大连理工大学化工原理期末考试.docx

1、大连理工大学化工原理期末考试 级-一一 二三四五平时实验总分标准分246242110105100得分姓名：大连理工大学学号：课程名称：化工原理C （下）试卷A试卷共8_页院系：授课院（系）:化工学院考试日期：2009年6月17日一、填空（24分）1理想体系是指气相符合道尔顿（ Dalton）分压定律；液相全部浓度范围内服从 拉乌尔（Raoult）定律 。I 12 某连续精馏塔在开车后一段时间内，若全塔没有进料和产品采出，则该操作过程为全回流 操作。3.在平衡蒸馏操作过程中，其它条件不变，现改变物流进闪蒸罐的温度，使气 化率增加，则闪蒸气相中轻组分的含量 降低 。（增大、减小、不变、不能确定）4

2、在乙烯精制中，原料中含有少量甲烷和乙烯、乙烷，甲烷挥发能力强，乙烯次之，现想用一个塔获得高纯度乙烯， 可以采用精馏段液相采出 操作方式，（精馏段液相采出，提馏段液相采出，不能实现）5.恒沸精馏的原理是在原溶液中加入第三组分，使其与原溶液中的某组分形成 最低恒沸物 ，从而使原溶液易于分离。6在间歇精馏操作中，为了维持回流比不变，通常采用 减小采岀量 的方法（减小回流量，减小采出量）。7.反应精馏的优点（说出一个） :可提高反应转化率和诜择性；充分利用反应热降低能耗；反应器和精馏塔合为一个设备，节省了设备投资；可使某一组 分反应，而将另一组分分离出来。& 对热敏性液体混合物，选择操作压力时, （常

3、压精馏 ,减压精馏 ,9.二元理想体系精馏，当回流比不变，将 荷 增大，塔顶冷凝器热负荷 数 减少 。（增大、减小、不变、应首选 减压精馏 。加压精馏）q=0.5变为q=1，则塔釜再沸器热负 不变 ，满足分离要求所需理论板 不能确定）10 .在用水吸收气体中氨气的实验中， 若其他条件不变，仅提高空气的流速，则气相总传质系数增加 。（基本不变、增加、减少、不确定）增大 。（增大、11.在气体吸收过程中，若气体中溶质浓度增大，则漂流因子的值 减小、不变、不确定）12对于低浓度气体吸收过程，通常可以近似地认为，塔内不同从上到下温度相等（增大小、 相等、不能确定）13增加吸收剂用量,.低浓度气体逆流吸

4、收设计中， 若气体流量、进出口组成，液体入口组成一定,传质推动力将 增大，设备费将 减少 。（增大、减小、不变、不能确定）14.某低浓度气体逆流吸收过程，包括溶质吸收塔和溶剂热再生塔两部分。 在操作过程中，气体流量、进出口组成一定，如果进吸收塔溶剂X2减小，为了维持出塔气体中 y不变，则溶剂用量 减 丄，系统操作费用 不一定 （增大、减小、不一定）。X- Xe萃余液的浓度 增大15在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成表示）为（ Xe-X ； X- Xe ； Xi ； X-Xi ）16、单级萃取中，维持进料组成、流量不变，减小溶剂用量到最小值时, （增大，减小，不变，不能确定）1

5、7、 与原溶剂完全不互溶的溶剂 _ 可以 被选为萃取剂。 （可以、不可以、不确定）18、 和单级萃取相比较， 要达到相同分离要求， 多级错流萃取所需溶剂用量 （少、多、不确定）19、 在萃取过程中，操作温度 降低 ，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）20、 若部分互溶物系的萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，说明萃取剂的选择性系数B _ 1 _ 。（请填具体数据） 二、简答题（每题 3分，共6分）1、写出板式精馏塔中 2种气、液相的异常流动情况，并简单分析其产生原因。2、某低浓度气体逆流吸收操作中，传质高度 H=s，若气体流量、进口组成，液体入口组成一定,当吸收因子A1时，试在下附图上定

