化工原理试题库答案下册,总

内容发布更新时间 : 2024/6/16 20:57:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

试比较当N??时,以下三种工况所需要的最低能耗(包括原料预热需要的热量): (1) 20℃加料;

(2) 预热至泡点加料; (3) 预热至饱和蒸汽加料。

已知在操作条件下料液的泡点为98℃,平均比热容为161.5J/kmol.K,汽化潜热为32600J/mol。 (977.1kW;1110.6kW; l694.7kW)

56. 用一连续操作精馏塔在常压分离苯—甲苯混合液,原料含苯0.5(摩尔分率,下同),塔顶馏处液含苯

0.99,塔顶采用全凝器,回流比为最小回流比的1.5倍,原料液于泡点状态进塔,加料板上的液相组成与进料组成相同.泡点为92.3¤,求理论进料板的上一层理论板的也相组成。苯的饱和蒸汽压可以用安托尼公式计算。 Logp0=A-B/(t+C),A=6.91210,B=1214.645,C=221.205

57. 有苯和甲苯混合液,含苯0.4,流量1000kmol/h,在一常压精馏塔内进行分离,要求塔顶馏出液中含

苯0.9(以上均为摩尔分率),苯的回收率不低于90%,泡点进料,取回流比为最小回流比的1.5倍。已知塔内平均相对挥发度为2.5。试求: (1)、塔顶产品流量D;(2)、塔底釜残液流量W与组成;(3)、最小回流比;(4)、精馏段操作线方程;(5)、提馏段操作线方程(6)、若改用饱和蒸汽进料,仍用(4)中所用的回流比,所需理论板数为多少? 58. 某双组分混合液,重组分为水。设计时先按如下流程安排(图中实线),塔釜采用饱和蒸汽直接加热。

塔顶全凝器,泡点回流。系统符合恒摩尔流假定,相对挥发度为2。且知:F=100kmol/h,q=0,xF=0.4(摩尔分率,下同),xD=0.95,xw=0.04,S=60kmol/h。试求:(1)、塔顶轻组分的回收率;(2)、若保持S、F、xF、q、xD、xW不变,设计时在塔上部有侧线抽出(如虚线所示),抽出液量为θ,kmol/h,组成xθ=0.6,则该塔的最小回流比为多少?

59. 拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分为40%(摩尔百分率,下同),流量为100kmol/h的料

液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料,回流比为最小回流比的1.5倍,全塔效率为0.7,料液的相对挥发度为3。试求:(1)、完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板位置;(2)、若F、xF、NP不变,欲提高此物系易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的措施有那些? 22、用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,原料液中含苯0.40,塔顶馏出液中含苯0.95(以上均为摩尔分率),原料液为汽液混合进料,其中蒸汽占1/3(摩尔分率),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: (1)、原料液中汽相与液相的组成;(2)、最小回流比;(3)、若塔顶采用全凝器,求从塔顶往下数第二块理论板下降的液相组成。

60. 某一正在操作的连续精馏塔,有塔板15块,塔顶为全凝器,用于分离苯-甲苯混合液,料忒中含苯35%,

泡点进料,馏出液含苯97%,残液含苯5%(以上皆为摩尔百分率)试求:(1)、最小回流比;(2)、如采用回流比R=4.3,求理论板数及全塔效率;(3)、如果单板效率等于全塔效率,求提馏段最下一块板上升蒸汽组成。

61. 某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量为30kmol/h,进料中苯的摩尔分率为0.5,塔顶、

塔低产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下可取平均相对挥发度为2.4。(1)、塔顶、塔底的产品量;(2)、若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论板,求离开第二板的蒸汽和液体组成。

