注册化学工程师考试练习题——传质过程5.23-5.25

5-23 用一连续操作的常压精馏塔分离苯-甲苯混合物。已知原料液中含苯0.55（摩尔分数），进料为汽液混合物，其中液体量占45%（摩尔%），操作回流比为3.5，经分离后塔顶馏出液含苯0.995（摩尔分数），塔底釜残液含苯0.015（摩尔分数）。若进料量为5000 kg/h，则提馏段的液相负荷为（  ）。

A．139.85 kmol/h

B．11803.6 kmol/h

C．145.77 kmol/h

D．113.19 kmol/h

答案：5-23 A

     A．正确。进料的平均摩尔质量为

        进料的摩尔流量为

        由F＝D＋W

          Fx_F＝Dx_D＋Wx_W

          59.24＝D＋W

          59.24×0.55＝0.995×D＋0.015×W

        解得D＝32.34 kmol/h

          L＝RD＝3.5×32.34＝113.19 kmol/h

          L′＝L＋0.45F＝113.19＋0.45×59.24＝139.85 kmol/h

     B．错误5000＝D＋W（进料量未转换成kmol/h）

           5000×0.55＝0.995×D＋0.015×W

         解得D＝2729.6 kmol/h

           L＝RD＝3.5×2729.6＝9553.6 kmol/h

          L′＝L＋0.45F＝9553.6＋0.45×5000＝11803.6 kmol/h

     C．错误。L′＝L＋0.55F＝113.9＋0.55×59.24＝145.77 kmol/h（进料量中的液体量代错）

     D．错误。L′＝RD＝3.5×32.34＝113.19 kmol/h（将求L′求成了L）

5-24 某化工厂用精馏塔回收丙酮含量为62.5%（摩尔%，下同）的废丙酮溶媒。已知泡点进料，操作回流比为4.0，馏出液的流量为12.25 kmol/h，馏出液中丙酮含量99.2%。测得提馏段的液相负荷为69 kmol/h，则丙酮的回收率为（  ）。

A．97.22%

B．61.25%

C．98.68%

D．19.44%

答案：5-24 A

    A．正确。L＝RD＝4×12.25＝49 kmol/h

    泡点进料L'＝L＋F

    F＝L'－L＝69－49＝20 kmol/h

    B．错误。（按丙酮产率计算）

    C．错误。W＝F－D＝20－12.25＝7.75 kmol/h

    （按重组分收率计算）

    D．错误。设F＝100 kmol/h（本题未直接给出F值，错误认为所求问题与F无关，故设F＝100 kmol/h）

5-25 在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合物。已知原料液的流量为10 kmol/h，其中含苯0.56（摩尔分数）。若要求苯的回收率为96.5%，塔釜残液中含苯0.026（摩尔分数），则塔顶产品的流量为（  ）。

A．193.33 kg/h

B．2.46 kg/h

C．207.28 kg/h

D．225.36 kg/h

答案：5-25 A

    A．正确。依题意，

    由

    Dx_D＝Fx_F－Wx_W＝10×0.56－0.026W

    解得W＝7.54 kmol/h

    D＝10－7.54＝2.46 kmol/h

    塔顶馏出液的平均摩尔质量为

    塔顶产品的质量流量为

    2.46×78.59＝193.33 kg/h

    B．错误。D＝2.46（未转换成kg/h）

    C．错误。 （ 求错）

    2.46×84.26＝207.28 kg/h

    D．错误。 （ 求错）

2.45×91.61＝225.36 kg/h