大連理工大學(xué)化工原理2009期末考試

1、姓名：大連 理工 大 學(xué)學(xué)號： 課程名稱： 化工原理C （下） 試卷A_ 試卷共8_頁 院系： 授課院（系）：化工學(xué)院 考試日期：2009年6月17日一二三四五平時實驗總分標(biāo)準(zhǔn)分246242110105100得分:一、填空（24分）；1.理想體系是指氣相符合道爾頓（ Dalton）分壓定律；液相全部濃度范圍內(nèi)服 從 拉烏爾（Raoult）定律 。I2 .某連續(xù)精儲塔在開車后一段時間內(nèi)，若全塔沒有進(jìn)料和產(chǎn)品采出，則該操作） 過程為全回流 操作。 I3 .在平衡蒸儲操作過程中，其它條件不變，現(xiàn)改變物流進(jìn)閃蒸罐的溫度，使氣；化率增加，則閃蒸氣相中輕組分的含量降低 。（增大、減小、不變、：不能確定）4

2、 .在乙烯精制中，原料中含有少量甲烷和乙烯、乙烷，甲烷揮發(fā)能力強，乙烯 次之，現(xiàn)想用一個塔獲得高純度乙烯，可以采用精儲段液相采出操作方式，（精儲段液相采出，提儲段液相采出，不能實現(xiàn)）5 .恒沸精微的原理是在原溶液中加入第三組分，使其與原溶液中的某組分形成 最低恒沸物,從而使原溶液易于分離。6 .在間歇精儲操作中，為了維持回流比不變，通常采用減小采出量的方法（減小回流量，減小采出量）。7,反應(yīng)精儲的優(yōu)點（說出一個）：可提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和詵擇性；充分利用反應(yīng)熱降低能耗；反應(yīng)器和精微塔合為一個設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資；可使某一組8、 對熱敏性液體混合物，選擇操作壓力時，應(yīng)首選減壓精微。（常壓精偏，減壓精福

3、，加壓精福）9.二元理想體系精微，當(dāng)回流比不變，將 q=0.5變?yōu)閝=1,則塔釜再沸器熱負(fù) 荷 增大，塔頂冷凝器熱負(fù)荷不變 ，滿足分離要求所需理論板數(shù) 減少 。（增大、減小、不變、不能確定）10 .在用水吸收氣體中氨氣的實驗中，若其他條件不變，僅提高空氣的流速，則氣相總傳質(zhì)系數(shù)增加 。（基本不變、增加、減少、不確定）11 .在氣體吸收過程中，若氣體中溶質(zhì)濃度增大，則漂流因子的值增大。（增大、減小、不變、不確定）12 .對于低濃度氣體吸收過程，通?？梢越频卣J(rèn)為，塔內(nèi)不同從上到下溫度相等（增大、減小、 相等、不能確定）13 .低濃度氣體逆流吸收設(shè)計中，若氣體流量、進(jìn)出口組成，液體入口組成一定，

4、增加吸收劑用量,傳質(zhì)推動力將 增大，設(shè)備費將 減少 。（增大、減小、不變、不能確定）14 .某低濃度氣體逆流吸收過程，包括溶質(zhì)吸收塔和溶劑熱再生塔兩部分。在操作過程中，氣體流量、進(jìn)出口組成一定，如果進(jìn)吸收塔溶劑X2減小，為了維持出塔氣體中y2不變，則溶劑用量 小，系統(tǒng)操作費用不一定（增大、減小、不一定）。15在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動力（以液相組成表示）為X-Xe。（ Xe-X ；X- Xe； Xi X ；X-Xi ）16、單級萃取中，維持進(jìn)料組成、流量不變，減小溶劑用量到最小值時， 萃余液的濃度 增大 （增大，減小，不變，不能確定）17、與原溶劑完全不互溶的溶劑 可以 被選為萃取

5、劑。（可以、不可以、不確定）18、和單級萃取相比較， 要達(dá)到相同分離要求， 多級錯流萃取所需溶劑用量少（少、多、不確定）19、在萃取過程中，操作溫度降低,有利于分離。（降低，升高，保持恒定）20、若部分互溶物系的萃取相和萃余相在脫溶劑后具有相同的組成，說明萃取劑的選擇性系數(shù)3 = 1 。（請?zhí)罹唧w數(shù)據(jù)） 二、簡答題（每題 3分，共6分）1、寫出板式精微塔中 2種氣、液相的異常流動情況，并簡單分析其產(chǎn)生原因。2、某低濃度氣體逆流吸收操作中，傳質(zhì)高度H=8,若氣體流量、進(jìn)口組成，液體入口組成一定,當(dāng)吸收因子A>1時，試在下附圖上定性畫出操作線。ye=myiX2附圖三、（24）用板式精儲塔常壓

