再利用式d算出y2，又利用式C算出X2,直至算出的x于或小于Xf為止。茲將計(jì)算結(jié)果列于本例附表中。(4)上升到加料板的蒸汽相組成板的序號(hào)氣相組成y液相組成x提僭段操作線方程為:10.90.7520.810.587<0.6/ysLqF/WX2XWLqFWLqFW由于泡點(diǎn)進(jìn)料，故q1。又LRD1.5kmolWFD1.5210.52kmol將以上數(shù)據(jù)代入提儲(chǔ)段操作線方程:/V31.51.52/X21.51.520.52(0.52)(0.02)1.51.520.521