《化工原理二》在线考试参考.doc

中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试 化工原理二学习中心：_姓名：_ _学号：_ _ 一、填空题（36分，每空2分）1. 在1 atm， 0条件下，CO2在空气中的扩散系数为1.3810-5 m2/s。若保持压力条件不变，温度增加到25，则扩散系数变为 1.7710-9 m2/s；若保持温度为0，压力增大到2 atm，则扩散系数变为 0.8410-9 m2/s。2. 30下CO2水溶液的亨利系数1.885105kPa，该温度下CO2分压为15kPa的混合气与含CO20.002kmol/m3的水溶液接触，CO2的传质方向为 吸收 。3. 利用精馏塔分离二元理想混合物，进料量为100 kmol/h，进料摩尔分数为0.6，要求塔顶轻组分的摩尔分数不小于0.9，则塔顶产品量的最大值为 63.2 kmol/h。4. 用纯溶剂吸收某二元混合气中的溶质。在操作范围内，体系的相平衡关系满足亨利定律，气液两相逆流操作。当入塔气体的浓度下降时，而其它入塔条件不变，则气体的出塔浓度 上升 ，溶质的吸收率 提高，吸收液的出塔浓度 降低 。5. 当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为32时，进料热状况参数为 0.6 。6. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线的斜率等于 1 ，回流比等于 0 。7. 精馏过程设计时，降低操作压力，则相对挥发度 增加 ，塔顶温度 降低 ，塔底温度 降低 。8. 湿度为H0、相对湿度为j0、干球温度为t0的湿空气，经过一个间接蒸汽加热的预热器后，空气的湿度为H1、相对湿度为j1、干球温度为t1，则H0 H1，j0 = j1，t0 t1。9. 在恒定干燥条件下，已知：10%，30%，结合水为15%（均为干基）。今有湿料100kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接触至平衡，则干燥过程除去非结合水 44 kg，降速阶段除去结合水 12 kg。LV二、简答题（10分）负荷性能图是重要的塔板分析技术，其示意图如下。1. 简单说明各线的意义；答：（1）检验设计点是否理想；（2）用于实际操作，作为实际操作的依据。2. 如操作点为，试分析其操作状态，并给出合理的建议。答：操作点位于操作区的适中位置，可以获得稳定良好的操作效果三、计算题（54分）1.（20分）用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔底间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料量为150kmol/h，组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽。回流比为4。塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔底残液中甲苯的回收率为0.95。求： 塔顶馏出液及塔底残液的组成； 精馏段及提馏段操作线方程； 回流比与最小回流比的比值； 塔顶第二块板上升的汽相组成。解：（1）DXD =0.97FxFW（1- XW）=F（1- xF）0.95D+W=F=150DXD+WXW =FxF =1500.4=60W=87.3kmol/hD=62.7 kmol/hXD =92.8%XW =2.06%(2)精馏段操作方程Y(n+1)=XnR/(R+1)+Xn/(R+1)=0.8Xn+0.1856提馏段操作线方程为y(n+1),=L,Xn,/V,- Xw/V,q=0,V,=(R+1)D-F,L,=DRy(n+1),=X n,RD/(R+1)D-F-WXW/(R+1)D-F=1.534 X n,-0.011(3)q=0,yc=xF=0.4,y=x/1+(-1)xxc=0.02125Rmin=( xn-yc)/(yc-xc)=(0.928-0.4)/(0.4-0.2125)=2.816R/Rmin=4/2.816=1.42全回流时y2=xl,y1=xD=0.98Emvl=(0.98-y2)/(2.47y2/(1+1.47 y2)-y2=0.6 y2=96.93%(mol%)y2=780.9693/780.9693+(1-0.9693)=96.4%(质量%)2.（18分）某填料吸收塔中用纯溶剂逆流吸收某二元混合气中的组分A，已知填料层高4m，入塔气体的浓度为0.02（摩尔分率，下同），溶剂对A组分的吸收率为80%，出塔液相的组成为0.008，操作条件下的气液相平衡关系为。求： 气相总传质单元数； 操作液气比为最小液气比的多少倍； 若气、液相的量和进口组成保持不变，将该塔串联一个同样的塔，那么气相出口浓度是多少？ 如果该混合气经吸收后，出塔浓度仍然达不到环保要求，请问可以采取哪些措施提高溶剂对A组分的回收率？3.（16分）以空气为干燥介质干燥某种湿物料，原空气的体积流量为1800m3/h，温度为30，湿度为0.012kg/kg。空气先经间壁式加热器预热至100后再进入干燥器；湿物料处理量为400kg/h ,要求从含水率10%干燥至0.5%（均为湿基），若干燥过程可视为等焓过程，试确定： 水分汽化量； 空气离开干燥器时的温度和湿度； 加热器对空气提供的热量。解：（1）G1=400kg/h,GC=4000.90=360 kg/hX1=10/90=0.111,X2=0.005/0.995=0.00502W=GC(X1-X2)=38.2 kg/h（2）已知新鲜空气的流量为1800m3/h,则根据新鲜空气的质量体积VH，可得绝干气的消耗量。VH=（1/29+H/18）22.4(273+t)/2731.013105/P=0.86m3/kgL=1800/0.83=2169kg/hL(H2-H1)=WH2=0.030kg水/kg绝干气11=（1.