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(hào)：課程名稱：化工原理C（下）試卷A_試卷共里頁(yè)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(shí)實(shí)驗(yàn)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(chǔ)塔在開車后一段時(shí)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(chǔ)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 .在乙烯精制中，原料中含有少量甲烷和乙

2、烯、乙烷，甲烷揮發(fā)能力強(qiáng)，乙烯次之，現(xiàn)想用一個(gè)塔獲得高純度乙烯，可以采用精儲(chǔ)段液相采出操作方式，（精儲(chǔ)段液相采出，提儲(chǔ)段液相采出，不能實(shí)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(chǔ)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(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)（說(shuō)出一個(gè)）：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(gè)設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資；可使某一組8、對(duì)熱敏性液體混合物，選擇操作壓力時(shí)，應(yīng)首選減壓精微。（常壓精偏，減壓精福，加壓精福）9.二元理想體系精微，當(dāng)回流比不變

3、，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）C-110 .在用水吸收氣體中氨氣的實(shí)驗(yàn)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(duì)于低濃度氣體吸收過程，通常可以近似地認(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(jì)中，若氣體流量、進(jìn)出口組成，液體入口組成一定，增加吸收劑用量,傳質(zhì)推動(dòng)力將增大，設(shè)備費(fèi)將減少。（增大、減

4、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(fèi)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(dòng)力（以液相組成表示）為X-Xe。（Xe-X；X-Xe；XiX；X-Xi）16、單級(jí)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(shí)，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劑。（可以、不可以、不確定）18、和單級(jí)萃取相比較，要達(dá)到相同分離要求，多級(jí)錯(cuò)流萃取所需溶

5、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(shuō)明萃取劑的選擇性系數(shù)3=1。（請(qǐng)?zhí)罹唧w數(shù)據(jù)）二、簡(jiǎn)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(dòng)情況，并簡(jiǎn)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=oo,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(shí)，試在下附圖上定性畫出操作線。C-2yiye=mX2附圖三、(24)用板式精儲(chǔ)塔常壓下分離苯-甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔釜用間接蒸汽加熱，相對(duì)揮發(fā)度為2.5,進(jìn)料量為140kmol/

6、h,進(jìn)料組成為0.5(摩爾組成)，飽和液體進(jìn)料，塔頂儲(chǔ)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(chǔ)段液汽比為1.25,求：(1)塔頂儲(chǔ)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(chǔ)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 qnDXDqnDXD098qnFzF140*0.5.cqnW(1Xw)qnW(1Xw)2 0.95qnF(1Zf)140*(10.5)qnFqnDqnW140qnFZfqnDXDQnwXw140*0.5得：qnD72.1kmol/h,qw67.9kmol/h,XW

7、0.021,xD0.951C-3(2)依題意：qLqnv1.25qnLq*qnFqnvqnLqnFqnvRqnDqnF(R1)qnD即：72.1R1401.25(R1)72.1R=2.77XqXq0.5yq-q0.714q1(1)XqRminXYqRmin1XDXq0.9510.7140.9510.50.5255Rmin1.107(3)R=2.77qnVqnV(R1)qnD3.77*72.1271.8kmol/h所以，提儲(chǔ)段操作線方程為:yn1qXnqnWxW1.25xn67.9*0.0211.25xn0.00525qnVqnV271.82(4)精微段操作線方程RxD2.77n1XnXnR1R

8、12.7710.9512.7710.735x0.252Xi1(1)X10.951x10.885(1)yy0.735X10.2520.735*0.8550.2520.88C-4四、（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?.04kmol/s,其中含SO23%（體積分?jǐn)?shù)），要求該塔SO2回收率98%。操作壓力為常壓，溫度25C,此時(shí)平衡關(guān)系為ye=34.9x。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(duì)數(shù)平均傳質(zhì)推動(dòng)力法）（4） （3分）該塔的填料層分離能力相當(dāng)于20塊理論板，

9、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(shí)，所需填料層高度（清水用量不變）。一1，已知：N0Gln11-A1 y1mx21Ay2mx2A解：（1）用水量已知：y10.03,m35,qnG0.04kmol/s,0.98,Hog0.35my2y11=0.03(1-0.98)=0.0006xi=0.0006qnLyy2qnG1.96kmol/sXix2（2）計(jì)算填料層高度h對(duì)數(shù)平衡推動(dòng)力法塔底：y1y1ye1y1mx10.03350.00060.009塔頂:y2y2ye2y2mx20.000634.900.0006ym0.0074890.0006y2l

10、n照壁0.0060.0031NOGyy2ym0.030.00060.002739.48hHOGN0G0.459.484.27mC-5(3)HETP=4.27/20=0.214m=0.03N-0.99)=0.0003(3)此時(shí)：0.99,y'2y11AL1.96d/因?yàn)锳1.4mG350.04采用吸收因子法：Nog-ln1-*一mx2-11Ay'2mx2A1A11.82110.031ln1-.11.40.00031.41.4hHogNog0.4511.825.32m所需填料層高度增加了5.32-4.27/4.2724.6%五、(10分)用一定量純?nèi)軇㏒,單級(jí)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(jí)萃取中，溶劑的用量范圍；(3)定性分析溶劑用量增加時(shí)，所得萃取液中A的組成如何變化。C-6四題圖解：由杠桿定律，和點(diǎn)M的量為：FS88mM-mF-600942.9kgMS56MR23mE-mM942.9471.5kgER46(1)(4分)如圖，找到R'點(diǎn)、F