中国石油大学化工原理试卷.pdf

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 B 卷 1 一一 填空选择题填空选择题 每每空空 1 分分 共共 30 分分 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 A J B J A N B N 填 或 2 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 5 B 1 8 C 2 D 3 4 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 分别为 43 y 2 10 k akmolms 3 x 0 4 k akmolms 则该吸收过程为 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 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 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 y x T t 2 13 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大的液面落差 可以采取的措施有 或 二二 问答题问答题 每题每题 5 分分 共共 20 分分 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 冷液进料 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 3 3 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 哪些因素考虑不周时 易发生降液管液泛现象 举出三个原因 4 三三 15 分分 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 100 hkmol 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 5 四四 20 分分 在一逆流填料吸收塔中 用清水吸收混合气中的丙酮 气体处 理量为 2240m3 h 标准状态 已知混合气中含丙酮05 0 摩尔分率 下同 操作条件下的平衡关系为1 6YX 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 b x 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 6 五五 15 分分 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