62. 有一二元理想溶液,在连续精馏塔中精馏。原料掖组成为50%(摩尔%),饱和蒸汽进料。原料处理量

为每小时100kmol,塔顶、塔底产品量各为50kmol/h,已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15,塔釜用间接蒸汽加热,塔顶采用全凝器,泡点回流。试求:(1)塔顶、塔底产品组成(用摩尔分率表示)(2)全凝器中每小时冷凝蒸汽量;(3)蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量;(4)若全塔平均相对挥发度为3.0,塔顶第一块板的液相莫弗里效率为0.6,求离开塔顶第二块板的汽相组成。

63. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出

液组成为0.9,残液组成为0.1,相对挥发度为2.5,饱和蒸汽进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。试求:(1)馏出液及残液量;(2)最小回流比;(3)操作回流比为3时,塔釜每小时产生的

64.

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66.

67.

蒸汽量为多少?(4)塔釜上一块理论板液相组成为多少?(5)计算第(3)问时做了什么假定? 用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为100kmol/h,进料组成为0.5(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.95,残液组成为0.0.05,相对挥发度为2.5,泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为1.61,求:(1)馏出液及残液量;(2)提馏段上升蒸汽量;(3)提馏段操作线方程;(4)最小回流比。

用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,原料液中含苯0.44,塔顶馏出液中含苯0.96(以上均为摩尔分率),原料液为汽液混合进料,其中周期占1/2(摩尔分率),苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5,回流比为最小回流比的1.5倍,试求:(1)、原料液中汽相与液相的组成;(2)离开塔顶第二块板的汽相组成;

用一连续精馏塔分离二元理想溶液,进料量为10kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率,下同),馏出液组成为0.6,易挥发组成的回收率为90%,相对挥发度为2.0,饱和蒸汽进料,回流比为最小回流比的2倍。塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。试求:(1)馏出液及残液量;(2)最小回流比;(3)第一块塔板下降的液体组成为多少?(4)精馏段上升的蒸汽量与提馏段下降的液体量各为多少? 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液,泡点进料,塔顶馏出量为75kmol/h(绝压),查得此压强下水蒸气的汽化潜热为511kcal/kmol,在塔釜温度下釜液的汽化潜热为10000kcal/kmol,精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。试求:(1)加热蒸汽消耗量;(2)离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。

第二章 吸收

一、选择题

1. 吸收操作的依据是( B )。 A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异

2. 在逆流吸收塔中,增加吸收剂用量,而混合气体的处理量不变, 则该吸收塔中操作线

方程的斜率会____A_____。

A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定

3. 在吸收系数的准数关联式中,反映物性影响的准数是( B ) A.Sh B.Re C.Ca D.Sc

4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa

则( A )

A.t1t2 C.t3 t2

5. 在吸收塔中,随着溶剂温度升高,气体在溶剂中的溶解度将会___C___。

A.增加 B.不变 C.减小 D.不能确定 6. 下述说明中正确的是____D_____。 A.用水吸收氨属液膜控制

B.常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制 C.用水吸收氧属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制

D.用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收,气膜阻力和液膜阻力都不可忽略 7. 下述说法错误的是____B____。

A.溶解度系数H很大,为易溶气体 B.亨利系数E值很大,为易溶气体 C.亨利系数E值很大,为难溶气体 D.相平衡系数m值很大,为难溶气体 8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一, 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是

( D )。

A.扩散质和扩散介质的种类 B.体系的温度 C.体系的压力 D.扩散面积 9. 吸收塔的操作线是直线,主要基于如下原因( D )。

A 物理吸收 B 化学吸收 C 高浓度物理吸收 D 低浓度物理吸收 10. 吸收操作的作用是分离( A )。

A 气体混合物 B 液体混合物 C 互不相溶的液体混合物 D 气液混合物

11. 通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,则下列那种情况正确( D )。 A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大 C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大

12. 根据双膜理论,吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为( C )。 A. 两相界面存在的阻力 B. 气液两相主体中的扩散的阻力

C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 D .气相主体的涡流扩散阻力

13. 根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示得传质总系数KL

( B )

