2011化工原理练习题-总 下载本文

R=Rmin时,理论塔板数N 为__无穷大_,回流比增大理论板数__减少__ ,同时同样的产量D和W时,回流比增大,回流量 增大 ,冷凝器和再沸器的负荷 增大,塔的直径可能需 增大,与此相应,大的回流比使操作线向对角线方向 移动,并以对角线 为极限,小的回流比使操作线向平衡线方向 移动。

14、气液传质设备可分为2大类:板式塔和填料塔,其中板式塔按照塔板结构的不同可分为:泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌片板塔、浮舌板塔等。

15、评价塔板性能的标准是:生产能力的大小、塔板效率大小、操作弹性的大小(是否易于操作)、塔板压降的大小(动力消耗)、结构是否简单(造价高低)。

16 常见散装塔填料的类型有 拉西环 、 弧鞍 、 矩鞍 、鲍尔环、阶梯环、金属鞍环等。 17. 在连续精馏中, 其他条件均不变时, 仅加大回流, 可以使塔顶产品浓度xD提高。若此时加热蒸气量V不变,产品量D将下降。若在改变R的同时, 保持塔顶采出量不变,必然需增加蒸气用量, 那么冷却水量将增大

18.精馏塔内存在一定的温度分布,从塔顶到塔底, 温度是升高的,在高纯度分离时,在塔顶(或塔底)相当高的一个塔段内温度变化极小,但在精馏段或提馏段的某些塔板上,温度变化最为显著。或者说,存在灵敏板,这些塔板上的温度对外界干扰参数的反应最灵敏,由于灵敏板比较靠近进料口,故常将感温元件安装在灵敏板上,以便及时采取相应调节手段,稳定塔顶馏出液的组成。

19.q称为加热的热状态参数, ① q 值大小为 1kmol原料变成饱和蒸气所需的热与原料的摩尔汽化热的比值;② q 值大小等于每加入lkmol的原料使提馏段液体所增加的物质的量(摩尔数);③ q=0为饱和蒸气加料;④ O

⑤ q=1为泡点加料;⑥ q>1为过冷液体加料;⑦ q

②增大回流比的措施是增大塔底的加热速率和塔顶的冷凝量,其代价是能耗的增大 ③回流比可以在零(无回流)至无穷大(全回流)之间变化 ④全回流时为达到指定的分离程度所需的理论板最少

⑤最小回流比对应于无穷多塔板数,设备费用无疑过大而不经济 ⑥一般,操作过程所选的适宜回流比为最小回流比的1.2倍~2 倍

22. 下列论断中正确的是①②③④ ①精馏操作中最优加料板位置是该板的液相组成x等于或略低于 xd(即精馏段操作线和提馏段操作线交点的横坐标)

②最适宜回流比对应于总费用(设备费和操作费)的最低点

③一般,在热耗不变的情况下, 热量应尽可能在塔底输入,使所产生的气相回流能在全塔中发挥作用; 而冷却量应尽可能施加于塔顶, 使所产生的液体回流能经过全塔而发挥最大的效能 ④当塔釜温度过高、物料易产生聚合或结焦时,工业上采用热态或气态进料

23一般而言,两组份A、B等物质的量的相互扩散体现在精馏单元操作中,而A在B中单向扩散体现在吸收单元操作中。

24对于某理想溶液的平衡蒸馏,如维持进料量F、物料温度tF、闪蒸室压强p不变,而将物料浓度xF提高,则气相馏出物的量D增大(增大,减小,不变,不确定)

y?25、q 线方程的表达式为

xqx?Fq-1q-1;该表达式在 x -y 图上的几何意义是精馏段和

提馏段操作线交点的轨迹方程。

26某精馏操作中,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流量及组成、塔顶蒸汽量和塔顶产品质量不变,则此时塔顶产品的组成xD变大 ,塔底组成xW变小 ,回流比R不变 ,精馏段操作线斜率L/V不变 (变大;变小;不变;不确定)

27某精馏塔维持其他条件不变,将加料板位置从最佳进料位置下移,则精馏段的塔板数变大,塔顶产品组成变小,塔底产品组成变大(变大,变小,不变,不确定)

28在同样空塔气速和液体流量的情况下,塔板开孔率增加,其漏液量增大,压降减小。 29精馏塔设计时, 若将塔釜由原来的间接加热改为直接蒸汽加热,同时保持D/F、xF、xD、q及R为定值时(其中D为塔顶产品量,F为进料量,xF为进料组成,xD为馏出液组成,q为进料热状态参数,R为回流比),则W/F 变大 ,xw变小,提馏段操作线斜率不变,理论塔板数变大。(变大;变小;不变;无穷大)

