分離工程試習(xí)題庫(kù)2

PAGE25填空題分離過(guò)程是（混合過(guò)程）的逆過(guò)程，因此需加入（分離劑）來(lái)達(dá)到分離目的。汽液相平衡是處理（氣液傳質(zhì)分離）過(guò)程的基礎(chǔ)。相平衡的條件是（所有相中溫度壓力相等，每一組分的化學(xué)位相等）。萃取精餾塔在萃取劑加入口以上需設(shè)（萃取劑回收段）。吸收因子為（），其值可反應(yīng)吸收過(guò)程的（難易程度）。吸收劑的再生常采用的是（用蒸汽或惰性氣體的蒸出塔），（用再沸器的蒸出塔），（用蒸餾塔）。精餾塔計(jì)算中每塊板由于（組成）改變而引起的溫度變化，可用（泡露點(diǎn)方程）確定。在塔頂和塔釜同時(shí)出現(xiàn)的組分為（分配組分）。解吸收因子定義為（S=mV/L）。吸收過(guò)程主要在（塔頂釜兩塊板）完成的。吸收有（1）個(gè)關(guān)鍵組分，這是因?yàn)椋▎蜗騻髻|(zhì)）的緣故。精餾有（2）個(gè)關(guān)鍵組分，這是由于（雙向傳質(zhì)）的緣故。恒沸劑的沸點(diǎn)應(yīng)顯著比原溶液沸點(diǎn)（大10K）以上。吸收過(guò)程只有在（貧氣吸收）的條件下，才能視為恒摩爾流。采用液相進(jìn)料的萃取精餾時(shí)，要使萃取劑的濃度在全塔內(nèi)為一恒定值，所以在（進(jìn)料時(shí)補(bǔ)加一定的萃取劑）。要提高萃取劑的選擇性，可（增大）萃取劑的濃度。吸收過(guò)程發(fā)生的條件為(Pi＞Pi*,yi＞yi*)。對(duì)窄沸程的精餾過(guò)程，其各板的溫度變化由（組成的改變）決定，故可由（相平衡方程）計(jì)算各板的溫度。常見復(fù)雜分離塔流程有（多股進(jìn)料），（側(cè)線采出），（設(shè)中間冷凝或中間再沸器）。設(shè)置復(fù)雜塔的目的是為了（減少塔數(shù)目，節(jié)省能量）。通過(guò)精餾多級(jí)平衡過(guò)程的計(jì)算，可以決定完成一定分離任務(wù)所需的（理論板數(shù)），為表示塔實(shí)際傳質(zhì)效率的大小，則用（級(jí)效率）加以考慮。為表示塔傳質(zhì)效率的大小，可用（級(jí)效率）表示。對(duì)多組分物系的分離，應(yīng)將（分離要求高）或（最困難）的組分最后分離。在相同的組成下，分離成純組分時(shí)所需的功（大于）分離成兩個(gè)非純組分時(shí)所需的功。分離過(guò)程分為(