6、性画出操作线。yiX2ye=m附图三、（24）用板式精馏塔常压下分离苯-甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸 汽加热，相对挥发度为2.5，进料量为140kmol/h，进料组成为0.5（摩尔组成）， 饱和液体进料，塔顶馏出液中苯的回收率为0.98，塔釜采出液中甲苯回收率为 0.95，提馏段液汽比为1.25，求:（1） 塔顶馏出液组成及釜液组成 （8分）。（2） 该塔的操作回流比及最小回流比 （6分）。（3） 写出提馏段操作线方程（5分）。（4） 塔顶第2块理论板上升蒸汽的组成（5分）。解：（1）依题意可知：1 qnDXD qnDXD 98qnFzF 140* 0.5qnW（1 Xw） qnW（1

7、 xw ）qnF（1 Zf） 140*（1 0.5）qnF qnD qnW 140qnF ZF qnD XD qnWXW 140*0.5得：q.D 72.1kmol/h，q.W 67.9kmol/h，Xw0.021 ， xD0.951(2)依题意：亚1.25qnVqnL q*qnFqnVQnL qnFqnVRqnD qnF(R 1)qnD72.1R 140 即： 1.25(R 1)72.1R=2.77xqxq 0.5 yq q 0.714q 1 (1 )Xq_Rm XD土 0.951 0.714 0.5255Rmin 1 xD xq 0.951 0.5Rmin 1.107(3) R=2.77q

8、nV qnV (R 1)qnD 3.77* 72.1 271.8kmol/h所以，提馏段操作线方程为:1 (1 )X10.951x-i - 0.885(1 )Y1y2 0.735x1 0.2520.735* 0.855 0.2520.88四、（21分）在填料塔内用清水逆流吸收空气中含的 S02气体。混合气入塔流率0.04 kmol/s，其中含SO2 3 % （体积分数），要求该塔SO2回收率98 %。操作压力为常压，温度 25 C,此时平衡关系为 ye = 34.9 x。传质单元高度为 0.45m。若出塔水溶液中 SO2浓度为0. 0006，试求：（1） （6分）所需水量；（2） （6分）所需

9、填料层高度；（用对数平均传质推动力法）（4） （3分）该塔的填料层分离能力相当于 20块理论板，试求该塔所选用填料的理论板当量高度 HETP, m；（3） （6分）当回收率提高1%，为99%时，所需填料层高度（清水用量不变） 。解：（1）用水量已知：塔底:塔顶:q nL 也仏 q nG 1.96 kmol/sx1 x2（2 ）计算填料层高度 h对数平衡推动力法y1 y1 ye1 y1 mx1 0.03 35 0.0006 0.009y2 y2 ye2 y2 mx2 0.0006 34.9 0 0.0006h HogNog 0.45 9.48 4.27m(3) HETP=4.27/20=0.21

10、4m=0.03 1 - 0.99) = 0.0003(3)此时： 0.99 , y2 y, 1L 1.96因为A 1.4mG 35 0.04K1 1 ,1%mx21N og ln 1一1 1Ay2mx2AA采用吸收因子法:所需填料层高度增加了 5.324.27/4.27 24.6%五、（10分）用一定量纯溶剂S,单级萃取600kg原料液中的溶质A。操作条件下，该物 系的溶解度曲线及辅助曲线如图所示。已知原料液中含 A、B两组分，且溶质A的质量分率为0.3,若要求萃余液中溶质 A的质量分率为0.1,试求：（1） 萃取相的量及组成；（2） 此单级萃取中，溶剂的用量范围；（3） 定性分析溶剂用量增加时，所得萃取液中 A的组成如何变化。四题图解：(1) ( 4分)如图，找到R点、F点，通过辅助线找到 R、E点，FS与ER交于和点M,由杠杆定律，和点 M的量为:mMMS56 600 942.9kgMRmEERmM46 942-9 471-5kg读得E组成为：含 A 0.28，含B 0.10，含S 0.62。(2) ( 4 分)最小溶剂用量MmF 12 600 94.7kgMS 76S五题图最大溶剂用量M|M F 78mS mF 600 4680kgS MS F 10 a(3)(2 分)溶剂用量增加时，和点位置向 S移动，所得萃取液中 A的组成增加。