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行的。精儲設計中，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，操作費和設備費的總和將呈現先降后升的變化過程。2精儲設計中，當回流比增大時所需理論板數減小（增大、減?。?，同時蒸儲釜中所需加熱蒸汽消耗量增大（增大、減?。?塔頂冷凝器中冷卻介質消耗量減小（增大、減?。?，所需塔徑增大（增大、減?。?分離任務要求一定，當回流比一定時，在5種進料狀況中，冷液體進料的q值最大，提£留段操作線與平衡線之間的距離最遠，分離所需的總理論板數最少。4相對揮發度a=1,表示不能用普通精儲分離分離,但能用萃

2、取精儲或恒沸精儲分離。5某二元混合物，進料量為100kmol/h,xf=0.6，要求得到塔頂xd不小于0.9,則塔頂最大產量為66.7kmol/h。6精儲操作的依據是混合液中各組分的揮發度差異，實現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負荷性能圖有五條線，分別是液相上限線、液相上限線、_醫沫夾帶線、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精儲中引入回流，下降的液相與上升的汽相發生傳質使上升的汽相易揮發組分濃度提高，最恰當的說法是d。A液相中易揮發組分進入汽相；B汽相中難揮發組分進入液相；C液相中易揮發組分

3、和難揮發組分同時進入汽相，但其中易揮發組分較多；D液相中易揮發組分進入汽相和汽相中難揮發組分進入液相必定同時發生。3某二元混合物，其中A為易揮發組分，液相組成Xa=0.6，相應的泡點為t1,與之相平衡的汽相組成Ya=0.7，相應的露點為t2,貝UAAt1=t2Bt1<t2Ct1>t2D不確定4某二元混合物，進料量為100kmol/h,xf=0.6，要求得到塔頂xd不小于0.9,則塔頂最大產量為B。A60kmol/hB66.7kmol/hC90kmol/hD不能定5精儲操作時，若F、DXf、q、R、加料板位置都不變，而將塔頂泡點回流改為冷回流，貝U塔頂產品組成xd變化為BA變小B變大

4、C不變D不確定6在一二元連續精儲塔的操作中，進料量及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度A，塔頂低沸點組分濃度B，塔底溫度C,塔底低沸點組分濃度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為易揮發組分，液相組成yA=0.4，相應的露點組成為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，相應的泡點為11,氣

5、相組成為不能判斷yn-i=DD。理想物系C塔頂泡點回流D恒摩爾流假設11某篩板精儲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，理論板數減少，產生漏液，應增加塔釜熱負荷孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應降低負荷操作應停工檢修D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上升氣速過大會引起漏液B。泡懷塔AB上升氣速過大會引起液泛上升氣速過大會使塔板效率下降D上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶14二元溶液連續精儲計算中，進料熱狀態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不是誘發降液管液泛的原因。A液、氣負荷過大B過量霧沫夾帶C塔板間距過小D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。氣相作產品，液相作回B。平衡線與q線過量漏液流，參見附圖。塔頂產品組成為：全凝時為xD，分凝時為y。設該系統符合恒摩爾流的假定，試推導此時的精儲段操作線方程。解：由精儲段一截面與塔頂（包括分凝器在內）作物料衡算。VyLxDy。，若回流比為R則yLxV對于全凝時1Rly°y1XD精儲段操作線yXd可知：當選用的回流比一致，且Xdy。時兩種情況的操作線完全一致。在yx圖上重合，分凝器相當于一塊理論板。(

7、2) 2用一精儲塔分離二元液體混合物，進料量100kmol/h，易揮發組分xf=0.5,泡點進料，得塔頂產品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度a=2.25,塔頂為全凝器，求：塔頂和塔底的產品量（kmol/h）;第一塊塔板下降的液體組成xi為多少；寫出提儲段操作線數值方程；最小回流比。解：(1)塔頂和塔底的產品量(kmol/h);F=D+W=100(1)D0.9W0.05FxF1000.550(2)上述兩式聯立求解得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。泡點進料，q=1,xqxF0.5yqxq1(%2.250.511.250.50.6921.083xdyq0.90.692yqxq0.6920.53精儲塔，原料液組成為0.5(摩爾分率)，飽和蒸氣進料，原料處理量為100kmol/h,塔頂、塔底產品量各為50kmol/h。已知精儲段操作線程為y=0.833x+