機(jī)械分離

)和(

傳質(zhì)分離)兩大類。傳質(zhì)分離過(guò)程分為（平衡分離過(guò)程

）和（

速率控制過(guò)程）兩大類。分離劑可以是（

能量）和（

物質(zhì)）。機(jī)械分離過(guò)程是（

過(guò)濾、離心分離）。吸收、萃取、膜分離。滲透。速率分離的過(guò)程是過(guò)濾、離心分離、吸收、萃取、（

膜分離、滲透）。平穩(wěn)分離的過(guò)程是過(guò)濾、離心分離、（

）。膜分離。滲透。氣液平相衡常數(shù)定義為（氣相組成和液相組成的比值

）。理想氣體的平穩(wěn)常數(shù)與（

組成）無(wú)關(guān)。低壓下二元非理想農(nóng)液的對(duì)揮發(fā)度α12等于(

γ1P10/γ2P20

)氣液兩相處于平衡時(shí)，（

化學(xué)位）相等。在多組分精餾中塔頂溫度是由（

露點(diǎn)）方程求定的。泡點(diǎn)溫度計(jì)算時(shí)若∑Kixi>1，溫度應(yīng)調(diào)（小

）泡點(diǎn)壓力計(jì)算時(shí)若∑Kixi>1，壓力應(yīng)調(diào)（大

）在多組分精餾中塔底溫度是由（

泡點(diǎn)）方程求定的。關(guān)鍵組分的相揮發(fā)度越大，精餾過(guò)程所需的最少理論板數(shù)（

越少）。分離要求越高，精餾過(guò)程所需的最少理論板數(shù)（

越多）。進(jìn)料中易揮發(fā)含量越大，精餾過(guò)程所需的最少理論板數(shù)（

不變）。在萃取精餾中所選的萃取劑希望與塔頂餾出組份形成具有（

正

）偏差的非理想溶液。萃取精餾塔中，萃取劑是從塔（底

）出來(lái)。恒沸劑與組分形成最低溫度的恒沸物時(shí)，恒沸劑從塔（

頂）出來(lái)。吸收中平衡常數(shù)大的組分是（難

）吸收組分。吸收中平衡常數(shù)小的組分是（

易）吸收組分。吸收因子越大對(duì)吸收越（有利

）溫度越高對(duì)吸收越（

不利）壓力越高對(duì)吸收越（有利

）。吸收因子A（反比

）于平衡常數(shù)。吸收因子A（

正比）于吸收劑用量L。吸收因子A（

正比）于液氣比。從節(jié)能的角度分析難分離的組分應(yīng)放在（

最后）分離。從節(jié)能的角度分析分離要求高的組分應(yīng)放在（

最后）分離。從節(jié)能的角度分析進(jìn)料中含量高的組分應(yīng)（先

）分離。選擇題計(jì)算溶液泡點(diǎn)時(shí)，若，則說(shuō)明（C）a.溫度偏低b.正好泡點(diǎn)c.溫度偏高計(jì)算溶液露點(diǎn)時(shí)，若，則說(shuō)明（C）a.溫度偏低b.正好泡點(diǎn)c.溫度偏高吸收操作中，若要提高關(guān)鍵組分的相對(duì)吸收率應(yīng)采用措施是（）a.提高壓力b.升高溫度c.增加液汽比d.增加塔板數(shù)多組分吸收過(guò)程采用圖解梯級(jí)法的依據(jù)是（）a.恒溫操作b.恒摩爾流c.貧氣吸收當(dāng)萃取塔塔頂產(chǎn)品不合格時(shí)，可采用下列方法來(lái)調(diào)節(jié)（B）a.加大回流比b.加大萃取劑用量c.增加進(jìn)料量液相進(jìn)料的萃取精餾過(guò)程，應(yīng)該從何處加萃取劑（C）a.精餾段b.提餾段c.精餾段和進(jìn)料處d.提餾段和進(jìn)料板簡(jiǎn)單精餾塔是指（C）a.設(shè)有中間再沸或中間冷凝換熱設(shè)備的分離裝置b.有多股進(jìn)料的分離裝置c.僅有一股進(jìn)料且無(wú)側(cè)線出料和中間換熱設(shè)備分離最小功是指下面的過(guò)程中所消耗的功（B）a.實(shí)際過(guò)程b.可逆過(guò)程下列哪一個(gè)是機(jī)械分離過(guò)程（D）a.蒸餾b.吸收c.膜分離d.離心分離下列哪一個(gè)是速率分離過(guò)程（

C）a.蒸餾b.吸收c.膜分離d.離心分離下列哪一個(gè)是平衡分離過(guò)程（

A）a.蒸餾b.c.膜分離d.離心分離溶液的蒸氣壓大?。˙

）a.只與溫度有關(guān)b.不僅與溫度有關(guān)，還與各組分的濃度有關(guān)c.不僅與溫度和各組分的濃度有關(guān)，還與溶液的數(shù)量有關(guān)對(duì)兩個(gè)不同純物質(zhì)來(lái)說(shuō)，在同一溫度壓力條件下汽液相平衡K值越大，說(shuō)明該物質(zhì)費(fèi)點(diǎn)（

A）a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低汽液相平衡K值越大，說(shuō)明該組分越（A

）a.易揮發(fā)b.難揮發(fā)c.沸點(diǎn)高d.蒸汽壓小氣液兩相處于平衡時(shí)（

C）a.兩相間組份的濃度相等b.只是兩相溫度相等c.兩相間各組份的化學(xué)位相等

d.相間不發(fā)生傳質(zhì)當(dāng)把一個(gè)常人溶液加熱時(shí)，開始產(chǎn)生氣泡的點(diǎn)叫作（

C）a.露點(diǎn)b.臨界點(diǎn)c.泡點(diǎn)d.熔點(diǎn)當(dāng)把一個(gè)氣相冷凝時(shí)，開始產(chǎn)生液滴的點(diǎn)叫作（A

）a.露點(diǎn)b.臨界點(diǎn)c.泡點(diǎn)d.熔點(diǎn)當(dāng)物系處于泡、露點(diǎn)之間時(shí)，體系處于（

D）a.飽和液相b.過(guò)熱蒸汽c.飽和蒸汽d.氣液兩相系統(tǒng)溫度大于露點(diǎn)時(shí)，體系處于（B

）a.飽和液相b.過(guò)熱氣相c.飽和氣相d.氣液兩相系統(tǒng)溫度小于泡點(diǎn)時(shí)，體系處于（

B）a.飽和液相b.冷液體c.飽和氣相d.氣液兩相閃蒸是單級(jí)蒸餾過(guò)程，所能達(dá)到的分離程度（B

）a.很高b.較低c.只是冷凝過(guò)程，無(wú)分離作用d.只是氣化過(guò)程，無(wú)分離作用A、B兩組份的相對(duì)揮發(fā)度αAB越?。?/p>

B）a.A、B兩組份越容易分離b.A、B兩組分越難分離c.A、B兩組分的分離難易與無(wú)關(guān)26無(wú)關(guān)26、在多組分精餾計(jì)算中，最小回流比的計(jì)算公式中的θ值，可有多個(gè)根，正確的根應(yīng)是

