化工原理考试题

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化工原理考试题(精馏)一.填空题(20分)1.精馏操作的依据是_________________。

实现精馏操作的必要条件包括___________和_____________。

2.(2分)已分析测得这四股物料的组成为0.62,0.70,0.75,0.82,试找出Y X ,Y ,X 的对应值,Y =____,X =____,Y =____ ,X =_____,3. 某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作,已知x =0.3,则y =___(由塔顶往下数)4.(8分)某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.45x-0.015,则回流比R=____,馏出液组成x ________,原料组成x =__________.釜液组成x =_________.5.如图所示,a点表示________;b点表示________;c点表示________;ab段表示_____________;bc段表示_____________。

二.选择题(5分)1. 某精馏塔精馏段理论板数为N 层,提馏段理论板数为N 层,现因设备改造,使提馏段的理论板数增加,精馏段的理论板数不变,且F、x 、q、R,V等均不变,则此时:()A. x 减小,x 增加;B. x 减小,x 不变;C. x 减小,x 减小;D. x 减小,x 的变化视具体情况而定。

三..问答题1.(10分)精馏塔在一定条件下操作时,问将加料口向上移动两层塔板,此时塔顶和塔底产品组成将有何变化?为什么?四.计算题(65分)1. 分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯的摩尔分率)。

苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。

泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。

试求:(1) 最小回流比;(2) 若回流比取最小回流比的1. 2倍,列出精馏段操作线方程(3) 列出提馏段操作线方程。

2. 苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率,下同),流量为100kmol.h ,于常压下进行连续精馏,要求塔顶x =0.9,塔底x =0.0677, D=40kmol.h ,原料于泡点下进入,R为1.4Rmin,已知操作条件下相对挥发度α=2.47是常数。

求:(1) 精馏段操作线方程;(2) 提馏段操作线方程。

3.如图,在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯-甲苯混合液100kmol,苯含量为50%(摩尔%,下同),泡点进料,要求塔顶馏出液中苯含量80%,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为3,相对挥发度为2.5,求每小时获得的顶馏出液量D,釜排出液量W及浓度x 。

4.某一精馏塔,塔顶为全凝器,塔釜用间接蒸汽加热。

用以处理含易挥发组成x =0.5(mol组成) 的饱和蒸汽。

塔顶产量D和塔底排量W相等。

精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15试求:(1)回流比R,塔顶组成x ,塔釜组成x 。

(2)提馏段操作线方程。

5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔,每小时向塔釜加入含甲醇40%(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol,要求塔顶馏出液组成x =0.84,塔顶采用全凝器,回流比R=3,在操作条件下的平衡关系为y=0.45x+0.55,求:(1) 塔釜组成x ;(2) 每小时能获得的馏出液量D。

一.填空题1. 混合液中各组分的挥发度差异。

塔顶液相回流塔底上升气流2. y6 =0.82 x6 =0.70y7 =0.75 x7 =0.623. y =αx /(1+(α-1)x )=3×0.3/(1+2×0.3)=0.563x =y =0.563y =3×0.563/(1+2×0.563)=0.7944. 0.86 0.288 0.0335. a)y ,x b)y ,xc)y ,x d)x ,xe)y , y二.选择题A.三..问答题当加料板从适宜位置向上移两层板时,精馏段理论板层数减少,在其它条件不变时,分离能力下降,xD ↓,易挥发组分收率降低,xW ↑。

