2010-2011第二学期化工08级化工原理(下)试卷A答案汇总
化工原理试卷2010A下答案
重庆大学 课程试卷juan2009 ~2010学年 第 2 学期 开课学院： 化学化工 课程号： 22006625 考试日期： 2009.06.18考试方式：考试时间： 120 分一．填空题 （20 分）1. 蒸馏是分离 液体 混合物的单元操作； 吸收是分离 气体 混合物的单元操作； 干燥是分离 固液 混合物的单元操作。
2. 吸收过程计算中，其中传质单元数是表示 分离任务难易 的参数，而传质单元高度表示_ 传质设备性能高低 的参数。
3．一吸收过程相平衡常数m = 1, 气膜吸收系数ky = 1⨯10-4，液膜吸收系数为气膜吸收系数的100倍，则此吸收过程为__ 气相 控制，总的吸收系数K y 为__ 9.9⨯ 10-5 。
4．某精馏塔在操作时，加料状态由原来的饱和液体进料改为混合物进料，且保持F 、X F ，R 、D 不变，则此时X D 减小 ，V__不变_，L_不变 。
（增大、减小、不变）。
A “5. 精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 减小 ，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增加 。
6. 混合溶液被加热到第一个气饱时的温度为 泡点 ，气体被冷却到出现第一滴液珠时的温度为 露点 。
7. 在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，填料为无限高，入塔Y 1＝8％，平衡关系Y ＝2X ，若液气比（摩尔比）为1时，吸收率η＝ 50% __。
8. 已知氨水中溶质的质量百分数为25%, 则氨水的摩尔分率为 26% _。
9. 用溶剂S 分离A 、B 液相混合物（A 为溶质），二相平衡时萃取相中y A = 0.2, y S = 0.6; 萃余相中x A = 0.15, x S = 0.05,则分配系数k A = 4/3 ，选择性系数β为__ 16/3 __ 。
10．空气越潮湿，则干球温度计读数相差越 小 。
恒定干燥条件下，恒速干燥阶段物料的表面温度为_ 空气湿球温度 。
二．选择题 （20分）1. 某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为y e =1.0 x ，当溶液中溶质含量为0.04（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.05，该过程为 A 。
《化工原理》课程试卷A及答案
化工原理课程考试试卷A适用专业： 考试日期：试卷所需时间：120分钟 试卷总分：100 分一、填空题（共 15 小题，每空1 分，共40 分）1、精馏分离的依据是_____的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必须进行多次地___________。
2、饱和空气在恒压下冷却，温度由1t 降至2t ，其相对湿度Φ______，绝对湿湿度H____ ,露点_____，湿球温度________。
（填增大、减小或不变） 3、饱和液体进料q=___.饱和蒸汽进料q=_ .蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=___ 。
4、单级萃取操作中，料液为F ，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_____ S 点，当达到_______,溶液变为均一相。
5、实验室用水吸收空气中的20C ，基本属于_______控制，其气膜中的浓度梯度___ _____（填大于或小于）液膜中的浓度梯度，气膜阻力___ （填大于或小于）液膜阻力。
6、精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_________自上而下地流动，气体靠_ __________自下而上地与液体成逆流流动。
7、全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为_______,理论塔板数为__ _______.当回流比减少到___________________称为最小回流比，所需的理论塔板数_________________.适宜的回流比应通过 ____________________确定。
8、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在____ 一侧，而___ 一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。
9、双膜理论的三个要点是：（1） （2） （3） 。
10、离开干燥器的湿空气温度2t 比绝热饱和温度__ .目的是_________。
