化工原理(二)模拟试题B
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实用文档 1 (勤奋、求是、创新、奉献) 2007 ~ 2008 学年第二学期期末考试试卷 主考教师: 肖稳发 学院 化学化工学院 班级 姓名 __________ 学号 ___________ 《化工原理(二)》课程试卷B (本卷考试时间 120 分钟) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总得分 题分 20 15 8 20 12 15 10 100 得分
一、填空题(本题共10小题,每空1分,共20分) 1、精馏操作的依据是 ______________________________________________。 答案:混合液中各组分的挥发度的差异 2、按操作压强分,蒸馏可分为常压、减压和加压蒸馏,对于在常压下沸点为室温的混合物,一般应采用_______________蒸馏,对应在较高温度下容易分解的物质,一般应采用________________蒸馏。
答案:加压蒸馏,减压蒸馏 3、某精馏塔操作时,在进料流量及组成、进料热状况和塔顶产品流量不变的条件下,增加回流比,则此时塔顶产品组成 ,塔底产品组成 ,精馏段蒸气量 。(填“减小,不变,增大”) 实用文档 2
答案:增大;减少;增大 4、板式塔塔板上气液两相接触的状态中,______________和_________________是优良的塔板工作状态。
答案:泡沫状,喷射状 5、分离要求一定,当回流比一定时,在五种进料热状况中,______________进料的q 值最小,其温度越低,提馏段操作线与平衡线之间的距离__________________。
答案:过热蒸汽,越小 6、常压、25℃低浓度的氨水溶液,若氨水上方总压增大,则亨利系数E__________,溶解度系数H________________,相平衡常数m______________。(填“减小,不变,增大”)
答案:不变,不变,减小 7、由于吸收过程中气相溶质分压总是________________溶质的平衡分压,因此吸收操作线总在平衡线的_______________________。
答案:大于,上方 8、________________扩散适合于描述精馏过程,______________扩散适合描述吸收过程。 答案:等分子反向,单向 9、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于______________, 答案:湿球温度 10、空气经一间壁加热器加热后,焓___________,相对湿度___________。(填“减小,不变,增大”)
答案: 增大,减小 二、选择题(本题共10小题,每小题1.5,共15分) 实用文档 3
1、二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化( )。 A. 提馏段操作线与q线 B. 平衡线 C.平衡线与精馏段操作线 D. 平衡线与q 线 答案:A 2、操作中的精馏塔,保持q、 F、Dx、Wx、V不变,减小Fx,则( )。 A. D 增大,R 减小 B. D 不变,R 增大 C. D 减小,R 增大 D. D 减小,R 不变 答案:C 3、若某精馏塔正在正常、稳定的生产,现将增加进料量,且要求产品质量维持不变,易采取的措施为( )。
A. 加大塔顶回流液量 B. 加大塔釜加热蒸气量 C. 加大塔釜加热蒸气量以及冷凝器冷却水量 D. 加大冷凝器冷却水量 答案:C 4、精馏塔在Fx、q、R一定下操作时,将加料口向上移动一层塔板,此时塔顶产品浓度D
x
将( )。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 答案:B 5、吸收操作的作用是分离( )。 实用文档 4
A. 气体混合物 B. 液体均相混合物 C. 气液混合物 D. 部分互溶的液体混合物 答案:A 6、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度,要提高气液两流体的相对运动,提高吸收效果,则要( )。
A. 增加气膜厚度和减小液膜厚度 B. 减小气膜和液膜厚度 C. 增加气膜和液膜厚度 D. 增加液膜厚度和减小气膜厚度 答案:B 7、精馏塔设计中,若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料,其他条件维持不变,则所需理论板数TN( )。
