化工分离工程期末试题A答案(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 2007 2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准题号一二三四五六七八九十总 分得分本试卷共六道大题，满分为100分，考试时间为120分钟。一、填空题（本大题20分，每空1分）1、分离工程分为( 机械分离法 )和( 传质分离法 )两大类。2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为( 非理性溶液 )或( 实际溶液 )。3、对于能生成二元恒沸物的物系来说，在恒沸点处气液相两相组成（ 相等 ）。在恒沸点两侧组分的挥发能力（ 不同或相反 ）。4、端值常数A为( 0 )时体系为理想溶液，A为( 0 )时体系为负偏差溶液 。5、用郭氏法分析，串级单元的可

2、调设计变量为（ 1 ），侧线采出板的可调设计变量为（ 0 ）。6、根据萃取精馏原理，通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有（ 正 ）偏差的非理想溶液，与塔底组分形成理想溶液或具有（ 负 ）偏差的非理想溶液。7、萃取精馏塔中，当原料以液相加入时，则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段（ 低 ），此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度，常将部分溶剂随（ 料液 ）一起加入。8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分(挥发度或相对挥发度 )，同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（顶）出来。9、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两

3、组分的分离要求和（ 挥发度或相对挥发度 ），与进料组成（无关）。10、吸附负荷曲线是以（吸附剂中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成，透过曲线是以（流出物中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成。得分：注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。院系:化学化工学院专业:化工班级:04-得分：姓名:学号: 二、选择题（本大题20分，每小题2分）1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T、P下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T、P下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 ，则 （ C ） （A）和 （B）和

4、（C）和 （D）不确定2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ）（A）闪蒸罐的温度 （B）闪蒸罐的压力 （C）气化率 （D）任意选定其中之一3、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成时泡点为，与之相平衡的气相组成时，相应的露点为，则 （A）（A） （B） （C） （D）不能确定4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为（A）（A）1，1 （B）1，0 （C）0，1 （D）0，05、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ）（A）正偏差溶液 （B）理想

5、溶液 （C）负偏差溶液 （D）不一定6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y2和吸收率j的变化为 （ C ） （A）y2上升，j下降 （B）y2下降，j上升 （C）y2上升，j不变 （D）y2上升，j变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ）（A）难吸收的组分 （B）较轻组份 （C）挥发能力大的组分 （D）吸收剂中的溶解度大9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参

6、数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ）(A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量10、液相双分子吸附中，U型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ）(A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附学生答题位置四、题目说明文字（本大题 分，每小题 分）学生答题位置2007 2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准三、判断题（本大题14分，每小题2分，对的打，错的打） 1、对拉乌尔定律有偏差的物系一定是恒沸体系。（ ）2、绝热闪蒸过程，节流后的温度降

7、低。（ ）3、若组成为的物系，且，其相态为气液两相。（ ）4、在精馏操作中回流比是可调设计变量。（ ）5、在萃取精馏操作中，液相流率总是大于气相流率。（ ）6、在萃取精馏中所选的萃取剂使值越大，溶剂的选择性越大。（ ）7、吸收中吸收因子小的组分是易于吸收组分。（ ）四、分析题（本大题10分，每小题5分） 1、分析下图的点E，D，C三点表观吸附量为什么等于零？曲线CD及DE说明了溶质优先被吸附还是溶剂优先被吸附？为什么？2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离，现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图，分析各塔物流，并将恒沸精馏塔和脱甲醇塔分离过程用三角相图表示出来。得分：注意：装订线左侧请不要答题

