2025年大学化学工程与工艺（化工分离工程）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（化工分离工程）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.对于精馏塔的进料热状况，以下哪种情况进料热焓值最高（）A.冷液进料B.饱和液体进料C.气液混合物进料D.饱和蒸汽进料2.在吸收操作中，吸收剂的选择原则不包括（）A.对溶质有较大的溶解度B.与溶质有化学反应C.挥发性小D.密度大3.以下哪种分离过程属于传质分离过程（）A.蒸馏B.离心分离C.过滤D.沉降4.精馏塔的回流比增大，塔顶产品纯度会（）A.降低B.不变C.提高D.先提高后降低5.萃取操作中，萃取剂的选择性系数β（）A.等于1B.大于1C.小于1D.与溶质和稀释剂的互溶度有关6.某二元混合物，其中A的摩尔分数为0.6，在一定温度下的气液相平衡关系为y=2.5x+0.2，则与之平衡的气相中A的摩尔分数为（）A.0.8B.0.7C.0.6D.0.57.对于板式精馏塔，以下哪种说法正确（）A.塔板效率等于实际板数与理论板数之比B.全塔效率等于各板效率之和C.单板效率反映了一块板上传质效果的好坏D.点效率等于单板效率8.在吸附分离中，吸附等温线不包括以下哪种类型（）A.亨利型B.朗缪尔型C.弗罗因德利希型D.拉乌尔型9.以下哪种分离方法不属于膜分离（）A.超滤B.反渗透C.离子交换D.电渗析10.吸收塔的填料层高度与以下哪个因素无关（）A.吸收剂用量B.气液流量C.塔的直径D.填料的种类第II卷1.简答题（总共3题，每题10分）（1）简述精馏塔的工作原理。（2）说明吸收操作中，影响吸收速率的因素有哪些。（3）阐述萃取操作的工艺流程及关键设备。2.计算题（总共2题，每题15分）（1）某二元精馏塔，进料流量为100kmol/h，进料组成xF=0.5，塔顶馏出液流量为50kmol/h，塔顶产品组成xD=0.95，塔底产品组成xW=0.05，求塔顶易挥发组分的回收率及塔底难挥发组分的回收率。（2）在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质A，混合气流量为1000m³/h（标准状态），溶质A的摩尔分数为0.05，要求溶质A的吸收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，已知操作条件下的平衡关系为y=1.5x，求吸收剂用量及塔底排出液中溶质A的摩尔分数。3.分析题（总共2题，每题10分）（1）在精馏塔操作中，若进料组成、进料流量、回流比等条件不变，塔板数减少，分析塔顶产品和塔底产品组成的变化情况。（2）对于吸收操作，若吸收剂温度升高，分析对吸收效果的影响。4.材料分析题（总共1题，20分）材料：某化工企业采用精馏塔分离苯-甲苯混合物。在生产过程中，发现塔顶产品中甲苯含量超标，经过分析，发现回流比控制不当。已知该精馏塔进料组成苯的摩尔分数为0.4，甲苯的摩尔分数为0.6，塔顶产品要求苯的摩尔分数不低于0.9，塔底产品要求甲苯的摩尔分数不低于0.95。问题：（1）请分析回流比控制不当对塔顶产品质量的影响。（2）若要调整塔顶产品质量，应如何调整回流比？5.设计题（总共1题，20分）设计一个用萃取法分离醋酸-水混合物的工艺流程。已知原料液中醋酸的质量分数为30%，要求萃余相中醋酸质量分数不高于10%，萃取剂为醋酸乙酯。请说明选用的萃取设备类型，并画出工艺流程示意图，标注关键设备及操作条件。答案：第I卷答案：1.D2.D3.A4.C5.B6.A7.C8.D9.C10.C第II卷答案：简答题：（1）精馏塔利用混合物中各组分挥发度不同，通过多次部分汽化和部分冷凝，使气相中的轻组分不断增浓，液相中的重组分不断增浓，从而实现分离。（2）影响吸收速率的因素有气液两相的浓度差、温度、压力、吸收剂性质、气液接触面积和传质系数等。（3）萃取工艺流程包括混合、分离等步骤，关键设备有萃取塔等。计算题：（1）塔顶易挥发组分回收率95%，塔底难挥发组分回收率95%。（2）吸收剂用量202.5kmol/h，塔底排出液中溶质A摩尔分数0.0033。分析题：（1）塔板数减少，塔顶产品纯度降低，塔底产品纯度提高。（2）吸收剂温度升高，吸收效果变差。材料分析题：（1）回流比控制不当，塔顶产品中甲苯含量超标，导致苯纯度降低。（2）应增大