(

)

（1）比輕關(guān)鍵組分的a值大的值

（2）比輕關(guān)鍵組分的a值小的值；

（3）在于重關(guān)鍵組分的a值，而小于輕關(guān)鍵組分的a值。27、在多組分輕烴精餾計(jì)算中，最少理論板數(shù)的大?。?/p>

）

（1）與原料組成無(wú)關(guān)

（2）原料中含輕組分越多，所需的d.原料中含輕組分越多，所需的越少當(dāng)蒸餾塔的產(chǎn)品不合格時(shí)，可以考慮（

D）a.提高進(jìn)料量b.降低回流比c.提高塔壓d.提高回流比當(dāng)蒸餾塔的在全回流操作時(shí)，下列哪一描述不正確（D

）a.

所需理論板數(shù)最小b.不進(jìn)料c.不出產(chǎn)品d.熱力學(xué)效率高b.恒摩爾流不太適合d.是蒸餾過(guò)程吉利蘭關(guān)聯(lián)圖，關(guān)聯(lián)了四個(gè)物理量之間的關(guān)系，下列哪個(gè)不是其中之一（D

）a.最小理論板數(shù)b.最小回流比c.理論版d.壓力下列關(guān)于簡(jiǎn)捷法的描述那一個(gè)不正確（D

）a.計(jì)算簡(jiǎn)便b.可為精確計(jì)算提供初值c.所需物性數(shù)據(jù)少d.計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確關(guān)于萃取精餾塔的下列描述中，那一個(gè)不正確（B

）a.氣液負(fù)荷不均，液相負(fù)荷大b.回流比提高產(chǎn)品純度提高c.恒摩爾流不太適合d.是蒸餾過(guò)程當(dāng)萃取精餾塔的進(jìn)料是飽和氣相對(duì)（

C）a.萃取利從塔的中部進(jìn)入b.塔頂?shù)谝话寮尤隿.塔項(xiàng)幾塊板以下進(jìn)入d.進(jìn)料位置不重要萃取塔的汽、液相最大的負(fù)荷處應(yīng)在（

A）a.塔的底部b.塔的中部c.塔的項(xiàng)部對(duì)一個(gè)恒沸精餾過(guò)程，從塔內(nèi)分出的最低溫度的恒沸物（

B）a.一定是做為塔底產(chǎn)品得到b.一定是為塔頂產(chǎn)品得到c.可能是塔項(xiàng)產(chǎn)品，也可能是塔底產(chǎn)品d.視具體情況而變吸收塔的汽、液相最大負(fù)荷處應(yīng)在（A

）a.塔的底部b.塔的中商c.塔的頂部下列哪一個(gè)不是吸收的有利條件（

A）a.提高溫度b.提高吸收劑用量c.提高壓力d.減少處理的氣體量下列哪一個(gè)不是影響吸收因子的物理量（

D）a.溫度b.吸收劑用量c.壓力d.氣體濃度平均吸收因子法（

C）a.假設(shè)全塔的溫度相等b.假設(shè)全塔的壓力相等c.假設(shè)各板的吸收因子相等當(dāng)體系的yi-yi*>0時(shí)（

B）a.

發(fā)生解吸過(guò)程b.發(fā)生吸收過(guò)程c.發(fā)生精餾過(guò)程d.沒有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移當(dāng)體系的yi-yi*=0時(shí)（D