30在筛板塔设计中,塔径、孔径、孔间距一定,若增大溢流堰的长度,则组成负荷性能图的液相流量上限左移,液沫夹带线下移,降液管液泛线下移,漏液线下移(上移,下移,左移,右移)。溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有一定高度的液体。

31板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动,称为返混现象,它们主要是由液沫夹带和气泡夹带引起的。

32二元连续精馏计算中,进料热状态q的变化将引起x -y图上变化的线有操作线和 q 线。(平衡线;对角线;操作线;q 线)

33填料的比表面积和孔隙率是评价填料性能的两个重要指标。 34填料塔的等板高度(HETP)是指起一块理论板作用的填料层高度。

35已知精馏塔塔顶第一层理论板上的液相泡点为t1,与之平衡的气相露点为t2,而该塔塔底某理论板上的液相泡点为t3,与之平衡的气相露点为t4,则这四个温度的大小顺序为:② 。

①t1t2>t3>t4; ④t1=t2>t3=t4。 三 简述题: 1 简述蒸馏原理。 2 简述精馏的原理。

精馏操作为采用回流的工程手段,使由挥发度不同的组份组成的混合液在塔板上反复的进行部分汽化和部分冷凝,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分(轻组分) 多次从液相向气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,从而使料液分离为高纯度产品的过程。

精馏塔是提供气液两相接触传质的场所,是精馏装置的核心,

塔底再沸器为提供塔底回流蒸汽所必须,而塔顶冷凝器则为提供回流液(和得到液相产品)而设置。进料方式为连续进料。 3 简述液泛的成因?(11章137页)

4 气液传质设备的选用的一般原则(11章167页)。(塔较高、塔径大时,液气比小的场合,侧线出料时,液体量小,操作中要进行冷却时,液体含有固体颗粒。适合板式塔,压降要求小时,热敏性物料要求塔内持液量小时,适合填料塔) 5 简述理论塔板?

6简述全塔效率的3个来源并指出哪种来源最可靠。

生产实际中得到(1分),小型试验设备全回流状态得到(1分),根据塔效率的关联式得到(1分)。从生产实际中得到全塔效率最可靠。(2分)

7.试画出塔板负荷性能图,标注构成负荷性能图的几条线的名称,并以浮阀为例说明各条线的绘制依据,标出操作点,用阴影表示适宜操作范围,写出操作弹性的表达式。 8. 简述评价塔板性能优劣的标准。

生产能力的大小(空塔气速是否较大)、塔板效率大小(分离程度的高低)、操作弹性的大小(操作稳定性如何,是否易于操作)、塔板压降的大小(动力消耗)、满足工业对生产设备的

一般要求:结构简单、造价低、安装维修方便等(造价高低)。 9设计过程中回流比如何影响精馏装置的设备费用? 10什么叫全回流?全回流操作一般用在哪些场合?

R=∞时,精馏塔不进料也不出料,塔顶冷凝液全部回流,即全回流操作。全回流时,回流比无穷大,达到分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回流比,至规定回流比。发生异常产品质量不合格时或停车时先过度到全回流操作再停车,科研实验中采用全回流测定板效率。

11. 精馏塔在一定条件下操作,试问:回流液由饱和液体改为冷液时,塔顶产品组成有何变化,为什么?

从泡点回流改为冷液回流时,xD增加,其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部分蒸汽放出潜热,把冷液加热至塔顶第一块塔板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大,使气相中易挥发组分增浓,同事,在塔顶回流比保持不变的情况下,增加了塔内的内回流,也有利于分离。

12. 精馏塔的全凝器、分凝器和再沸器各有什么作用?

全凝器和分凝器均可提供精馏塔连续稳定操作所必须的回流液(冷量)。不同的是全凝器的冷凝液一部分作为塔顶回流液,另一部分作为塔顶产品;而分凝器的冷液全部回流,从分凝器出来的蒸气再进入全凝器冷凝后为产品。理想情况下分凝器出来的蒸气与冷凝液平衡,因此分凝器相当于一块理论板,而回流比靠分凝器冷液量控制。

再沸器提供精馏塔连续稳定操作所必须的上升蒸气(热量),再沸器相当于一块理论板。 13. 精馏塔的设计中,与间接加热相比,采用塔釜直接加热有什么优缺点?

优点是可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器,且需要的加热蒸气压力较低;缺点是需要的理论板数略有增多,塔釜排除更多的废液。 14. q值的含义是什么?根据q的取值范围,有几种加料状态?

q称为加热的热状态参数,q值大小为 1kmol原料变成饱和蒸气所需的热量与原料的摩尔汽化热的比值;其在数值上等于进料中液相所占的分率。

有5种加料状态:q<0为过热蒸气加料;q=0为饱和蒸气加料;01为过冷液体加料。

15. 单板效率EM和总板效率E有什么关系?影响塔板效率的因素有哪些? 关系:

(1)在数值上不一定相等