化工原理期末考試試題版

1、化工原理期末考試試題一填空題1精餾操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分離 ，某液體混合物可用精餾方法分離的必要條件是 混合液中各組分間揮發(fā)度的差異 。2進料熱狀態(tài)參數(shù)q的物理意義是 代表精餾操作線和提餾段操作線交點的軌跡方程 ，對于飽和液體其值等于 0 ，飽和蒸汽q等于 1 。3簡單蒸餾與平衡蒸餾的主要區(qū)別是 簡單蒸餾是非定態(tài)過程 。4吸收操作的目的是 分離氣體混合物 ，依據(jù)是 組分在溶劑中溶解度之差異 。5連續(xù)精餾正常操作時，增大再沸器熱負荷，回流液流量和進料量和進料狀態(tài)不變，則塔頂餾出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成XD將 增大 ，塔底采出液中易揮發(fā)組成的摩爾組成XW將 減小 。（減小，增大，不

2、變，變化不確定）6平衡蒸餾（閃蒸）的操作溫度是在操作壓力下混合物的泡點和露點溫度之間。（泡點溫度，露點溫度，泡點和露點溫度之間）7液液萃取操作中，操作溫度 ，有利于分離。（降低，升高，保持恒定）。8多級逆流萃取操作，減少溶劑用量，完成規(guī)定的分離任務所需的理論級數(shù) 。（增大、減小、不變）9實際生產(chǎn)中進行間歇精餾操作，一般將 和 兩種操作方式結(jié)合起來。（恒定回流比，恒定產(chǎn)品組成）10請寫出兩種常用的解吸操作方法： 和 。升溫，氣提，降壓(三寫二)11在吸收塔的設計中，氣體流量，氣體進出口組成和液相進口組成不變，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力 減小 ，設備費用 增多 。（減小，增多）12當溫度升高時

3、，溶質(zhì)在氣相中的分子擴散系數(shù) 升高 ，在液相中的分子擴散系數(shù) 升高 。（升高，升高）13吸收操作的基本依據(jù)是 組分在溶劑中溶解度之差異 ，精餾操作的基本依據(jù)是 各組分間揮發(fā)度的差異 。14蒸餾是分離 均相液體混合物 的一種方法，蒸餾分離的依據(jù)是 揮發(fā)度差異 。15恒沸精餾與萃取精餾都需加入第三組分，目的分別是 使組分間相對揮發(fā)度增大 、 改變原組分間的相對揮發(fā)度 。16如果板式塔設計不合理或操作不當，可能產(chǎn)生 嚴重漏液 、 嚴重泡沫夾帶及 液泛 等不正?，F(xiàn)象，使塔無法工作。17板式塔的類型有 泡罩塔 、 浮閥塔 、 篩板塔 （說出三種）；板式塔從總體上看汽液兩相呈 逆流 接觸，在板上汽液兩相呈

4、 錯流 接觸。18易溶氣體溶液上方的分壓 小 ，難溶氣體溶液上方的分壓 大 ，只要組份在氣相中的分壓 大于 液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進行。19精餾過程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而進行的。精餾設計中，回流比越 大 ，所需理論板越少，操作能耗 增加 ，隨著回流比的逐漸增大，操作費和設備費的總和將呈現(xiàn) 先降后升 的變化過程。20精餾設計中，當回流比增大時所需理論板數(shù) 減小 （增大、減?。瑫r蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量 增大 （增大、減小），塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量 減小 （增大、減?。?，所需塔徑 增大 （增大、減?。?。21相對揮發(fā)度=1，表示不能用 普通精餾分離，但能用

5、萃取精餾或恒沸精餾 分離。22精餾操作的依據(jù)是 混合液中各組分的揮發(fā)度差異 ，實現(xiàn)精餾操作的必要條件包括 塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣 。23壓力 減小 ,溫度 升高 ,將有利于解吸的進行。24蒸發(fā)器生產(chǎn)能力是指 單位時間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)的水分 ，即 蒸發(fā)量 。25萃取過程是利用溶液中各組分在某種溶劑中 溶解度的差異 而達到混合液中組分分離的操作。26萃取中選擇萃取劑時應考慮的主要因素有 溶解度 、 選擇性 、 組分 。27萃取器的主要類型有 混合-澄清槽 、 塔式萃取器 和 離心式萃取器 。二選擇題1在一二元連續(xù)精餾塔的操作中，進料量及組成不變，再沸器熱負荷恒定，若回流比減少，則塔頂溫度 A

6、 ，塔頂?shù)头悬c組分濃度 B ，塔底溫度 C ，塔底低沸點組分濃度 A 。A升高 B下降 C不變 D不確定2 某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA=0.4，相應的泡點為t1，氣相組成為yA=0.4，相應的露點組成為t2，則 B 。At1=t2 Bt1t2 D不能判斷3某篩板精餾塔在操作一段時間后，分離效率降低，且全塔壓降增加，其原因及應采取的措施是 B 。A塔板受腐蝕，孔徑增大，產(chǎn)生漏液，應增加塔釜熱負荷B篩孔被堵塞，孔徑減小，孔速增加，霧沫夾帶嚴重，應降低負荷操作 C塔板脫落，理論板數(shù)減少，應停工檢修D(zhuǎn)降液管折斷，氣體短路，需更換降液管 4板式塔中操作彈性最大的是 B 。 A篩板塔