）a.發(fā)生解吸過(guò)程b.發(fā)生吸收過(guò)程c.發(fā)生精餾過(guò)程d.沒有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移名詞解釋分離過(guò)程：將一股式多股原料分成組成不同的兩種或多種產(chǎn)品的過(guò)程。機(jī)械分離過(guò)程：原料本身兩相以上，所組成的混合物，簡(jiǎn)單地將其各相加以分離的過(guò)程。傳質(zhì)分離過(guò)程：傳質(zhì)分離過(guò)程用于均相混合物的分離，其特點(diǎn)是有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象發(fā)生。按所依據(jù)的物理化學(xué)原理不同，工業(yè)上常用的分離過(guò)程又分為平衡分離過(guò)程和速率分離過(guò)程兩類。相平衡：混合物或溶液形成若干相，這些相保持著物理平衡而共存的狀態(tài)。從熱力學(xué)上看，整個(gè)物系的自由焓處于最小狀態(tài)，從動(dòng)力學(xué)看，相間無(wú)物質(zhì)的靜的傳遞。相對(duì)揮發(fā)度：兩組分平衡常數(shù)的比值叫這兩個(gè)組分的相對(duì)揮發(fā)度。泡點(diǎn)溫度：當(dāng)把一個(gè)液相加熱時(shí)，開始產(chǎn)生氣泡時(shí)的溫度。露點(diǎn)溫度：當(dāng)把一個(gè)氣體冷卻時(shí)，開始產(chǎn)生氣泡時(shí)的溫度。氣化率：氣化過(guò)程的氣化量與進(jìn)料量的比值。冷凝率：冷凝過(guò)程的冷凝量與進(jìn)料量的比?；亓鞅龋夯亓鞯囊旱南嗔颗c塔頂產(chǎn)品量的比值。精餾過(guò)程：將揮發(fā)度不同的組分所組成的混合物，在精餾塔中同時(shí)多次地部分氣化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)組成的過(guò)程。全塔效率：理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)的比值。精餾的最小回流比：精餾時(shí)有一個(gè)回流比下，完成給定的分離任務(wù)所需的理論板數(shù)無(wú)窮多，回流比小于這個(gè)回流比，無(wú)論多少塊板都不能完成給定的分離任務(wù)，這個(gè)回流比就是最小的回流比。實(shí)際回流比大于最小回流比。理論板：離開板的氣液兩相處于平衡的板叫做理論板。萃取劑的選擇性：加溶劑時(shí)的相對(duì)揮發(fā)度與未加溶劑時(shí)的相對(duì)揮發(fā)度的比值。萃取精餾：向相對(duì)揮發(fā)度接近于1或等于1的體系，加入第三組分P，P體系中任何組分形成恒沸物，從塔底出來(lái)的精餾過(guò)程。共沸精餾：向相對(duì)揮發(fā)度接近于1或等于1的體系，加入第三組分P，P體系中某個(gè)或某幾個(gè)組分形成恒沸物，從塔頂出來(lái)的精餾過(guò)程。吸收過(guò)程：按混合物中各組份溶液度的差異分離混合物的過(guò)程叫吸收過(guò)程。吸收因子：操作線的斜率（L/V）與平衡線的斜率（KI）的比值。絕對(duì)吸收率：被吸收的組分的量占進(jìn)料中的量的分率。膜的定義：廣義上定義為兩相之間不連續(xù)的區(qū)間。半透膜：能夠讓溶液中的一種或幾種組分通過(guò)而其他組分不能通過(guò)的這種選擇性膜叫半透膜。滲透：當(dāng)用半透膜隔開沒濃度的溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜向低高濃度溶液流動(dòng)的現(xiàn)象叫滲透。反滲透：當(dāng)用半透膜隔開不同濃度的溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜向低濃度溶液流動(dòng)的現(xiàn)象叫反滲透。

問答題已知A，B二組分的恒壓相圖如下圖所示，現(xiàn)有一溫度為T0原料經(jīng)加熱后出口溫度為T4

過(guò)加器前后壓力看作不變。試說(shuō)明該原料在通過(guò)加熱器的過(guò)程中，各相應(yīng)溫度處的相態(tài)和組成變化的情況？

t0過(guò)冷液體，組成等于xF

t1飽和液體，組成等于xF

t2氣夜兩相，y>xF

>x

t3飽和氣體，組成等于xF

t4過(guò)熱氣體，組成等于xF簡(jiǎn)述絕熱閃蒸過(guò)程的特點(diǎn)。絕熱閃蒸過(guò)程是等焓過(guò)程，節(jié)流后壓力降低，所以會(huì)有汽化現(xiàn)象發(fā)生，汽化要吸收熱量，由于是絕熱過(guò)程，只能吸收本身的熱量，因此，體系的漫度降低。圖中A塔的操作壓力量對(duì)比20atm，塔底產(chǎn)品經(jīng)節(jié)流閥后很快進(jìn)入B塔。B塔的操作壓力

為10atm，試問：

a.液體經(jīng)節(jié)流后會(huì)發(fā)生哪些變化？

b.如果B塔的操作壓力為5atm時(shí)，會(huì)與在某些方面10atm下的情況有何不同？(1)經(jīng)節(jié)流后有氣相產(chǎn)生，由于氣化要吸收自身的熱量，系統(tǒng)溫度將降低。

(2)B塔的操作壓力為5atm時(shí)比操作壓力為10atm時(shí)氣化率大，溫度下降幅度也大。簡(jiǎn)述精餾過(guò)程最小回流時(shí)的特點(diǎn)。最小回流比是餾的極限情況之一，此時(shí)，未完成給定的分離任務(wù)，所需要理論經(jīng)板數(shù)無(wú)窮多，如果回流比小于最小回流比，則無(wú)論多少理論板數(shù)也不能完成給定的分離任務(wù)。簡(jiǎn)述精餾過(guò)程全回流的特點(diǎn)。全回流是精餾的極限情況之一。全回流所需的理論板數(shù)最少。此時(shí)，不進(jìn)料，不出產(chǎn)

品。簡(jiǎn)述捷法的特點(diǎn)。簡(jiǎn)捷法是通過(guò)N、Nm、R、Rm四者的關(guān)系計(jì)算理論的板數(shù)的近似計(jì)算法，其計(jì)算簡(jiǎn)便，不需太多物性數(shù)據(jù)，當(dāng)要求計(jì)算精度高時(shí)，不失為一種快捷的方法，也可為精確計(jì)算提供初值。簡(jiǎn)述萃取塔操作要注意的事項(xiàng)。a.氣液相負(fù)荷不均，液相負(fù)荷遠(yuǎn)大于氣相負(fù)荷；b.塔料的溫度要嚴(yán)控制；c.回流比不能隨意調(diào)整?！梯腿【s塔如果不設(shè)回收段，把萃劑與塔頂回流同時(shí)都從塔頂打入塔內(nèi)，將會(huì)產(chǎn)生什