A.大于液相传质分系数k L B. 近似等于液相传质分系数k L C. 大于气相传质分系数k G D. 近似等于气相传质分系数k G

14. 对某一汽液平衡物系,在总压一定时,温度升高,则亨利系数( B ) A.变小 B.增大 C.不变 D.不确定

吸收是分离( A )混合物的化工单元操作,其分离依据是利用混合物中各组分( E A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度

15. 为使吸收过程易于进行,采取的措施是( B )。

A 加压升温 B 加压降温 C 减压升温 D 减压降温

16. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是( A )。

A (KG)-1 = (kG)-1 +(H kL)-1 B (KG)-1 = (H kG)-1 +( kL)-1 C (KG)-1 = (kG)-1 +(m kL)-1 D (KG)-1 = (m kG)-1 +(kL)-1

17. 根据双膜理论,在气液接触界面处( D )。

A p i = c i B p i > c i C p i < c i D p i = c i/H

18. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而( C ),随温度的升高而( A 增大 B 不变 C 减小 D 无法判断

19. 根据双膜理论,在气液接触界面处( D )。

A、气相组成小于液相组成 B、气相组成大于液相组成 C、气相组成等于液相组成 D、气相组成与液相组成平衡 20. 为使操作向有利于吸收的方向进行,采取的措施是( C )。 A、加压和升温 B、减压和升温

C、加压和降温 D、减压和降温

21. 对难溶气体的吸收过程,传质阻力主要集中于( B )。

A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断 22. 在吸收过程中,( C )将使体系的相平衡常数m减小。 A、加压和升温 B、减压和升温 C、加压和降温 D、减压和降温

23. 对易溶气体的吸收过程,传质阻力主要集中于( A )。

A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断

24. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳,基本属于( B )吸收控制,其气膜阻力( B )的差异。A )。

)液膜

阻力。

(A) 汽膜 (B)液膜 (C)共同作用 (D)无法确定 (B) ② (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)无法确定

25. 在双组分理想气体混合物中,组分A的扩散系数是( C )。

A.组分A的物质属性 B.组分B的物质属性 C.系统的物质属性 D.仅取决于系统的状态

46. 含低浓度溶质的气液平衡系统中,溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为( D )。

A.负值 B.正值 C.零 D.不确定 47. 某吸收过程,已知气膜吸收系数kY为2kmol/(m2.h),液膜吸收系数kX为4 kmol/(m2.h),由此判断该过程为( D )。

A.气膜控制 B.液膜控制 .C.不能确定 D.双膜控制

48. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若进塔气体的流量增大,其他操作条件不变,则对于气膜控制系统,其出塔气相组成将( A )。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

49. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若进塔液体的流量增大,其他操作条件不变,则对于气膜控制系统,起出塔气相组成将( B )。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

50. 在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力(以气相组成表示)为( A )。 A,Y-Y* B.Y*-Y C.Y-Yi D.Yi-Y

51. 在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若将进塔液相组成X2增大,其它操作条件不变,则气相总传质单元数NOG将( C ),气相出口浓度将( A )。

A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

52. 在逆流吸收塔中当吸收因数A〈1,且填料层高度为无限高时,则气液平衡出现在( C )。

A.塔顶 B塔上部 C.塔底 D.塔下部 53. 在逆流吸收塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质,平衡关系符合亨利定律。当将进塔气体组成Y1增大,其他操作条件不变,则出塔气相组成Y2将( A ),吸收率φ( )。 A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

二、填空题

1. 在吸收单元操作中, 计算传质单元数的方法很多,其中,采用对数平均推动力法计算总传质单元数法的前提条件是 。

2. 吸收操作是吸收质从_______转移到_______的传质过程。在吸收操作中压力____________,温度________将有利于吸收过程的进行。

3. 吸收是指____________________________________的化工单元操作。

4. 当气体处理量及初、终浓度已被确定,若减少吸收剂用量,操作线的斜率将____,其结果

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