化工原理期末考试试题 .doc

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1、化工原理期末考试试题一填空题1精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ，某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。2进料热状态参数q的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ，对于饱和液体其值等于 0 ，饱和蒸汽q等于 1 。3简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 简单蒸馏是非定态过程 。4吸收操作的目的是 分离气体混合物 ，依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。5连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成XD将 增大 ，塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成XW将 减小 。（减小，增大，不

2、变，变化不确定）6平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。（泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间）7液液萃取操作中，操作温度 ，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）。8多级逆流萃取操作，减少溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数 。（增大、减小、不变）9实际生产中进行间歇精馏操作，一般将 和 两种操作方式结合起来。（恒定回流比，恒定产品组成）10请写出两种常用的解吸操作方法： 和 。升温，气提，降压(三写二)11在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力 减小 ，设备费用 增多 。（减小，增多）12当温度升高时

3、，溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ，在液相中的分子扩散系数 升高 。（升高，升高）13吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ，精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。14蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。15恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分，目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。16如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。17板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈

4、 错流 接触。18易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。19精馏过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越 大 ，所需理论板越少，操作能耗 增加 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先降后升 的变化过程。20精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 减小 （增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 减小 （增大、减小），所需塔径 增大 （增大、减小）。21相对挥发度=1，表示不能用 普通精馏分离，但能用

5、萃取精馏或恒沸精馏 分离。22精馏操作的依据是 混合液中各组分的挥发度差异 ，实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸气 。23压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行。24蒸发器生产能力是指 单位时间内从溶液中蒸发的水分 ，即 蒸发量 。25萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。26萃取中选择萃取剂时应考虑的主要因素有 溶解度 、 选择性 、 组分 。27萃取器的主要类型有 混合-澄清槽 、 塔式萃取器 和 离心式萃取器 。二选择题1在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A

6、 ，塔顶低沸点组分浓度 B ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度 A 。A升高 B下降 C不变 D不确定2 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则 B 。At1=t2 Bt1t2 D不能判断3某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 B 。A塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷B筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作 C塔板脱落，理论板数减少，应停工检修D降液管折断，气体短路，需更换降液管 4板式塔中操作弹性最大的是 B 。 A筛板塔

7、B浮阀塔 C泡罩塔5下列命题中不正确的为 A 。A上升气速过大会引起漏液 B上升气速过大会引起液泛 C上升气速过大会使塔板效率下降 D上升气速过大会造成过量的液沫夹带6二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 。A平衡线 B 操作线与q线C平衡线与操作线 D 平衡线与q线7下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。A液、气负荷过大 B过量雾沫夹带 C塔板间距过小 D 过量漏液8吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力 A 。传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。A增大 B减小 C不变 D不能判断三问答题1. 什么叫淹塔？

8、影响淹塔的因素有哪些？答：通常，在精馏塔内液相靠重力作用自上而下通过降液管而流动，可见液体是从低压部位向高压部位，因此要求降液管中液面必须有中足够的高度，以克服两板间的压力降而流动。若气、液两相之一的流量增大时，致使降液管内液体不能顺利下流，管内液位升高到塔板上溢流堰的顶部，于是两板间的液体相连通，导致塔内积液，这种现象称为淹塔。影响淹塔的因素除气、液相流量外，还有塔板结构，特别是板距。2萃取操作的原理是什么？在什么情况下采用萃取分离方法可获得良好的技术经济郊果？答：萃取操作的原理是将适当的溶剂（萃取剂）加到待分离的原溶液中，利用组分溶解度的差异使原溶液中组分在一定程度上分离。下列情况下采用卒

9、取分离是适宜的：混合液中组分相对挥发度接近“1”或者形成恒沸混合物。溶质组分在混合液中含量很低且为难挥发组分，采用蒸馏方法需将大量稀释剂气化，热能消耗很大。混合液中有热敏性组分，采用萃取方法可避免物料受热破坏。3什么叫漏液？漏液有何危害？答：对于板面上具有气孔的塔板，如浮阀板和筛板，当气流速度降低，气体通过小孔的动压头可能不足以阻止板上液体经孔道下流，这样便会出现漏液现象。发生漏液时，将影响塔板上气液相间的充分接触，使塔板效率降低。严重的漏液使塔板上不存在液层，因而无法操作。4. 在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？5. 双膜理论的论点？6. 恒縻尔流假设的内容？7. 板式塔塔板上造成液面

10、落差的原因有哪些？如何防止？四计算题1一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求液气比为最小液气比的多少倍？ 解：液气比为最小液气比的多少倍? 则 2在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，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，泡点回流。已知a=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1

11、）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？ 解：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw； 由 ，得： W=F- D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算 得 （2）最小回流比； 泡点进料，q=1, (3) 精馏段操作线方程； (4) 提馏段操作线方程； 则 （5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成 由操作线方程 得 3 某填料吸收塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进料量为1000标准。 进料气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。要求回收率95%。操作时轻油含量为最小

12、用量的1.5倍，平衡关系为Y=1.4X。已知体积吸收总系数为，轻油的平均分子量为170。求轻油用量和完成该生 产任务所需填料层高度？ 解：，。 ，。 。 。 ， ， 即轻油量为，所需填料层高度为2.74m。4. 已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，操作线方程分别如下：精馏线提馏线试求该塔操作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分率。 解：由精馏线得：，R = 2.500由提馏线得：，xD = 0.94990.950提馏线斜率，得 F = 1.5D提馏线截距，得 xW = 0.04由 FxF = DxDWxW 得：= 0.6475用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为200kmol/h

13、，其中易挥发组分的摩尔分率为0.5，进料为饱和液体，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为2.0，精馏段操作线方程为，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05，试求：（1）操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率；（2）塔顶产品的流量和塔顶产品中易挥发组分的回收率；（3）精馏段的气相负荷、提馏段的液相负荷（kmol/h）；（4）实际回流比是最小回流比的多少倍；（5）提馏段操作线方程和q线方程；1、 R=, 2、 3、4、 5、6以连续精馏塔分离某二元混合物。进料xf=0.50（摩尔分率，下同），q=1，塔顶产品D=50kmol/h，xD=0.95，塔顶馏出液中易挥发组分回收率=0.96。塔顶采用一个分凝器及一个全凝器。分凝器液体泡点回流。已知回流液浓度x0=0.88，离开第一块塔板的液相浓度x1=0.79。塔底间接蒸汽加热。塔板皆为理论板，相对挥发度为常数。试求：加料流量F；操作回流比是Rmin的倍数；精馏段、提馏段气相流量。7在连续精馏塔中分离含50 %(质量百分数，下同)的苯-甲苯混合液。要求馏出液组成为98 %，釜残液组成为1%。已知原料液流量F=100 kmol/h，M苯=78，M甲苯=92试求进料组成XF，馏出液组成XD，釜残液组成XW以及甲苯的回收率。