么后果，為什么？

在萃取精餾中不設(shè)回收段，將會(huì)使入塔頂?shù)妮腿┑貌坏交厥?，塔頂產(chǎn)品夾帶萃取劑，從而影響產(chǎn)品的純度，使塔頂?shù)貌坏郊儍舻漠a(chǎn)品。根據(jù)題給的X-Y相圖，回答以下問題：

a.該系統(tǒng)在未回萃取劑P時(shí)是正偏差是負(fù)偏差系統(tǒng)有最高還是最低溫度的恒沸物

b.回入萃取劑之后在精餾段和提餾段利還是利？

a.該系統(tǒng)在未加萃劑P時(shí)是正偏差系統(tǒng)，有最低溫度的恒沸物。

b.加入萃取劑之后在精餾段有利，固原來(lái)有恒沸物，P加入之后恒沸物消失；在提餾段是不利，因P加入之后體系中組分的相對(duì)揮發(fā)度降低。從熱力學(xué)角度簡(jiǎn)述萃取劑的選擇原則。萃取應(yīng)能使的體系的相對(duì)揮發(fā)度提高，即與塔組分形成正偏差，與塔組分形成負(fù)偏差或者理想溶液。工藝角度簡(jiǎn)述萃劑的選擇原則。a.容易再生，即不起化學(xué)反應(yīng)、不形成恒沸物、P沸點(diǎn)高；

b.適宜的物性，互溶度大、穩(wěn)定性好；

c.價(jià)格低廉，來(lái)源豐富。說(shuō)出4種恒沸劑的回收方尖。a.冷疑分層；b.過(guò)冷分層；c.變壓精餾d.萃?。?）鹽析說(shuō)出4種恒沸劑的回收方法。恒沸精餾中，恒沸劑用量不能隨便調(diào)整為什么因恒沸劑用量與塔的產(chǎn)品純度有關(guān)，多或少都不能得到所希望的目的產(chǎn)物。吸收的有利條件是什么？低溫、高壓、高的氣相濃度、低的液相濃度、高的用量、低的氣相量。試分板吸收因子對(duì)吸收過(guò)程的影響吸收因子A=L/（VKi），吸收因子越大對(duì)吸收有利，所需的理論板數(shù)越少，反之亦然。用平均吸收因子法計(jì)算理論板數(shù)時(shí)，分別采用L0/VN+1(L0:吸收劑用量，VN+1原料氣用量)和L平/v平，來(lái)進(jìn)行計(jì)算吸收因子A。試分析求得的理論板數(shù)哪個(gè)大，為什L0/VN+1比L平/V平小，故用L平/V平計(jì)算的A大，所需的理論板數(shù)小。在吸收過(guò)程中，若關(guān)鍵組分在操作條件下的吸收因子A小于設(shè)計(jì)吸收率Φ，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

此時(shí)，吸收塔無(wú)論有多少塊理論板也完不成給定的分離任務(wù)，只能達(dá)到小于等于A的

吸收率。正常操作時(shí)，A應(yīng)大于吸收率Φ。√有一烴類混合物送入精餾裝置進(jìn)行分離，進(jìn)料組成和相對(duì)揮發(fā)度a值如下，現(xiàn)有A、B

