化工原理期末考试试题

1、三问答题1.什么叫淹塔？影响淹塔的因素有哪些？答：通常，在精馏塔内液相靠重力作用自上而下通过降液管而流动，可见液体是从低压部位向高压部位，因此要求降液管中液面必须有 中足够的高度，以克服两板间的压力降而流动。若气、液两相之一的流量增大时，致使降液管内液体不能顺利下流，管内液位升高到塔 板上溢流堰的顶部，于是两板间的液体相连通，导致塔内积液，这种现象称为淹塔。影响淹塔的因素除气、液相流量外，还有塔板结构，特另提板距。2萃取操作的原理是什么？在什么情况下采用萃取分离方法可获得良好的技术经济郊果？答：萃取操作的原理是将适当的溶剂（萃取剂）加到待分离的原溶液中，利用组分溶解度的差异使原溶液中组分在一定

2、程度上分离。 下列情况下采用卒取分离是适宜的： 混合液中组分相对挥发度接近“ T或者形成恒沸混合物。 溶质组分在混合液中含量很低且为难挥发组分，采用蒸馏方法需将大量稀释剂气化，热能消耗很大。 混合液中有热敏性组分，采用萃取方法可避免物料受热破坏。3. 什么叫漏液？漏液有何危害？答：对于板面上具有气孔的塔板，如浮阀板和筛板，当气流速度降低，气体通过小孔的动压头可能不足以阻止板上液体经孔道下流，这 样便会岀现漏液现象。发生漏液时，将影响塔板上气液相间的充分接触，使塔板效率降低。严重的漏液使塔板上不存在液层，因而无法 操作。4. 在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？5. 双膜理论的论点？6. 恒

3、縻尔流假设的内容？7. 板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？四计算题1一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04 （A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为 0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求液气比为最小液气比的多少倍?解：液气比为最小液气比的多少倍第 0040.04171-0.04 0=0.01297 1-0.00128丫20.00530.005331 -0.0053L/VY -丫2Xr _X20.0417 - 0.005330.01297 -0(L/V)min丫1

4、-丫2 丫1 -丫2X1 -X2 Y1 /m0.0417 -0.005330.0417/2.5= 2.18(L/V)(L/V)m.= 2.8042.18=12862 在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9 （以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于 90%泡点进料，泡点回流。已知1=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D塔底残液量 W及组成Xw; （2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板 上下降的液相组成为多少?DxdfXF，

5、得:D.4 .90.9二 400kmol / h0.9-0.6250.625-0.4= 1.22R =1.5Rmin-1.83又由物料衡算Fxf二 Dx d Wxw得Xw= (1000 0.4 -400 0.9)/600 = 0.0667(2)最小回流比；泡点进料，q=1.Xq二 xF =0.4:Xq2.5 0.4yq0 6251C - 1)xQ1 1.5 0.4W=F- D=1000-400=600kmol/hXd -yq yq _Xq(3)精馏段操作线方程;Rxyn1xnD0.646xn 0.318R+1 R+1(4)提馏段操作线方程；v 二v =(R 1)D =2.83 400 =113

6、2=L qF = RD F= 1.83 400 1000 =1732* L，ym1 VXmWxw1732 600 0.0667V - 1132Xm 1132= 1.53xm -0.0353(5)从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成叭2.50.06671 C -1)xw1 1.5 0.0667-0.152由操作线方程ym 1 = 1.53Xm - 0.0353得y 1.53x； -0.03533.某填料吸收塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进料量为进料气体中含苯5% (体积百分数)，其余为惰性气体。要求回收率95%。操作时轻油含量为最小用量的已知体积吸收总系数为 Kya=125Kmol 3，轻油的平均分

7、子量为170。求轻油用量和完成该生ym3.h1.5倍，平衡关系为 Y=1.4X产任务所需填料层高度？解: Y1 阿 0.0526 , 丫：二丫/-= 0.0526.1 -95% = 0.00263。1-0.05X0,min =弋) xT-x2丫仁丫20.0526 -0.002631.33。0.0526/1.4= 89.1Kmol 人L =1.5.1.33L =1.5.1.33.100%2 4WL = 170.89.1 =15147即轻油量为15147，所需填料层高度为 2.74m。：Y 0.00263, X1 =V12)= 0.02825，丫尸 0.01305K ya. Ym.=0.00651

8、，Z 二 V 丫丫2 = 2.74m4.已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料，操作线方程分别如下:精馏线一- 提馏线: = 1.25x-001 试求该塔操作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分率。R解：由精馏线得：0.7143, R = 2.500R +1X由提馏线得:=02714，xd = 0.9499#0.950R 1提馏线斜率L qF125，得 F = 1.5D- 1 -q F提馏线截距Wxw -0.01，X w 0-01，得 Xw = 0.04由Fxf = DxD +可和得:Dx d (F - D )xwF/W15D XD1.5D Xw0.95151 -丄丨汇0.0115丿=0

9、.6475用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为200kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为0.5，进料为饱和液体，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为2.0,精馏段操作线方程为 yn彳=0.70xn * 0.285，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05,试求:(1)操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率;(2)塔顶产品的流量和塔顶产品中易挥发组分的回收率;(3)(4)实际回流比是最小回流比的多少倍;精馏段的气相负荷、提馏段的液相负荷（kmol/h）；（5 ）提馏段操作线方程和 q线方程;r0 7x1、=0.70,R=一:一=2.333,=

10、0.285,R 11-0.7R 1Xd 二 0.952、200 = D +W200* 0.5=0.95D +0.05W190 = 0.95D +0.95W、100 = 0.95D +0.05W0 95 * 100W=100kmol/h,D=100mo/lh,幽= =95%200* 0.5V =（R +1）D =（2.333+ 1）*100 = 333.3kmol/h3、丿L + qF = 2.333* 100+ 200 = 433.3kmol / h4、Xq = 0. 5,2* 0.5yq 1（2 -1）* 0.5= 0.6666XD-yq0.95-0.6666Xd -Xq0.95-0.5二

11、0.62985、06298.1.7012,1 -0.6298空邑=1.37141.7012xq = 0.5WXw 433.3333.3 Xn100* 0.051.3x0.015333.36 以连续精馏塔分离某二元混合物。进料 Xf=0.50 （摩尔分率，下同），q=1，塔顶产品 分回收率n =0.96。塔顶采用一个分凝器及一个全凝器。分凝器液体泡点回流。已知回流液浓度 X1=0.79。塔底间接蒸汽加热。塔板皆为理论板，相对挥发度a为常数。试求：加料流量提馏段气相流量。D=50kmol/h，Xd=0.95，塔顶馏出液中易挥发组Xq=0.88，离开第一块塔板的液相浓度F;操作回流比是FU的倍数；精馏段、解：=D xD /（F xf）即0.96 =50 0.95/（F 0.50）F = 98.96kmol / hXd/（1 -Xd）0.95 /（1 -0.95）x0/（1 -X0）0.88 /（1 -0.88）y12.59 0.791 1.59 0.79= 0.9069平衡线：y* =2.59x /（1 1.59x），q线：.x=0.50则交点为：Xe =0.50, ye =0.7214Rminye Xe0.95 -0.72140.7214 -0.50=1.0330.95 -0.9069y1-Xq0.9069