中国石油大学化工原理试卷.pdf

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1、B卷2011—2012学年第二学期《化工原理（2-2）》试卷专业班级化学工程与工艺专业级班姓名学号开课系室化学工程学院化学工程系考试日期2012年6月3日题号一二三四五总分得分阅卷人一、填空选择题（每空1分，共30分）1.双组分气体A、B在进行稳定分子扩散时，JA及NA分别表示在传质方向上某截面溶质A的分子扩散通量与传质通量。当整个系统为单向扩散时（B为停滞组分），则有：JJ，NN。（填“＞”、“＜”或“=”）ABAB2.“液膜控制”吸收过程的条件是。A.易溶气体，气膜阻力可忽略。B.难溶气体，气膜阻力可忽略。C.易溶气体，液膜阻

2、力可忽略。D.难溶气体，液膜阻力可忽略。3.在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L／V为2.7，平衡关系可表示为Y=1.5X（X、Y为摩尔比），溶质的回收率为90％，则液气比与最小液气比的比值为。A.1.5B.1.8C.2D.34.某低浓度气体吸收过程，已知：相平衡常数m＝2，气膜和液膜体积吸收系数433分别为ka210kmol/(ms)，ka0.4kmol/(ms)。则该吸收过程为yx膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为；该气体为溶气体。5.某低浓度气体吸收塔（相平衡关系Y=mX），逆流操作，用清水

3、吸收混合气中A组分，若L、V、T、P均不变（KYa不变），进口气体的浓度Yb增加，则：尾气浓度，吸收率。（填“增加”、“减小”或“不变”）6.间歇精馏的操作主要分为两类：的操作和恒塔顶产品组成的操作。对于恒定塔顶产品组成的间歇精馏过程，其回流比。7.写出萃取操作中对萃取剂的主要要求中的四项（1）；（2）（3）；（4）。8.在进行连续精馏操作过程中，随着进料过程中轻组分组成减小，塔顶温度，塔底釜残液中轻组分组成。9.当精馏塔操作压力降低时，物系的相对挥发度会，此时若其它操作条件不变，塔顶馏出液组成将。10.对一多级错流萃取过程，已知

4、S与B不互溶，且在操作范围内分配系数K可视为常数，萃取因数ε=1.5，使用纯萃取剂，若已知原料的组成为XF=0.4，最终萃余相的组成为XN=0.05，则所需的理论级数为。11.拟用溶剂S对A+B液相混合物进行萃取分离，若以YA，YB及XA，XB表示组分在平衡时萃取相及萃余相中的质量分率，则只当时才能进行分离。12.某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y，温度为T，经全凝器冷凝到泡点温度t，部分回流液入塔，其组成为x，则yx，Tt。113.影响板式塔泛点速度的因素有、等。14.写出常见的三种塔板的名称、和。15.为防止板式塔塔板上操作时产生较

5、大的液面落差，可以采取的措施有或。二、问答题（每题5分，共20分）1.简述双膜理论的基本观点。2．一精馏塔用以分离某二元理想混合液，进料量为F，组成xF，泡点进料，经过N块理论板分离后在塔顶、塔底分别得到组成为xD、xW的产品。现分别采取：①冷液进料；②将料液预热至汽液混合状态后进料。试分析对于改变后的进料热状况，能否采取调节回流比的方法达到同样的分离要求？23.对均相液体混合物的分离，与精馏操作相比，萃取流程更加复杂，请说明在哪几种情况下宜采用萃取操作。4.画出塔板的负荷性能图，标明各条线的名称，并分析在板式塔的结构设计中，哪些

6、因素考虑不周时，易发生降液管液泛现象，举出三个原因。3三、（15分）某苯-甲苯二元精馏塔，精馏段有一块理论板，提馏段仅设有再沸器，处于泡点下的进料与离开第一层板的液相一起进入再沸器，经平衡汽化一部分后剩下液相作为塔底产品抽出，已知进料中含苯40％(摩尔)，摩尔流率为100kmol/h，要求塔顶产品中含苯不低于70％(摩尔)，回流比为2，操作条件下的相对挥发度可取为2.4。试求：（1）相平衡方程；（2）操作线方程；（3）塔顶、塔底产品组成；（4）塔顶、塔底产品流率。4四、（20分）在一逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中的丙酮，气体

7、处3理量为2240m/h（标准状态）。已知混合气中含丙酮0.05（摩尔分率，下同），操作条件下的平衡关系为Y1.6X，要求丙酮回收率为95%，吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.5倍。试求：（1）塔顶液相喷淋量为多少（以kg/h计）；（2）塔底液相中丙酮的含量x？b（3）若此时塔的气相总传质单元高度HOG=0.8m，填料层高度应为多少？（4）若将丙酮回收率的回收率提高至98%，塔顶液相喷淋量应增加多少？（以kg/h计）5五、（15分）用水从醋酸-异丙醚混合液中提取醋酸。原料液中醋酸的质量分率为0.3，处理量为600kg/h，要求最终

8、萃余相中醋酸的含量不大于0.08。试计算若采用多级逆流萃取，萃取剂用量为180kg/h，则所需的理论级数为多少？操作条件下的平衡关系及辅助线见下图。（图解并简要说明图解过程）6