11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为__________，曲线以外为________，萃取操作只能在____________内进行。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分）1、在）（*L G G A p p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力；B 、气相主体中被吸收组分的分压力；C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ）A 、x n+1 > x n > x n-1 ；B 、x n+1 = x n = x n-1 ；C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于；B 、等于；C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ）三、简答题（每小题4分，共16分） 1、作示意图解释：吸收操作时，操作线愈靠近平衡线，是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
化工原理答案下册的.docx
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编 . 化工原理第二版（下册）. 天津大学出版）社 ,2011.8. ）第1 章蒸馏1.已知含苯 0.5 （摩尔分率）的苯 - 甲苯混合液，若外压为 99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表。
t （℃） 80.1 859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压**，由P，PB A于总压P = 99kPa ，则由 x = (P-P***B )/(P A -P B )可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡 t-x 图数据。
以 t = 80.1℃为例x = （ 99-40 ）/ （101.33-40 ）= 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当 x = 0.5时，相应的温度为92℃2. 正戊烷（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa 下该溶液的平衡数据。
温度 C H223.1233.0244.0251.0260.6275.1 512291.7309.3K C6H14248.2259.1276.9279.0289.0304.8 322.8341.9饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.653.2101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（ A）和 C6H14（B）的饱和蒸汽压以 t = 248.2*= 1.3kPa ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B*查得 P A = 6.843kPa得到其他温度下 A?B 的饱和蒸汽压如下表t( ℃) 248251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7304.8 309.3*P A (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当 t= 260.6***)℃时 x = (P-P B)/(P A-P B=（ 13.3-2.826） / （13.3-2.826）= 1平衡气相组成以 260.6 ℃为例当 t= 260.6*×1/13.3 = 1℃时 y = P A x/P = 13.3同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( ℃ )260.6275.1 276.9 279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题 2 的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的 x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较。
(完整版)化工原理试题库答案(下册,总)
化工原理试题库（下册）第一章蒸馏一、选择题1.当二组分液体混合物的相对挥发度为___C____时，不能用普通精馏方法分离。
A.3.0B.2.0C.1.0D.4.02.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为____B______。
A.60.5kmol/hB.66.7Kmol/hC.90.4Kmol/hD.不能确定3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按____D____求出。
A.拉乌尔定律B.道尔顿定律C.亨利定律D.杠杆规则4.q线方程一定通过X—y直角坐标上的点___B_____。