四.计算题1. ⑴y =2.44×0.4/(1+1.44×0.4)=0.62R =(x -y )/(y -x )=(0.95-0.62)/(0.62-0.4)=1.5⑵R=1.2×1.5=1.8y =(1.8/2.8)x +0.95/2.8=0.64x +0.34⑶.令F=1kmol.h Fx =Dx +Wx0.4=0.95D+(1-D)×0.05解得D=0.39kmol.h W=0.61kmol.h∵q=1 L'=L+qF=RD+F=1.8×0.39+1=1.7kmol.hV'=V=(R+1)D=2.8×0.39=1.09kmol.h∴y'=L'x'/V'-Wx /V'=1.7x'/1.09-0.61×0.05/1.09=1.56x'-0.028y =1.56x -0.0282. ⑴q=1, yq=2.47×0.4/(1+1.47×0.4)=0.622,Rmin=(0.9-0.622)/(0.622-0.4)=1.25,R=1.4×1.25=1.75,y =1.75x /(1.75+1)+0.9/(1.75+1)=0.636x +0.327⑵V'=V=(R+1)D, L'=L+qF=RD+F,y '=L'x '/V'-Wxw/V'=(RD+F)x '/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D=1.545x '-0.03693.(12分) 题号:6256 第6章知识点:210 难度:中等*****答案*****y1=xD=0.80.8=2.5x1/(1+1.5x1)x1=0.615yw=x1×R/(R+1)+xD/(R+1)=3×0.615/(3+1)+0.8/4=0.6610.661=2.5xW/(1+1.5xW)xW=0.438100=D+W, 100×0.5=0.8D+0.438WD=17.1(kmol.h ), W=82.9(kmol.h )*****答案*****(1)D=F(x -x )/(x -x ) 即0.5=(0.5-x )/(x -x ) R/(R+1)=5/6 ∴R=5x /(R+1)=x /(5+1)=0.15 x =0.9 x =0.1(2)提馏段操作线: y'=(L′/V′)x-Wx /V′∵饱和蒸汽进料∴q=0, L′=L, V′=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D∴y'=[L/(V-F)]x'-W×0.1/(V-F)={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×0.1/[(R+1)D-2D]=[5/(6-2)]x'-0.1/(6-2)=1.25x'-0.0255. ⑴y1=xD=0.84,0.84=0.45x1+0.55,x1=0.64,yw=3×0.64/(3+1)+0.84/(3+1)=0.69,0.69=0.45×xw+0.55, xw=0.311,⑵D=100(0.4-0.311)/(0.84-0.311)=16.8(kmol.h ),W=100-16.8=83.2(kmol.h ).化工原理练习题(干燥)一.填空题1. 干燥这一单元操作,既属于传热过程,又属______________。

2. 相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。

表示该空气为___________。

3. 干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的,其恒定干燥条件是指:_________________均恒定。

4. 在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为__________;首先除去的水分为____________;不能用干燥方法除的水分为__________。

5. 已知某物料含水量X =0.4kg水.kg 绝干料,从该物料干燥速率曲线可知:临界含水量X =0.25kg水.kg 绝干料,平衡含水量X*=0.05kg 水.kg 绝干料,则物料的非结合水分为__________,结合水分为__________,自由水分为___________,可除去的结合水分为________。

6. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t,湿球温度t 和露点t 间的关系是______________。

7. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。

8. 湿空气通过预热器预热后,其湿度___________,热焓______________,相对湿度__________。

(增加、减少、不变)9. 对不饱和空气通过间壁换热器进行加热,使温度由t 升至t ,此时其湿球温度____,相对湿度_____,露点_____,湿度____。

10. 对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度t ,绝热饱和温度t ,露点温度t 的关系是t__t _t __t 。

二、问答题1. 如何强化干燥过程?2. 欲在298K时用相对湿度为60%的空气干燥木材,使其中水分降到11.5%(湿基),你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12%(干基)。

3. 某恒定干燥过程,(如图所示:预热器K1,干燥器K2,冷却冷凝器K3),已知预热器出口空气的干球温度为t ,湿球温度为t 此状态空气在干燥器经历一个绝热增湿过程,出干燥器空气温度为t ,经冷却冷凝器冷却冷凝,析出一部分水份之后,再经预热器预热至t ,且其湿球温度仍为t ,如此反复循环。

试在湿空气的H -I图(或t-H)图上用线段和箭头绘出空气在上述干燥过程状态变化的示意图。

并说明空气在各设备中所经历的过程。

三.计算题1. 某干燥器的生产能力为1000kg.h (产品),物料从含水量2%干燥至含水量0.2%(均为湿基)。

已知生产车间的气温为22℃,相对湿度为60%;空气离开干燥器时的温度为45℃,湿球温度为32℃。

干燥为等焓过程。

试求:(1)水分蒸发量;(2)离开干燥器时空气的体积流量为多少m .h ?(3)空气进入干燥器的温度;(4)热效率为多少?2. 某气流干燥器的生产能力为180kg产品.h ,现要求将物料从含水量2%干燥至含水量0.2%,(均为湿基)。