兩種方案可供選擇，你認(rèn)為哪種方案合理為什么異丁烷正丁烷戊烷摩爾%

253045a值1.241.000.34由于正丁烷和異丁烷是體系中最難分的組份，應(yīng)放在最后分離；進(jìn)料中戊烷含量高，應(yīng)盡早分出。所以方案B是合理的。20.在吸收過(guò)程中塔中每級(jí)汽、液流量為什么不能視為恒摩爾流吸收為單相傳質(zhì)過(guò)程吸收劑吸收了氣體中的溶質(zhì)而流量在下降過(guò)程中不斷增加氣體的流量相應(yīng)的減少因此氣液相流量在塔內(nèi)都不能視為恒定。計(jì)算題以烴類蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及異丁烷d.55%。試求混合物在25℃時(shí)的露點(diǎn)壓力與泡點(diǎn)壓力，并確定在t=25解：a.求混合物在25℃設(shè)p=1MPa=101.3kPa，由t=25℃查圖2-1aK1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2選異丁烷為參考組分，則由和t=25℃查圖2-1a得p=650kPa：K1=28，K2=5.35，K3=1.7，K4=0.681故混合物在25℃b.求混合物在25℃設(shè)p=1MPa=101.3kPa，由t=25℃查圖2-1aK1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2選異丁烷為參考組分，則由和t=25℃查圖2-1a得p=2800kPa：K1=6.1，K2=1.37，K3=0.44，K4=0.2114由和t=25℃查圖2-1a得p=1550kPa：K1=11.0，K2=2.2，K3=0.70，K4=0.306由和t=25℃查圖2-1a得p=1800kPa：K1=9.6，K2=1.9，K3=0.62，K4=0.27則混合物在25℃c.t=25℃K1=165，K2=27，K3=8.1，K4=3.2故在t=25℃已知第一脫甲烷塔的進(jìn)料組成及操作條件下各組分的相平衡常數(shù)如下表所示，要求甲烷的蒸出率為98%，乙烯的回收率為96%，試分別按清晰分割和不清晰分割方法計(jì)算餾出液和釜液的組成，并比較兩種計(jì)算結(jié)果。序號(hào)1234567組分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4xiF/摩爾%33.85.833.225.70.500.200.70Ki/1.70.280.180.0330.0220.004解：取100Kmol進(jìn)料為基準(zhǔn)，選取甲烷為輕關(guān)鍵組分，乙烯為重關(guān)鍵組分。按清晰分割的概念，組分1為輕組分，全部從塔頂餾出液在采出，組分4、5、6、7為重組分，全部從塔釜液中采出。由于甲烷的蒸出率為98%；乙烯的回收率為96%；或；；；；將計(jì)算結(jié)果列表如下：組分H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C40.3380.580.3320.2570.0050.0030.0071.0000.8280.1390.033////1.000/0.0020.5380.4340.0080.0050.0121.00033.85.6841.328////40.8120.11631.87225.700.500.300.7059.188要求在常壓下分離環(huán)己烷a.（沸點(diǎn)80.8℃）和苯b.（沸點(diǎn)80.2℃），它們的恒沸組成為苯0.502（摩爾分?jǐn)?shù)），共沸點(diǎn)①所需恒沸劑量。②塔頂、塔釜餾出物量各為多少。（以100kmol/h進(jìn)料計(jì)）解：以100kmol/h進(jìn)料為基準(zhǔn)，設(shè)丙酮恒沸劑的用量為Skg，恰好與料液中的環(huán)己烷組成恒沸物，進(jìn)料量和塔頂恒沸物的量和組成分別為。對(duì)環(huán)己烷作物料平衡；恒沸劑S的用量為由于塔釜希望得到幾乎純凈的苯，四氫呋喃a.-水b.混合液當(dāng)（摩爾分?jǐn)?shù)）時(shí)形成恒沸物，恒沸溫度為63.4℃，當(dāng)以呋喃（S）為恒沸劑時(shí)，則與其水成為非均相恒沸物，恒沸溫度為30.5℃，恒沸組成為。要求該溶液分離得（頂）及（釜），試以簡(jiǎn)捷法計(jì)算所需理論板數(shù)N。已知：；；；；；。30.5℃時(shí)各飽和蒸汽壓：；；某裂解氣組成如下表所示。組分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10∑0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000現(xiàn)擬以i-C4H10餾分作吸收劑，從裂解氣中回收99%的乙烯，原料氣的處理量為100kmol/h，塔的操作壓力為4.052Mpa，塔的平均溫度按-14℃①為完成此吸收任務(wù)所需最小液氣比。②操作液氣比若取為最小液氣比的1.5倍，試確定為完成吸收任務(wù)所需理論板數(shù)。③各個(gè)組分的吸收分率和出塔尾氣的量和組成。④塔頂應(yīng)加入的吸收劑量。解：選乙烯為關(guān)鍵組分，查得在4.052Mpa和-14℃a.最小液氣比的計(jì)算在最小液氣比下，9，b.理論板數(shù)的計(jì)算操作液氣比關(guān)鍵組分的吸收因子為理論板數(shù)c.各個(gè)組分的吸收分率和出塔尾氣的量和組成由和以及；；進(jìn)行計(jì)算結(jié)果見表。組分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10∑0.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000Ki/3.150.720.500.1450.056，kmol/h13.237.1830.29.78.41.32100.0A/0.33941.4852.13847.37419.09300.33940.990.9951.0001.00013.224.5610.3020.04850038.11150.34640.64450.00790.0013d.吸收劑量塔內(nèi)氣體的平均流率為：塔內(nèi)液體的平均流率為：由，得擬進(jìn)行吸收的某廠裂解氣的組成如下。組分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H10n-C5H10n-C6H14∑0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000當(dāng)在1.013Mpa壓力下，以相對(duì)分子質(zhì)量為220的物質(zhì)為吸收劑，吸收劑溫度為30℃，而塔中液相平均溫度為35℃。試計(jì)算異丁烷（i-C4H解：選異丁烷為關(guān)鍵組分，查得在1.013Mpa和35℃a.最小液氣比的計(jì)算在最小液氣比下，，b.理論板數(shù)的計(jì)算操作液氣比關(guān)鍵組分的吸收因子為理論板數(shù)c.各個(gè)組分的回收率和塔頂尾氣的數(shù)量和組成由和以及；；進(jìn)行計(jì)算結(jié)果見表。組分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H10n-C5H10n-C6H14∑0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055,kmol/h76.54.56.52.54.51.52.51.5100.0A0.02990.1420.41460.9631.2912.8403.78710.3270.02990.1420.41460.900.9871.0001.0001.00074.2133.8613.80510.250.058500082.190.9030.0470.0460.0030.0011.000d.吸收劑量塔內(nèi)氣體的平均流率為：塔內(nèi)液體的平均流率為：由，得在一精餾塔中分離苯（B），甲苯（T），二甲苯（X）和異丙苯（C）四元混合物。進(jìn)料量200mol/h，進(jìn)料組成zB=0.2,zT=0.1,zX=0.4(mol)。塔頂采用全凝器，飽和液體回流。相對(duì)揮發(fā)度數(shù)據(jù)為：=2.25，=1.0，=0.33，=0.21。規(guī)定異丙苯在釜液中的回收率為99.8%，甲苯在餾出液中的回收率為99.5%。求最少理論板數(shù)和全回流操作下的組分分配解：根據(jù)題意頂甲苯為輕關(guān)鍵組分，異丙苯為重關(guān)鍵組分，從相對(duì)揮發(fā)度的大小可以看出，二甲苯為中間組分，在作物料衡算時(shí)，初定它在餾出液和釜液中的分配比，并通過(guò)計(jì)算修正物料衡算如下組分 進(jìn)料 餾出液 釜液B 40 40 -T 60 600.995 600.005X 20 2 18C 解得D=101.86W=98.14=0.5861=0.0031=0.00157=0.8135=7.35解得=1.05mol；=18.95mol組分 進(jìn)料 B 40 40 —T 60 600.995 600.005X 20 1.05 18.95C 80 組分 B 0.3964 0T 0.5916 0.0030X 0.0104 0.1912C 0.00158 0.8057=7.37組分進(jìn)料餾出液釜液數(shù)量Mol%數(shù)量mol%數(shù)量mol%苯40204039.643—甲苯603059.759.1670.33.02二甲苯20101.041.0318.9619.13異丙苯某原料氣組成如下：組分 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 n-C6H14y0(摩爾分率)0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045先擬用不揮發(fā)的烴類液體為吸收劑在板式塔吸收塔中進(jìn)行吸收，平均吸收溫度為38℃，壓力為1.013Mpa，如果要求將i-C4H10①為完成此吸收任務(wù)所需的最小液氣比。②操作液氣比為組小液氣比的1.1倍時(shí)，為完成此吸收任務(wù)所需理論板數(shù)。③各組分的吸收分率和離塔尾氣的組成。④求塔底的吸收液量解：由題意知，i-C4H10為關(guān)鍵組分由P=1.013Mpa，t平=38查得K關(guān)=0.56（P-T-K圖）①在最小液氣比下N=∞，A關(guān)=中關(guān)=0.9=0.560.9=0.504②.=1.10.504=0.5544所以理論板數(shù)為③它組分吸收率公式，計(jì)算結(jié)果如下：組分進(jìn)料量相平衡常數(shù)Ki被吸收量塔頂尾氣數(shù)量組成CH476.517.40.0320.0322.44874.050.923C2H64.53.750.1480.1480.6683.8340.048C3H83.51.30.4260.4261.4912.0090.025i-C4H102.50.560.990.902.2500.2500.003n-C4H104.50.41.3860.994.4550.0450.0006i-C5H121.50.183.081.001.5000.00.0n-C5H122.50.1443.851.002.5000.00.0n-C6H144.50.0569.91.004.5000.00.0合計(jì)100.0———19.81080.190以CH4為例： = =V1（CH4）=（1-）VN+1=（1-0.032）76.5=74.05 ④塔內(nèi)氣體平均流率：Kmol/h塔內(nèi)液體平均流率：L=由=0.5544；=40.05Kmol/h已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷(摩爾分率),操作壓力下各組分的平衡常數(shù)