A.(Xw,Xw) B(XF,XF) C(XD,XD) D(0,XD/(R+1))5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（B）的变化。
Ａ.平衡线Ｂ.操作线与q线Ｃ.平衡线与操作线Ｄ.平衡线与q线6.精馏操作是用于分离（B）。
Ａ.均相气体混合物Ｂ.均相液体混合物Ｃ.互不相溶的混合物Ｄ.气—液混合物7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈__B___。
A容易；B困难；C完全；D不完全8.设计精馏塔时，若Ｆ、x F、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将___B____，塔顶冷凝器热负荷___C___ ，塔釜再沸器热负荷___A___。
A变大，B变小，C不变，D不一定9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V___B___ ，L′/V′___A___，x D___B___ ，x W___A___ 。
A变大，B变小，C不变，D不一定10.精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D___A___，x w___B___。
化工原理下册考试试卷及参考答案
…………….……密………………………………………封………………..…………………线..………..………………. ………..……2007～2008学年 第 2学期《化工原理∙下册》课程考试试卷参考答案及评分标准(A 卷)注意：1、本试卷共 6页；2、考试时间120 分钟一、填空、判断与选择题（40分）1（2 分）某一操作中吸收塔，若吸收剂的温度突然升高，则 C 说法不正确。
A ．Y 1，X 2 不变；B ．Y 2 增大，X 2 不变；C ．Y 2 增大，X 1 不变；D ．Y 1 不变，X 1 减小。
2（4 分）在某吸收系统中，已知 k y ＝3.8×10 －4 kmol/m 2 ∙s ，k x ＝1.25×10 －2 kmol/m 2∙s ，平衡关系 y ＝x ， 则 K y ＝ 3.69×10 －4 kmol/(m 2 · s) ， 此气体是 易溶 气体， 此过程属于 气膜 控制，欲强化此过程应 增加总压和增大气流速度 。
3（6 分）如附图1 所示，在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容 器内压强为 p 0，溶液温度为 t ，溶质含量为c (x )，试问： (1)若将 N 2 压入容器，则 E 不变 ，H 不变 ，m 变小 ，p e不变 ；(2)若溶液温度 t 下降，则 E 变小 ，H 变小 ，m 变小 ，p e 变小 ；(3)注入溶质 A ，则 E 不变 ，H 不变 ，m 不变 ，p e 变大 。
4（4 分）某吸收塔中，物系的平衡线方程为 x y 0 . 2 = ，操作线方程为 001 . 0 5 . 3 + = x y ，当 06 . 0 1 = y ， 002 . 0 2 = y 时， = 1 x 1.686×10 －2 ， = 2 x 2.857×10 －4 ， = V L / 3.5 ， 气相传质单元数 = OG N 6.79 。
08级化工原理下册期中试卷及答案[1][1]
![08级化工原理下册期中试卷及答案[1][1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b1eb2a16cc7931b765ce159c.png)
考试课程： 班级： 姓名： 学号：------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------第1 页共4页2（5分）在低浓度溶质系统逆流吸收塔操作中，其平衡线与操作线如下图，若气液摩尔流量------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------第 2 页(共 4 页)------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------第 3 页(共 4 页)------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------新工况操作线。