8、，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。院系:化学化工学院答：C，E点为纯溶液，所以吸附前后无浓度变化，表观吸附量为零。D点，按溶液配比吸附，所以吸附前后也无浓度变化，表观吸附量为零。曲线CD说明了溶质优先被吸附，曲线DE说明了溶剂优先被吸附。专业:化工班级:04-得分：姓名:答：分析可知：恒沸精馏塔：由于恒沸剂加入过量，塔底为甲醇甲苯的混合物，塔顶烷烃-甲醇的二元恒沸物。脱甲醇塔：塔底为甲苯，塔顶为甲苯-甲醇的二元恒沸物。 萃取塔：塔底为甲醇水溶液，塔顶为烷烃。脱水塔：塔底为水，塔顶为甲醇。相图如下：学号: 五、简答题（本大题15分，每小题5分）1、试指出逐级计算法计

9、算起点的确定原则（按清晰分割处理，分只有轻非关键组分的物系、只有重非关键组分的物系两种情况论述）。答：逐级计算法计算起点的确定原则是以组分的组成估算最精确、误差最小的那块板开始逐板计算。按清晰分割处理，轻非关键组分全部进入塔顶，重非关键组分全部进入塔底。只有轻非关键组分的物系，从塔顶开始计算比较准确；只有重非关键组分的物系，从塔底开始计算比较准确。2、以C1-C4为例，C2、C3为轻重关键组分（LK和HK），C1、C4为轻重组分（LNK和HNK）。按清晰分割处理，画出多组分精馏在最小回流比下气相组成沿塔高的分布情况，并简述各区的作用。答：按清晰分割处理时，此体系将塔分成6个区。区域C的作用是将

10、气相中重组分变为零，出现逆行分馏现象；区域D的作用是将下流的液相中轻组分变为零，出现逆行分馏现象；然后进入上恒浓区B和下恒农区E，在恒浓区内各组分浓度不变；在区域A内，重关键组分的浓度降到设计所规定的数值，轻关键组分的浓度经历最高值后降至规定值，轻组分的浓度有所升高；在区域F内，轻关键组分的浓度降到设计所规定的数值，重关键组分的浓度经历最高值后降至规定值，重组分的浓度有所升高。3、在萃取精馏中，对的体系，分析萃取剂的选择性与溶液浓度的关系？答：依据。当时，高浓度区，高浓度区有利。2007 2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准六、计算题（本大题21分，每小题7

11、分）1、二元理想溶液。如果在t时=0.4atm，=1.2atm。问（1）将气缸中含50%A的二元混合气体恒温t缓慢压缩，凝出第一滴液滴时物系的总压及该液滴的组成为多少？在相应的示意图中标出所求的参数。（2）二元溶液使其在101.33 KPa下的泡点为t，该溶液的组成为多少？在相应的示意图中标出所求的参数。 解：(1) KPa KPa 根据露点方程 得P=60.8 KPa 图略 (4分)(2) 根据泡点方程 气相组成为 图略 (3分)2、求醋酸甲酯（1），甲醇（2）的相对挥发度，溶液组成为，系统温度下饱和蒸汽压数据为KPa， KPa，其双组分溶液的马格勒斯常数为，。（按对称系统计算）解：马格勒斯

12、方程为 (3分) 求对称系统的端值常数 则 (4分)得分：注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。院系:化学化工学院专业:化工班级:04-得分：姓名:学号: 3、在20块板的塔中用烃油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1:1，该塔处理的气体量为100kmol/h，操作压力为3大气压。若全塔效率按25%计，试求：（1）平均温度为多少，才能回收90%的丁烷；（2）组份的平衡常数；（3）吸收因子、吸收率；（4）尾气的组成。操作条件下各组分的平衡常数如下：乙烷 k=0.13333t+5.46667；丙烷 k=0

13、.06667+1.3333；正丁烷 k=0.02857t+0.08571(t的单位为)解：(1)温度 AK=1(舍去) 解得 t=26.09(2)各组份的平衡常数=0.1333326.09=5.46667=8.945 =0.0666726.09+1.13333=2.873 =0.0285726.09+0.08571=0.831(3)吸收因子、吸收率以乙烷为例其他组分的计算结果见表尾气的组成见表：组分 吸收因子A 吸收率 尾气量 尾气组成乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 82.51 1.000专心-专注-专业