可按下式進(jìn)行計(jì)算,試求其露點(diǎn)溫度.

乙烷:K=0.13333t+46667

丙烷：k=0.6667t+1.13333

正丁烷：k=0.02857t+0.08571

(t的單位為℃)設(shè)溫度為24℃，用泡點(diǎn)方程∑yi/Ki=1進(jìn)行試差，不滿足露點(diǎn)方程，設(shè)溫度為23℃，

重新試差，滿足露點(diǎn)方程，露點(diǎn)溫度為

組份

組份設(shè)溫度為24設(shè)溫度為23圓整KiKixiKiKixi

乙烷0.058.66660.0068.53330.0060.006丙烷0.302.73340.1102.66670.1120.113正丁烷0.650.77140.8430.74280.8750.881Σ1.00

0.959

0.9931.000一輕烴混合物進(jìn)行精餾塔的計(jì)算，求得陽(yáng)小回流比Rm=1.45,最小理論板數(shù)Nm=求得最小回流化為R=1.25Rm,全塔平均板效率為n＝0.60，求所需最小塔板板數(shù)。R＝1.25×1.45=1.8125

由此圖查，得：

由于，Nm＝8.6所以，N＝19.43

實(shí)際板數(shù)為：19.43/0.6=32.4=33塊某多組分精餾塔的原料組成、產(chǎn)品組成（組分1為輕關(guān)鍵組分）及各組分的相對(duì)揮建發(fā)度如表所示，已知提餾段第n板上升的氣相組成,提餾段操作線方程為,精餾段操作線方程為xn,i=1.2yn-1,i-0.2xD,i試求離開第n+2板的液相組成.(要求各板組成列表)(塔序從下往上,第n+1板為進(jìn)料板).