7、B浮閥塔 C泡罩塔5下列命題中不正確的為 A 。A上升氣速過大會引起漏液 B上升氣速過大會引起液泛 C上升氣速過大會使塔板效率下降 D上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶6二元溶液連續(xù)精餾計算中，進料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 B 。A平衡線 B 操作線與q線C平衡線與操作線 D 平衡線與q線7下列情況 D 不是誘發(fā)降液管液泛的原因。A液、氣負荷過大 B過量霧沫夾帶 C塔板間距過小 D 過量漏液8吸收塔的設計中，若填料性質(zhì)及處理量（氣體）一定，液氣比增加，則傳質(zhì)推動力 A 。傳質(zhì)單元數(shù) B ，傳質(zhì)單元高度 C ，所需填料層高度 B 。A增大 B減小 C不變 D不能判斷三問答題1. 什么叫淹塔？

8、影響淹塔的因素有哪些？答：通常，在精餾塔內(nèi)液相靠重力作用自上而下通過降液管而流動，可見液體是從低壓部位向高壓部位，因此要求降液管中液面必須有中足夠的高度，以克服兩板間的壓力降而流動。若氣、液兩相之一的流量增大時，致使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液位升高到塔板上溢流堰的頂部，于是兩板間的液體相連通，導致塔內(nèi)積液，這種現(xiàn)象稱為淹塔。影響淹塔的因素除氣、液相流量外，還有塔板結(jié)構(gòu)，特別是板距。2萃取操作的原理是什么？在什么情況下采用萃取分離方法可獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟郊果？答：萃取操作的原理是將適當?shù)娜軇ㄝ腿┘拥酱蛛x的原溶液中，利用組分溶解度的差異使原溶液中組分在一定程度上分離。下列情況下采用卒

9、取分離是適宜的：混合液中組分相對揮發(fā)度接近“1”或者形成恒沸混合物。溶質(zhì)組分在混合液中含量很低且為難揮發(fā)組分，采用蒸餾方法需將大量稀釋劑氣化，熱能消耗很大?；旌弦褐杏袩崦粜越M分，采用萃取方法可避免物料受熱破壞。3什么叫漏液？漏液有何危害？答：對于板面上具有氣孔的塔板，如浮閥板和篩板，當氣流速度降低，氣體通過小孔的動壓頭可能不足以阻止板上液體經(jīng)孔道下流，這樣便會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。發(fā)生漏液時，將影響塔板上氣液相間的充分接觸，使塔板效率降低。嚴重的漏液使塔板上不存在液層，因而無法操作。4. 在精餾操作過程中為什么要有回流及再沸器？5. 雙膜理論的論點？6. 恒縻爾流假設的內(nèi)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？四計算題1一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進塔混合氣組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。試求液氣比為最小液氣比的多少倍？ 解：液氣比為最小液氣比的多少倍? 則 2在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為1000kmol/h，含苯0.4，要求塔頂餾出液中含苯0.9（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于90%，泡點進料，泡點回流。已知a=2.5，取回流比為最小回流比的1.5倍。試求：（1

11、）塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw；（2）最小回流比；（3）精餾段操作線方程；（4）提餾段操作線方程；（5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成為多少？ 解：（1）塔頂產(chǎn)品量D、塔底殘液量W及組成xw； 由 ，得： W=F- D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算 得 （2）最小回流比； 泡點進料，q=1, (3) 精餾段操作線方程； (4) 提餾段操作線方程； 則 （5）從與塔釜相鄰的塔板上下降的液相組成 由操作線方程 得 3 某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進料量為1000標準。 進料氣體中含苯5%（體積百分數(shù)），其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時輕油含量為最小

12、用量的1.5倍，平衡關(guān)系為Y=1.4X。已知體積吸收總系數(shù)為，輕油的平均分子量為170。求輕油用量和完成該生 產(chǎn)任務所需填料層高度？ 解：，。 ，。 。 。 ， ， 即輕油量為，所需填料層高度為2.74m。4. 已知某精餾塔操作以飽和蒸汽進料，操作線方程分別如下：精餾線提餾線試求該塔操作的回流比、進料組成及塔頂、塔底產(chǎn)品中輕組分的摩爾分率。 解：由精餾線得：，R = 2.500由提餾線得：，xD = 0.94990.950提餾線斜率，得 F = 1.5D提餾線截距，得 xW = 0.04由 FxF = DxDWxW 得：= 0.6475用一精餾塔分離某二元理想混合物，進料量為200kmol/h

13、，其中易揮發(fā)組分的摩爾分率為0.5，進料為飽和液體，塔頂采用全凝器且為泡點回流，塔釜用間接蒸汽加熱。已知兩組分間的平均相對揮發(fā)度為2.0，精餾段操作線方程為，塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分率為0.05，試求：（1）操作回流比、塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分率；（2）塔頂產(chǎn)品的流量和塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的回收率；（3）精餾段的氣相負荷、提餾段的液相負荷（kmol/h）；（4）實際回流比是最小回流比的多少倍；（5）提餾段操作線方程和q線方程；1、 R=, 2、 3、4、 5、6以連續(xù)精餾塔分離某二元混合物。進料xf=0.50（摩爾分率，下同），q=1，塔頂產(chǎn)品D=50kmol/h，xD=0.95，塔頂餾出液中易揮發(fā)組分回收率=0.96。塔頂采用一個分凝器及一個全凝器。分凝器液體泡點回流。已知回流液濃度x0