9、0.15,塔釜用間接蒸氣加熱，塔頂全凝器，泡點回流。試求：(1) 塔頂、塔底產品組成；(2) 全凝器中每小時冷凝蒸氣量；(3) 蒸僭釜中每小時產生蒸氣量若全塔平均a=3.0，塔頂第一塊塔板默弗里效率Eml=0.6，求離開塔頂第二塊塔板的氣相組成。解：(1)塔頂、塔底產品組成；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）全凝器中每小時冷凝蒸氣量；V=（R+1）D=300kmol/h（3）蒸e留釜中每小時產生蒸氣量；q=0,V'=V-F=300-100=200kmol/h4）求離開塔頂第二塊塔板

10、的氣相組成。EmV1XdXi0.6,XdXiXiXdy1(1)x1y("0.9320.90.750.9x10.6x10.81y20.8330.810.150.8250.90.754在一常壓精儲塔內分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱，平均相對揮發度為2.47，飽和蒸汽進料。已知進料量為150kmol/h，進料組成為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）精儲段操作線方程；（3）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，塔頂第一塊塔板的

11、氣相默弗里板效率為0.6，全凝器液相組成為0.98,求由塔頂第二塊板上升的氣相組成。解：（1）塔頂儲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) 提儲段操作線方程；Lym1xmWxwV飽和蒸氣進料,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求由塔頂第二塊板上升的氣相組成Oyy2yy2而Yi0.98,0.6，x1)xi代入上式可得:0.2125in1.42全回流時，yxiy1y20.9693xi1)xi2.47y11.47y25在一常壓精儲塔內分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為1000kmol/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）塔頂產品量，塔底殘液量W及

13、組成xw；（2）最小回流比；（3）精儲段操作線方程；（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）若改用飽和蒸汽進料，仍用（4）中所用回流比，所需理論板數為多少？解：（1）塔頂產品量以塔底殘液量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;泡點進料，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)若改用飽和蒸汽進料，仍用(4)中所用回流比,所需理論板數又為多少。飽和蒸氣進料，q=0,yaxFq0.4RminXdyqy

15、qxqXq0.91)Xq得Xq0.210.42.630.40.21RRmin,故Nt6用一連續精儲塔分離苯-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料，其中蒸汽占1/3(摩爾數比)。苯-甲苯的平均相對揮發度為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，求從塔頂往下數第二快理論板下降的液體組成。解:(1)設原料液液相組成為xf,汽相組成為yf(均為摩爾分率)xf0.4Yf聯立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聯立所以(3)YnY1Y1YqXqXf1(3)(4)3)和可得：Xqq0.326Yq0.5480.950.548精儲段操作線方程為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%,殘液中易揮發組7有某平均相對揮發度為3的理想溶液，其中易揮發組分的組成為同)，于泡點下送入精儲塔中，要求儲出液中易

17、揮發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：(1) 每獲得IkmoM留出液時原料液用量；(2) 若回流比R為1.5,它相當于最小回流比的若干倍；(3) 回流比R為1.5時，精儲段需若干層理論板；假設料液加到板上后，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出液量D1kmol,在全塔范圍內列總物料及易揮發組分的衡算，得：FDW1W(a)FXfDXdWxw或0.6F0.9(1)0.02W(b)由上二式解得，收集1kmol的儲出液需用原料液量為：F1.52kmol(2)回流比為最小回流比的倍數x3x以相對揮發度表示的相平衡關系為：y

18、(X°言：(c)當Xf0.6時，與之平衡的氣相組成為：yq3(0.6)0.81812(0.6)由于是泡點進料，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)精儲段理論板數當回流比R1.5，相對揮發度為3時，精儲段的平衡關系為式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。茲將計算結果列于本例附表中。(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由于泡點進料，故q1。又LRD1.5kmolWFD1.5210.52kmol將以上數據代入提儲段操作線方程:/V31.51.52/X21.51.520.52(0.52)(0.02)1.51.520.521