《化工原理二》在线考试参考

1、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1.38×10-5 m2 /s。若保持压力条件不变，温度增加到 25，则扩散系数变为 1.77×10 -9 m2/s；若保持温度为 0，压力增大到 2 atm，则扩散系数变为0.84×10 -9m2/s。2. 30下 CO2 水溶液的亨利系数E 1.885× 105kPa，该温度下 CO2 分压为 15kPa 的混合气与含 CO20.002kmol/m 3 的水溶液

2、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63.2kmol/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yb 下降时，而其它入塔条件不变，则气体的出塔浓度ya上升，溶质的吸收率A提高，吸收液的出塔浓度xb降低。5. 当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为3 2 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

3、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 0、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 1、干球温度为t1，则 H0H1，0=1，t0t1。9.在恒定干燥条件下，已知：X *10%， Xc30%，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44kg，降速阶段除去结合水12kg。精选文库二、简答题（ 10 分）V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）

4、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。L2. 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） D&

5、#215; XD =0.97× F×xFW ×（ 1- X W ）=F×（ 1- xF）× 0.95D+W=F=150D× X D +W ×X W =F× xF =150 ×0.4=60W=87.3kmol/hD=62.7 kmol/hX D =92.8%X W =2.06%(2)精馏段操作方程2精选文库Y(n+1)=Xn × R/(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/Vq=0,V =(R+1)D-F,L =DR

6、,×R× D/(R+1)D-F-W× X W/ (R+1)D-F=1.534 X n,y(n+1) =X n-0.011(3) q=0,yc=xF=0.4,y= × x/1+( -1)x xc=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=x D=0.98 Emvl =(0.98-y2)/(2.47y2/(1+1.47 y2)-y2=0.6y2=96.93%(mol%)y2=78 × 0.9693/78

7、×0.9693+(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ye1.5x 。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精选文库4精选文库3.（ 16 分）

8、 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=400× 0.90=360 kg/hX1=10/90=0.111,X2=0.005/0.995=0.00502 W=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)/273 × 1.013× 105/P=0.86m3/kg L=1800/0.83=2169kg/h L(H2-H1)=W H2=0.030kg 水 /kg 绝干气11=（ 1.01+