.實(shí)用文檔.PAGE.化工原理期末考試試題一．填空題1．精餾操作的目的是使混合物得到近乎完全的別離，某液體混合物可用精餾方法別離的必要條件是混合液中各組分間揮發(fā)度的差異。2．進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q的物理意義是代表精餾操作線和提餾段操作線交點(diǎn)的軌跡方程，對于飽和液體其值等于0，飽和蒸汽q等于1。3．簡單蒸餾與平衡蒸餾的主要區(qū)別是簡單蒸餾是非定態(tài)過程。4．吸收操作的目的是別離氣體混合物，依據(jù)是組分在溶劑中溶解度之差異。5．連續(xù)精餾正常操作時(shí)，增大再沸器熱負(fù)荷，回流液流量和進(jìn)料量和進(jìn)料狀態(tài)不變，那么塔頂餾出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成XD將增大，塔底采出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成XW將減小?！矞p小，增大，不變，變化不確定〕6．平衡蒸餾〔閃蒸〕的操作溫度是在操作壓力下混合物的泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度之間?！才蔹c(diǎn)溫度，露點(diǎn)溫度，泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度之間〕7．液－液萃取操作中，操作溫度，有利于別離?！步档?，升高，保持恒定〕。8．多級逆流萃取操作，減少溶劑用量，完成規(guī)定的別離任務(wù)所需的理論級數(shù)。〔增大、減小、不變〕9．實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行間歇精餾操作，一般將和兩種操作方式結(jié)合起來?！埠愣ɑ亓鞅?，恒定產(chǎn)品組成〕10．請寫出兩種常用的解吸操作方法：和。升溫，氣提，降壓(三寫二)11．在吸收塔的設(shè)計(jì)中，氣體流量，氣體進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變，假設(shè)減少吸收劑用量，那么傳質(zhì)推動(dòng)力減小，設(shè)備費(fèi)用增多?！矞p小，增多〕12．當(dāng)溫度升高時(shí)，溶質(zhì)在氣相中的分子擴(kuò)散系數(shù)升高，在液相中的分子擴(kuò)散系數(shù)升高?！采?，升高〕13．吸收操作的根本依據(jù)是組分在溶劑中溶解度之差異，精餾操作的根本依據(jù)是各組分間揮發(fā)度的差異。14．蒸餾是別離均相液體混合物的一種方法，蒸餾別離的依據(jù)是揮發(fā)度差異。15．恒沸精餾與萃取精餾都需參加第三組分，目的分別是使組分間相對揮發(fā)度增大、改變原組分間的相對揮發(fā)度。16．如果板式塔設(shè)計(jì)不合理或操作不當(dāng)，可能產(chǎn)生嚴(yán)重漏液、嚴(yán)重泡沫夾帶及液泛等不正?，F(xiàn)象，使塔無法工作。17．板式塔的類型有泡罩塔、浮閥塔、篩板塔〔說出三種〕；板式塔從總體上看汽液兩相呈逆流接觸，在板上汽液兩相呈錯(cuò)流接觸。18．易溶氣體溶液上方的分壓小，難溶氣體溶液上方的分壓大，只要組份在氣相中的分壓大于液相中該組分的平衡分壓，吸收就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。19．精餾過程是利用局部冷凝和局部汽化的原理而進(jìn)行的。精餾設(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。．減小〔增大、減小〕增大〔增大、減小〕減小〔增大、減小〕增大〔增大、減小〕21．相對揮發(fā)度α=1，表示不能用普通精餾別離，但能用萃取精餾或恒沸精餾別離。22．精餾操作的依據(jù)是混合液中各組分的揮發(fā)度差異，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底上升蒸氣。23．壓力減小,溫度升高,將有利于解吸的進(jìn)行。24．蒸發(fā)器生產(chǎn)能力是指單位時(shí)間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)的水分，即蒸發(fā)量。25．萃取過程是利用溶液中各組分在某種溶劑中溶解度的差異而到達(dá)混合液中組分別離的操作。26．萃取中選擇萃取劑時(shí)應(yīng)考慮的主要因素有溶解度、選擇性、組分。27．萃取器的主要類型有混合-澄清槽、塔式萃取器和離心式萃取器。二．選擇題．．．．．2．某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，氣相組成為yA，相應(yīng)的露點(diǎn)組成為t2，那么B。A．t1=t2B．t1<t2C．t1>t2D．不能判斷3．某篩板精餾塔在操作一段時(shí)間后，別離效率降低，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，產(chǎn)生漏液，應(yīng)增加塔釜熱負(fù)荷B．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C．塔板脫落，理論板數(shù)減少，應(yīng)停工檢修D(zhuǎn)．降液管折斷，氣體短路，需更換降液管4．板式塔中操作彈性最大的是B。A．篩板塔B．浮閥塔C．泡罩塔5．以下命題中不正確的為A。A．上升氣速過大會(huì)引起漏液B．上升氣速過大會(huì)引起液泛C．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6．二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化B。A．平衡線B．操作線與q線C．平衡線與操作線D．平衡線與q線7．以下情況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．過量漏液．．．．．三．問答題什么叫淹塔？影響淹塔的因素有哪些？答：通常，在精餾塔內(nèi)液相靠重力作用自上而下通過降液管而流動(dòng)，可見液體是從低壓部位向高壓部位，因此要求降液管中液面必須有中足夠的高度，以克服兩板間的壓力降而流動(dòng)。