(1)用提餾段操作線方程xni=0.8yn-1,i+0.2xWi計(jì)算x'n+1,i,即

xn+1,1=0.8×0.473+0.2×0.013=0.381

其他組分的計(jì)算結(jié)果列于表。.(2)用相平衡方程計(jì)算y'n+1,i計(jì)算結(jié)果列于表.(3)由于第n+1板為進(jìn)料板為進(jìn)料板,所以,用精餾段操作線方程計(jì)算xn+2,I,即

其他組分的計(jì)算結(jié)果列于表。(4)計(jì)算結(jié)果匯總

xn+1,i

αx'n+1,i

y'n+1,i

x'n+2,i

xn+2,i

10.38100.93350.62230.50040.5508

20.52340.52340.34890.40970.4147

30.05020.02460.01640.04650.0197

40.04540.01860.01240.04340.0149

∑

1.00001.5000

某廠裂解氣組成（摩爾%）如下：13.2%氫、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4%丙烯、1.32異丁烷、所用的吸收劑中不含所吸收組分。要求乙烯的回收率達(dá)到99%。該吸收塔處理的氣體量為100kmo1/h，操作條件下各組分的相平衡常數(shù)如下：

氫

甲烷

乙烯

乙烷

丙烷

異丁烷

∞

3.1

0.72

0.52

0.15

0.058

操作液氣化為最小液氣比的1.5倍

試求:

(1)

最小液氣化;

(2)

所需理論板數(shù);

(3)

各組份的吸收因子、吸收率

(4)

塔頂尾氣的組成及數(shù)量；

(5)

塔頂應(yīng)加入的吸收劑量解：(1)

最小液氣化

(2)所需理論板數(shù)N

(3)各組份的吸收因子、吸收率

吸收因子，以甲烷為例：

吸收率，以甲烷為例：

(4)塔頂尾氣的組成及數(shù)量（見表）νN+1AφνN+1φν1

H13.200013.234.68C1037.23.4490.3412.6424.5664.48C2=30.21.4850.9929.900.0300.79C209.72.0580.99829.680.0200.05C3=8.47.1281.0008.400.000.00iC401.3218.481.0001.320.000.00 ∑61.9438.06100.00

(5)塔頂加入的吸附劑的量某連續(xù)操作的精餾塔分離苯與甲苯。原料液含苯0.45（摩爾分率，下同），塔頂產(chǎn)品含苯0.94。已知塔頂產(chǎn)品含苯量占原料液中含苯量的95%。問：塔底產(chǎn)品中苯的濃度是多少？按摩爾分率計(jì)。解：又F*0.45=D*0.94+WXW，既0.45=0.445*0.94∴XW=0.0413參考答案第一部分1.分離劑、混合過(guò)程2.分離因子、固有分離因子3.混合過(guò)程、分離劑4.分離因子、理想分離因子5.氣液相平衡、板效率6.氣液傳質(zhì)分離、所有相中溫度壓力相等，每一組分的化學(xué)位相等7.、物料平衡和相平衡8.萃取劑回收段9.小10.、難易程度11.塔頂釜兩塊板12.用蒸汽或惰性氣體的蒸出塔、用再沸器的蒸出塔、用蒸餾塔13.組成、泡露點(diǎn)方程14.L=AV15.設(shè)計(jì)、操作16.分配組分17.、該組分的最大濃度18.、自身挾帶19.L=AV、溫度降低，壓力升高、，20.21.S’=VK/L、V=SL22.塔頂釜兩塊板23.1個(gè)、單向傳質(zhì)24.三組分物系中，xA與xS的比值與共沸物中組分A與組分B的相對(duì)量一樣、αAB,αSB25.分配組分26.大10K27.貧氣吸收28.熱量衡算、簡(jiǎn)捷計(jì)算29.30.吸收蒸出塔31.全回流32.雙向傳質(zhì)33.進(jìn)料時(shí)補(bǔ)加一定的萃取劑34.稀釋35.增大36.吸收蒸出塔37.溶質(zhì)由氣相溶于液相，Pi＞Pi*,yi＞yi*、38.清晰分割、非清晰分割39.進(jìn)料熱焓、熱量衡算40.H、S41.組成的改變、相平衡方程42.塔釜43.衡摩爾流44.對(duì)非理想溶液出現(xiàn)不收斂，不歸一，計(jì)算易發(fā)散45.多股進(jìn)料、側(cè)線采出、設(shè)中間冷凝或中間再沸器46.逐板計(jì)算、矩陣法、松弛法47.減少塔數(shù)目，節(jié)省能量48.不穩(wěn)定態(tài)、穩(wěn)定態(tài)、