6、下分離苯-甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔釜用間接蒸 汽加熱，相對揮發(fā)度為2.5,進(jìn)料量為140kmol/h ,進(jìn)料組成為0.5 （摩爾組成）， 飽和液體進(jìn)料，塔頂儲出液中苯的回收率為0.98,塔釜采出液中甲苯回收率為 0.95,提儲段液汽比為1.25,求：（1）塔頂儲出液組成及釜液組成 （8分）。（2）該塔的操作回流比及最小回流比（6分）。（3）寫出提儲段操作線方程（5分）。（4）塔頂?shù)?塊理論板上升蒸汽的組成（5分）。解：（1）依題意可知：1 qnDXDqnDXD0 98qnFzF 140*0.5.c qnW （1 Xw ）qnW （1 Xw ）2 0.95qnF（1 Zf）140*（1 0.5

7、）qnFqnDqnW 140qnF ZfqnDXD QnwXw 140*0.5得：qnD 72.1kmol/h, qw 67.9kmol/h,XW0.021 , xD 0.951(2)依題意：qnL qnv1.25qnLq*qnFqnvqnLqnFqnvRqnD qnF (R 1)qnD即：72R 140 1.25 (R 1)72.1R=2.77XqXq 0.5yq -q0.714q1 (1)XqRmin xDYqRmin1 XDXq0.951 0.7140.951 0.50.5255Rmin 1.107(3) R=2.77qnV qnV(R 1)qnD 3.77* 72.1 271.8kmo

8、l/h所以，提儲段操作線方程為:yn 1qxn qnWxW 1.25xn67.9 * 0.021 1.25xn 0.00525qnVqnV271.82(4)精微段操作線方程RxD2.77，n 1 Xn XnR 1 R 1 2.77 10.9512.77 10.735xn 0.252Xi1 (1)X10.951x1 0.885(1)yy 0.735X1 0.252 0.735* 0.855 0.252 0.88四、（21分）在填料塔內(nèi)用清水逆流吸收空氣中含的SO2氣體?；旌蠚馊胨髀?.04 kmol/s,其中含SO2 3 % （體積分?jǐn)?shù)），要求該塔SO2回收率98 %。操作壓力為常壓，溫度 2

9、5 C,此時平衡關(guān)系為 ye= 34.9 x。傳質(zhì)單元高度為 0.45m。若出塔水溶液中 SO2濃度為0. 0006,試求：（1） （6分）所需水量；（2） （6分）所需填料層高度；（用對數(shù)平均傳質(zhì)推動力法）（4） （3分）該塔的填料層分離能力相當(dāng)于20塊理論板，試求該塔所選用填料的理論板當(dāng)量高度 HETP, m；（3） （6分）當(dāng)回收率提高1%,為99%時，所需填料層高度（清水用量不變）。一 1 ，已知：N0G ln 11 - A1 y1 mx21A y2 mx2 A解：（1）用水量已知：y10.03,m 35,qnG 0.04kmol/s,0.98, H og 0.35my2y1 1=0.

10、03 (1 - 0.98) = 0.0006xi = 0. 0006q nLyy2 q nG1.96 kmol/sXix2（2）計算填料層高度 h對數(shù)平衡推動力法塔底：y1y1 ye1 y1 mx10.03 35 0.0006 0.009塔頂:y2 y2 ye2 y2 mx20.0006 34.9 0 0.0006ym0.007489 0.0006y2ln照壁0.0060.0031N OGyy2ym0.03 0.00060.002739.48C-9h HogNog 0.45 9.48 4.27m(3) HETP=4.27/20=0.214m=0.03 N - 0.99) = 0.0003(3)

11、此時： 0.99 , y'2 y1 1由* a L 1.96 d /因為 A 1.4mG 35 0.04采用吸收因子法：Nog -ln 1 - *一mx2 -1 1 A y'2 mx2A1 A11.82110.031In 1 - .11.4 0.0003 1.41.4h HogNog 0.4511.82 5.32m所需填料層高度增加了5.32-4.27/4.27 24.6%五、(10分)用一定量純?nèi)軇㏒,單級萃取600kg原料液中的溶質(zhì)Ao操作條件下，該物 系的溶解度曲線及輔助曲線如圖所示。已知原料液中含A、B兩組分，且溶質(zhì)A的質(zhì)量分率為0.3,若要求萃余液中溶質(zhì) A的質(zhì)量分率為0.1,試求：(1)萃取相的量及組成；(2)此單級萃取中，溶劑的用量范圍；(3)定性分析溶劑用量增加時，所得萃取液中 A的組成如何變化。四題圖解：由杠桿定律，和點M的量為：FS88mM-mF - 600 942.9kgMS56MR23 mE-mM942.9 471.5kgER46(1)(4分)如圖，找到R'