2当P↓，m=E/P↑，平衡线斜率增加，S=mG/L↑，H G，H L不变，∴H OG↑，N OG↓，操作线将向左上方平行移动（L/G不变）1 ⑴设原料液中液相组成为x F'，汽相组成为y F'（均为摩尔分率）则（2／3）x F'＋（1／3）y F'＝0.4 y F'＝2.5x F'/(1＋1.5x F')解之得x F'＝0.326, y F'＝0.548⑵Rmin/Rmin+1＝（x D－y q）／（x D－x q）＝(0.95-0.548)/(0.95-0.326)Rmin=1.8 ⑶精馏段操作线方程为:y=[R/(R＋1)]x＋x D／(R＋1) R=2Rmin=2×1.8=3.6 y=0.783x＋0.207 塔顶采用全凝器,y1＝x D＝0.95y1＝2.5x1／(1＋1.5x1) 0.95=2.5x1／(1＋1.5x1)x1＝0.884 y2＝0.783x1＋0.207=0.783×0.884＋0.207=0.899y2=2.5x2／（1＋1.5x2）0.899=2.5x2／(1＋1.5x2）x2=0.7812解：（１）Dx D／（Fx F）＝0.922Dx D＝0.922×150×0.4＝55.32 Dx D＝Fx F－Wx w＝Fx F－（F－D）x w＝55.32150×0.4－（150－D）×0.05＝55.32 D＝56.4 kmol/h W＝F－D＝93.6 kmol/hx D＝55.32／56.4＝0.981 （２）ＮT及Ｎf（进料位置）x D＝0.981，x w＝0.05，ｑ＝1，x D／（R＋1）＝0.981／（2.43＋1）＝0.286 ａ（0.981，0.981），ｂ（0.05，0.05），ｑ线 x＝0.4 作图得：ＮT＝12－1＝11，不含釜，Ｎf＝7（３）精馏段：L／V＝R／（R＋1）＝2.43／（2.43＋1）＝0.708 提馏段：L'／V'＝（L＋ｑF）／（L＋ｑF－W）或V'＝V L＝RD L'／V'＝（RD＋F）／（（R＋1）D）＝（2.43×56.4＋150）／（3.43×56.4）＝1.484（４）由于再沸器结垢，则Ｑb↓，V D↓，R↓∴x D↓若要求维持x D不变，应提高再沸器加热蒸汽的ｐs，及时清除污垢3 L/G=43/18=2.39 S=m/(L/G)=0.9/2.39=0.377y1=0.06 ,y2=y1(1-η)=0.06(1-0.99)=0.0006N OG=1/(1-S)ln[(1-S)Y1/Y2+S]=6.64H OG=Z/N OG=3/6.64=0.451当G↑一倍,G'=2G=36kmol/(m2h) S'=2S=0.754 N OG'=1/(1-S')ln[(1-S')Y1/Y2+S']=13.1H OG'=(G'/G)0.2×H OG=20.2×0.451=0.518Z'=13.1×0.518=6.79 m ∴填料层高度应增加3.79米。
化工原理试卷库（下册8）[含答案]
![化工原理试卷库（下册8）[含答案]](https://img.taocdn.com/s3/m/479f007149d7c1c708a1284ac850ad02df800743.png)
8 广西大学课程考试试卷 （ —— 学年度第 学期） 课程名称：化工原理 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名： 教研室主任签名： 主管院长签名：1、（8分）易溶气体溶液上方的分压 ，难溶气体溶液上方的分压 ，只要组分在气相中的分压 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的 为止。
2、（4分）吸收塔底部排液管成U 形，目的是起 作用，以防止 。
操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其吸收效果 ；若吸收剂入塔浓度x 2降低，其他操作条件不变，吸收结果将使吸收率 ，出口气体浓度y 2 。
3、（6分）在连续精馏塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上气液相组成分别为x n-1=0.7，y n =0.5（均为易挥发组分摩尔分率）。
已知操作条件下相对挥发度为3，则y n = ，x n *= ，以液相组成表示的第n 板的单板效率E mL = 。
4、（6分）板式塔塔板上汽液两相接触状态可分为鼓泡状态、 状态和状态三种。
对填料塔中填料要求其比表面积要大，理由是 。
为了使通过塔的压降小，应选 大的填料。
装订线（答题不得超过此线）5、（8分）饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度，湿度，湿球温度，露点。
二、选择题（每题2分，共12分）：1、在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2Kmol/m2•h，气相总传质系数K y=1.5Kmol/m2•h，则该处气液界面上气相浓度y i应为( )，已知平衡关系y=0.5x。
A、0.02B、0.01C、0.015D、0.0052、苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时1000Kmol流量进入一精馏塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9，塔釜液中含苯不大于0.1，进料为泡点液体用间接蒸汽加热，回流比取2，从塔顶采出量可以达到（）；A、570Kmol/hB、增加理论板数才能达到570Kmol/hC、增加回流比才能达到570Kmol/hD、无法计算3、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）；A、愈高B、愈低C、不变D、不一定，尚与其它因素有关4、真空干燥的主要优点是（）；A、省钱B、干燥速率缓慢C、能避免物料发生不利反应D、能避免表面硬化5、（工艺类做）从A和B组分完全互溶的溶液中，用溶剂S萃取其中A组分，如果出现（）情况则不能进行萃取分离操作；A、S和B完全不互溶，S和A完全互溶B、S和B部分互溶，A组分的分配系数k A=1C、选择性系数β=16、（非工艺类做）湿空气在温度308K和总压1.52Mpa下，已知其湿度H为0.0023 Kg水/Kg绝干空气，则其比容υH应为（单位均为m3/Kg绝干空气）( )。