A. 减小 B. 不变 C. 增加 D. 不确定 答案:A 8、对一定操作条件下的填料吸收塔,如将填料层增高一些,则塔的HOG将( )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不能判断 答案:C 9、物料在干燥过程中,其恒速干燥阶段和降速阶段区分的标志是( )。 A. 平衡水分 B. 自由水分 C. 结合水分 D. 临界含水量 答案:D 10、若湿物料在恒定干燥过程中,其表面温度一直等于干燥介质的湿球温度。据此,关于该干燥过程的下列议论中( )。 实用文档 5
甲:物料中湿分的排除受表面汽化控制。 乙:物料始终处于恒速干燥之中。 丙:干燥过程中排除的湿分仅为非结合水分。 丁:干燥过程排除的湿分全部是自由水分。 A. 甲、乙、丙、丁对 B. 甲、丙、丁对 C. 乙、丙、丁对 D. 甲、乙、丁对 答案:A 三、(8分)某连续精馏操作分离二元混合溶液,已知操作线方程为:精馏段
16.080.0xy 提馏段 02.040.1xy,若进料时,原料中气相分率为1/3,
求塔顶及塔底产品产率及回流比。
分析:若求产品产率,必须确定塔顶产品,塔底产品和进料的组成。将精馏段操作线方程、提馏段操作线方程分别与对角方程联立,即可确定塔顶,塔底组成。而进料组成可由两个操作线方程与进料方程联解求得
解:联解 16.080.0xy 及 xy 得塔顶产品组成 80.0xxD(1分) 再联解 02.040.1xy 及 xy 得塔底产品组成部分 05.0xxW(1分) 再联解 16.080.0xy 及 02.040.1xy 得 3.0x,4.0y(1分) 实用文档 6
将此代入q线方程,且由题巳知32q 11qxxqqyF 15.03.013/23/24.0Fx 解得 5.0Fx(2分)
由全塔物料衡算式 WDF 及全塔轻组分物料衡算式 WDFWxDxFx
知塔顶产品产率 %6005.080.005.05.0WDWFxxxxFD(1分) 塔底产品产率 %404.06.01FDFFW(1分) 由精馏段操作线方程斜率80.01RR 解得 4R(1分) 四、(20分)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),塔顶中苯的回收率不低于90%,泡点进料,泡点回流。已知=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;
解: (1) 求塔顶和塔底产品量 由 F=D+W FxF=DxD+WxW
DxD/FxF=0.9 (1分) 实用文档 7
得hkmolxFxDDF/4009.04.010009.09.0 (1分) WFD=1000-400=600 kmol/h (1分)
067.06009.04004.01000WDxFxxDFW(2分)
(2) 求最小回流比 由题可知 因为泡点进料,所以q=1,4.0Fqxx (1分)
平衡线方程为: 1(1)xyx 2.511.5xyx
(1分)
把4.0qx代入平衡方程得, yq=0.625 (1分) ∴ minDqqqxyRyx=4.0625.0625.09.0=1.22 (2分)
(3) 求精馏段操作线方程 83.122.15.15.1minRR (2分)
83.119.083.1183.1111nDnnxRxxRRy (2分)
yn+1=0.647xn+0.318 (1分) 实用文档 8
(4)求提馏段操作线方程 hkmolFRDqFLL/1732100040083.1' (1分)
V′=V+(q-1)F=D(R+1)=1132 kmol/h (1分) 067.01132600'11321732'''''1mWmmxxVWxVLy (2分)
0355.0'53.1'1mmxy (1分)
五、(12分)(1)在温度为35℃下,浓度为0.0002的SO2 溶液在气相中的分压
1.134APkPa,求亨利系数E;(2)在温度为35℃下含SO2 为 0.001(摩尔分数)的水
溶液与浓度为0.03(摩尔分数)SO2 的混合气体接触,总压为101.3kPa,通过计算说明以下过程是吸收还是解吸过程,推动力是多少(以气相摩尔分数差表示推动力)?(3)气液组成及总压同(2),温度降至15℃下,通过计算说明以下过程是吸收还是解吸过程,推动力是多少(以气相摩尔分数差表示推动力)?(在15℃,SO2的E=0.294×104kPa)
分析:(1)根据公式33NHNHPEx求出亨利系数; (2)(3)问通过亨利系数求出m,根据AAymx求出Ay,比较AAyy与的值,确定是吸收还是解吸。
解:(1) iiPEx (2分)
333
1.1345.67100.0002NHNHPEkPax(2分)
(2) 40.5671056101.3EmP (1分)