假設(shè)氣、液兩相之一的流量增大時(shí)，致使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液位升高到塔板上溢流堰的頂部，于是兩板間的液體相連通，導(dǎo)致塔內(nèi)積液，這種現(xiàn)象稱為淹塔。淹塔的因素除氣、液相流量外，還有塔板結(jié)構(gòu)，特別是板距。2．什么叫漏液？漏液有何危害？答：對于板面上具有氣孔的塔板，如浮閥板和篩板，當(dāng)氣流速度降低，氣體通過小孔的動(dòng)壓頭可能缺乏以阻止板上液體經(jīng)孔道下流，這樣便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。發(fā)生漏液時(shí)，將影響塔板上氣液相間的充分接觸，使塔板效率降低。嚴(yán)重的漏液使塔板上不存在液層，因而無法操作。3.在精餾操作過程中為什么要有回流及再沸器？答：回流是保證精餾塔正常而穩(wěn)定操作的必要條件。是補(bǔ)充塔板上的液相組成和數(shù)量；使塔板上的液相組成和數(shù)量保持穩(wěn)定；提高塔頂產(chǎn)品的濃度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。4.雙膜理論的論點(diǎn)？答：雙膜理論根本論點(diǎn)：〔1〕氣、液兩相接觸的自由界面附近，分別存在著做層流流動(dòng)的氣膜和液膜?！?〕在兩膜以外的氣、液相主體中，由于流體的充分湍動(dòng)〔紊流〕，組分物質(zhì)的濃度根本上是均勻分布的，不存在濃度差?！?〕在氣膜中存在著氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，它們是氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力。〔4〕氧是一種難溶氣體，溶解度很小，故傳質(zhì)的阻力主要在于液膜上，因此通過液膜的傳質(zhì)速率是氧轉(zhuǎn)移過程的控制速率。5.恒縻爾流假設(shè)的內(nèi)容？答：恒縻爾溢流：在精餾塔的精餾段內(nèi)，從每一塊塔板上下降的液體的千縻爾流量皆相等，提餾段內(nèi)也是如此，但兩段不一定相等。恒縻爾汽化流：在精餾塔的精餾段內(nèi)，從每一塊塔板上上升的汽體的千縻爾流量皆相等，提餾段內(nèi)也是如此，但兩段不一定相等。6.板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？答：液流量、塔板結(jié)構(gòu)和液流長度；可采取雙溢流或多溢流降液管、結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔。四．計(jì)算題1．一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進(jìn)塔混合氣組成為0.04〔A的摩爾分率，下同〕，出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。試求液氣比為最小液氣比的多少倍？解：液氣比為最小液氣比的多少倍?那么2．在一常壓精餾塔內(nèi)別離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進(jìn)料量為1000kmol/h，含苯，要求塔頂餾出液中含苯〔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。，取回流比為最小回流比的倍。試求：〔1〕塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw；〔2〕最小回流比；〔3〕精餾段操作線方程；〔4〕提餾段操作線方程；〔5〕從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？解：〔1〕塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw；由，得：W=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算得〔2〕最小回流比；泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,(3)精餾段操作線方程；(4)提餾段操作線方程；那么〔5〕從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成由操作線方程得某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進(jìn)料量為1000標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)料氣體中含苯5%〔體積百分?jǐn)?shù)〕，其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時(shí)輕油含量為最小用量的倍，平衡關(guān)系為。體積吸收總系數(shù)為，輕油的平均分子量為170。求輕油用量和完成該生產(chǎn)任務(wù)所需填料層高度？解：，。，。。。，，，即輕油量為，所需填料層高度為。4.某精餾塔操作以飽和蒸汽進(jìn)料，操作線方程分別如下：精餾線提餾線試求該塔操作的回流比、進(jìn)料組成及塔頂、塔底產(chǎn)品中輕組分的摩爾分率。解：由精餾線得：，由提餾線得：，xD≈提餾線斜率，得提餾線截距，，得xW由FxF=DxD＋WxW得：5．用一精餾塔別離某二元理想混合物，進(jìn)料量為200kmol/h，其中易揮發(fā)組分的摩爾分率為，進(jìn)料為飽和液體，塔頂采用全凝器且為泡點(diǎn)回流，塔釜用間接蒸汽加熱。兩組分間的平均相對揮發(fā)度為，精餾段操作線方程為，塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分率為0.05，試求：〔1〕操作回流比、塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分率；〔2〕塔頂產(chǎn)品的流量和塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的回收率；〔3〕精餾段的氣相負(fù)荷、提餾段的液相負(fù)荷〔kmol/h〕；〔4〕實(shí)際回流比是最小回流比的多少倍；〔5〕提餾