《化工原理二》在线考试参考

1、欢迎下载 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）在1atm,0C条件下，CO2在空气中的扩散系数为1.38X10-5m2/s。若保持压力条件不变，温度增加到25C，则扩散系数变为1.77X10-9m2/s：若保持温度为0C,压力增大到2atm,则扩散系数变为0.84x10-9_m2/s。30C下CO2水溶液的亨利系数E=1.885X105kPa,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。利用精馏塔分离二元理想混合物，进料量为100kmo1/h,进料摩尔分数为0

2、.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。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y上升，溶质的吸收率9提高，吸收液的出塔浓度x降低aAb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。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已1,回流比等于0。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。湿度为H。、相对湿度为、干球温度为t0的湿空气，经过一个间接蒸汽

3、加热的预热器后，空气的湿度为H、相对湿度为91、干球温度为则H0H1,90=91，.。9.在恒定干燥条件下，已知：X*=10%,X=30%，结合水为15%（均为干基）。今c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。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。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。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）（20分）用板式精馏

4、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）DXXD=0.97XFXxFWX（1-XW）=FX（1-xf）X0.95D+W=F=150DXXD+WXXW=FXxF=150X0.4=60W=87.3kmol/hD=62.7kmol/hXD=92.8%X=2.06%W（2）精馏段操作方程Y(n+l

5、)=XnXR/(R+l)+Xn/(R+l)=0.8Xn+0.1856提馏段操作线方程为y(n+1)=LXXn/V-Xw/Vq=0,V=(R+1)D-F,L=DRy(n+1)=XnXRXD/(R+1)D-F-WXXW/(R+1)D-F=1.534Xn-0.011(3)*.*q=O,yc=xF=0.4,y=aXx/1+(a-1)xxc=0.02125Rmin=(xn-yc)/(yc-xc)=(0.928-0.4)/(0.4-0.2125)=2.816R/Rmin=4/2.816=1.42(4Emv尸(yi-yiF(yi-6yi*=aXxil+(a-l)aJ全回流时y2=xl,y1=xD=0.98y

6、i*=2.47yi/(l+1.4-7yi)Emvl=(0.98-y2)/(2.47y2/(1+1.47y2)-y2=0.6y2=96.93%(mol%)y2=78X0.9693/78X0.9693+(1-0.9693)=96.4%(质量)(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y1.5x。求：e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？

7、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？L2LX.2=167矗=0.02比=珂-）=0.021-0.8=0.004b=1.5=1.5x0.008=0.012K=0Xb-mJh0.02-0.012KOO斗Nogn-la0.02-0.00斗=Z-f/O.OO582.77=1-44b-i3m0-02-0.0041-0.0133L_Yb-Y_0.02-0.00斗r=Xb-j=doos2（3）!=0.002Zb-Y0.02-0.00斗rv=卫=jcT=-XKb=0.009b=0.009x1.5=0.01350.002“0.02-0.002Ngg=斗

8、一710.00382Hog=1.44m不变h=HQGOG=斗.71x1.4斗=6一7細h=HcgNog=8mn=0.02J=0L_b-_0.02-nV=X-X=XbHog=1.44m不变lnO.O2-1.5XFb由以.上可得：Xrb=0.0092u0.02-1SA，ffi=（O.O2-1.5XFbj-=L44Ki=0.00163.(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30C，湿度为0.012kg/kg。空气先经间壁式加热器预热至100C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=400X0.90=360kg/hX1=10/90=0.111,X2=0.005/0.995=0.00502W=GC(X1-X2)=38.2kg/h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=(l/29+H/18)X22.4X(273+t)/273X1.013X105/P=0.86m3/kgL=1800/0.83=2169kg/hL(H2-H1)=WH