化工原理復(fù)習(xí)必看第6章蒸餾習(xí)題(編輯修改稿)
2025-05-22 12:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 餾設(shè)計計算中，一般不進(jìn)行經(jīng)濟(jì)衡算，常采用經(jīng)驗(yàn)值。（）據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，適宜回流比的范圍可取為：R＝（～2）Rmin。（）（共5分）什么時全塔效率ET？在精餾設(shè)計中ET如何確定？答：全塔效率ET又稱總塔板效率，是指一定分離任務(wù)下，所需理論塔板數(shù)NT和實(shí)際板數(shù)NP的比值，即ET＝100％。（3分）在精餾設(shè)計中，由于影響ET的因素非常復(fù)雜，故一般用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式估算，也可采用生產(chǎn)實(shí)際或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2分）（共5分）試題：簡述什么叫填料精餾塔的等板高度HETP？答：假想在填料塔內(nèi)，將填料層分為若干個高度單元，每個單元的作用相當(dāng)于一層理論板，此單元填料高度稱為理論板當(dāng)量高度，又稱為等板高度，以HETP表示。（3分）通常對特定的精餾塔和物系，影響精餾操作的因素有哪些？答：影響因素有：（1）塔內(nèi)操作壓強(qiáng)（2）進(jìn)、出塔的物料流量（3）回流比（4）進(jìn)料組成和熱狀況（5）再沸器和冷凝器的傳熱性能和條件（6）設(shè)備散熱情況（，6個共3分）試題：簡述間歇精餾的操作方式和適用場合。答：間歇精餾的操作方式有三種：（1）恒回流比操作。（2）恒餾出液組成操作。（3）以上兩種操作聯(lián)合的組合式操作（每點(diǎn)1分，合計3分）適用場合：小批量、多品種的生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)場合，也適用于多組分的初步分離。（1分）（共4分）試題：簡述什么叫恒沸精餾？答：在混和液（恒沸液）中加入第三組分（稱為夾帶劑），該組分與原混和液中的一個或兩個組分形成新的恒沸液，且其沸點(diǎn)更低，使組分間相對揮發(fā)度增大而得以分離，這種精餾方法稱為恒沸精餾。（3分）試題：什么叫萃取精餾？答：萃取精餾也是在待分離的混和液中加入第三組分（稱為萃取劑或溶劑），以改變原組分間的相對揮發(fā)度而得到分離。不同的是萃取劑的沸點(diǎn)較原料液中各組分的沸點(diǎn)要高，且不與組分形成恒沸液。（3分）試題：在乙醇和水的混和液中，乙醇的質(zhì)量為15kg，水為25kg。求乙醇和水分別在混和液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)和該混和液的平均摩爾質(zhì)量。解：（1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)已知，（1分）（1分）（2）摩爾分?jǐn)?shù)（2分）（1分）（3）混和液的平均摩爾質(zhì)量 kg/kmol（2分）試題：若苯－甲苯混和液在45℃時沸騰。已知在45℃時，純苯的飽和蒸氣壓，純甲苯的飽和蒸氣壓。求其氣液相的平衡組成。解：（1）平衡時苯的液相組成x苯、氣相組成y苯（2分）而（1分）（2）平衡時，甲苯在液相和氣相中的組成分別為x甲苯和y甲苯（1分）（1分）試題：苯－，飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系如下：在85℃時，；在105℃時。求：（1）在85℃和105℃時該溶液的相對揮發(fā)度及平均相對揮發(fā)度；（2）在此總壓下，若85℃時，用平均相對揮發(fā)度值求y苯。解：（1）在85℃時：（1分）在105℃時：（1分）平均相對揮發(fā)度（1分）（2）用求y苯（85℃時）（2分）試題：在連續(xù)精餾塔中分離含苯50％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同）的苯－甲苯混和液。要求餾出液組成為98％，釜?dú)堃航M成為1％（均為苯的組成）。求：甲苯的回收率。解：（1）把已知的質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成摩爾分?jǐn)?shù)M苯＝78，M甲苯＝92進(jìn)料組成：（1分）餾出液組成：（1分）釜?dú)堃航M成：（1分）（2）求D、W取F＝100kmol/h為計算基準(zhǔn)，（1分）由全塔物料衡算可得：F=D+W，及（2分）聯(lián)立兩式可得：kmol/h（1分）kmol/h（1分）（3）求甲苯回收率，即是求釜?dú)堃褐须y恢復(fù)組分的回收率（釜?dú)堃褐须y揮發(fā)組分的量與其在原料液中的量之比）：（2分）試題：在一兩組分連續(xù)精餾塔中，進(jìn)入精餾段中某層理論板n的氣相組成yn＋，（均為摩爾分?jǐn)?shù)），塔內(nèi)氣液比V/L=2，求：（1）從該板上升的蒸氣組成yn；（2）流入該板的液相組成xn－1；（3）回流比R。解：（1）求yn 可用氣液平衡方程由、xn求出yn（2分）（3）求R由（1分）可解出：2R＝R＋1，R＝1（1分）（2）求xn－1①由精餾段操作線方程，得解出xD＝（2分）②因，代入已知量得，解出（2分）試題：在連續(xù)精餾塔中分離某兩組分混合物。已知原料液流量為100kmol/h，（易揮發(fā)組分摩爾分?jǐn)?shù)，下同），飽和蒸氣進(jìn)料；，若要求易揮發(fā)組分回收率為96％，求：（1）餾出液的摩爾流量D；（2）提餾段操作線方程。解：（1）求D據(jù)易揮發(fā)組分回收率可求出D，可得，解出D＝（2分）（2）提餾段操作線方程先求L，W，；已知飽和蒸氣進(jìn)料q＝0①kmol/h（1分）②kmol/h（1分）③由（）可得（）④提餾段操作線方程為：q＝0即（4分）某連續(xù)操作精餾塔，分離苯－甲苯混和液，原料中含苯45％，餾出液中含苯95％，殘液中含甲苯95％（以上均為摩爾分?jǐn)?shù)）。塔頂全凝器每小時全凝28000kg蒸汽，液體在泡點(diǎn)下回流。提餾段回流液量為470kmol/h，原料液于泡點(diǎn)進(jìn)料。求：（1）釜?dú)堃汉宛s出液的流量（W和D）；（2）回流比R解：（1）求釜?dú)堃毫髁縒，餾出液流量D①M(fèi)苯＝78，M甲苯＝92。泡點(diǎn)進(jìn)料q＝1，此時V＝V’，V即等于全凝器冷凝蒸汽量，故（2分）式中＝78＋92（1－）＝（1分）kmol/h（1分）②由提餾段物料衡算可求出Wkmol/h（1分）③由全塔物料衡算求DF＝D+W（2分）式中，xF＝，xD==1－=，W＝聯(lián)立求解：F=D+
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