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ａ卷2010—2011学年第二学期《化工原理（下）》试卷答案及评分标准适用专业班级化学工程与工艺2008级开课系室化学工程系考试日期 2011年6月19日一、填空选择题（每空1分，共30分）⒈试指出下列传质过程中的扩散类型：①恒摩尔流假定成立的蒸馏过程： 等分子反向扩散 。
②稀释剂与萃取剂互不相溶的萃取过程： 单向扩散 。
⒉精馏过程的操作线为直线，主要基于 恒摩尔流假定 。
⒊当精馏塔操作压力增大时，物系的相对挥发度α会 减小 ，塔顶温度 升高 ，此时若其他操作条件不变，塔顶馏出液组成x D 将 减小 。
⒋某二元物系，相对挥发度α=2.5，对n 、n -1两层理论板，在全回流条件下，已知x n =0.35，若塔板从上往下数，则y n-1= 0.77 。
⒌设计精馏塔时，若将塔釜由原来的直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，而保持F 、进x F 、q 、D 、x D 及R 等不变，则提馏段操作线斜率 不变 ，残液浓度x W 增大 。
⒍精馏实验中操作回流比为 ∞ ，测定的目标参数是 全塔效率E T ，其主要影响因素包括 物性 、 操作条件 、 设备条件 。
⒎在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为P ，溶液温度为T ，溶质A 组成为x ，试问：①若将N 2压入容器，则相平衡常数m 减小 ；②若溶液温度T 下降，则m 减小 ；③注入溶质A ，则m 不变 ，气相中溶质的平衡分压P e 增大 。
⒏如果逆流气体吸收塔的填料层高度可无限增加，则当吸收因子A >1时，在塔 稀（顶） 端 气 相组成趋向极限，组成是 y a =mx a 。
⒐若总传质系数和分传质系数间的关系可表示为G L L k H k K +=11，其中Lk 1表示 液膜阻力 ，当 Gk H 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
⒑在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。
已知进塔气相组成Y b 为0.02（摩尔比），操作液气比为L /V =0.9，气液平衡关系为Y =1.0X ，则溶质组分的回收率最大可达 90% 。
⒒在萃取操作的B-S 部分互溶物系中加入溶质A 组分，将使B-S 互溶度 增大 ；恰当地 减小 操作温度，会使B-S 互溶度减小。
⒓某单级萃取过程中，用纯溶剂萃取二元混合物中溶质A ，若增加混合物的处理量（混合物组成不变），而萃取剂用量不变，则萃取相组成y A 将 不确定 ，萃余相组成x A将不确定。
⒔在板式塔中，若减少塔板的开孔率，则塔板负荷性能图中的漏液线将向下移动。
⒕减压操作系统通常采用填料塔而不采用板式塔的原因是填料塔的压降要比板式塔的压降小。
二、问答题（共20分）⒈（10分）一正在运行中的精馏塔，因进料预热器内加热蒸汽压力降低致使进料q值增大。
若F、x F、R、D不变，试分析L、V、L’、V’、W、x D、x W 将如何变化？答：根据题意，F、x F、R、D不变，q值增大，分析如下：（1）L、V、L’、V’、W分析L=RD，V=(R+1)D，因为D、R不变，所以L、V不变。
L’=L+qF，V’=V-(1-q)F，因为q增大、F不变，所以L’增大、V’增大。
W=F-D，因为F不变、D不变，所以W不变。
（2）L/V、L’/V’分析L/V=R/(R+1)，因为R不变，所以L/V不变。
L’/V’=1+W/V’，因为V’增大、W不变，所以L’/V’减小。
（3）x D、x W分析因为L’/V’减小、提馏段塔板数不变，所以提馏段分离能力增大，结合x F不变，可得x W减小。
x D=(Fx F-Wx W)/D，因为F、D、W不变，所以x D增大。
结论：x D增大、x W减小。
说明：x D、x W也可如下分析，因为q增大、x F不变，所以加料板上升蒸汽的浓度增加，而精馏段分离能力不变，所以x D增大，又从物料衡算知x W减小。
2.（5分）下图为某塔板的负荷性能图，A 为操作点。
①标出各条线名称并说明各条线作出的依据；②计算塔板的操作弹性。
答：①1 液相负荷上限线 (降液管超负荷线) θ=5s2 漏液线（气相负 荷下限线） F 0=53 液相负荷下限线 h oW =6mm4 雾沫夹带线 e V =10%kg 液沫/kg 干气体5 液泛线 H T +h oW ≤H d /φ ②操作弹性5250012500==K3.（5分）简述吸收实验中需要测定的实验数据及用到的测量仪表？答：需要测定：气体的进、出塔组成y b 、y a ；温度T 、压力P ；气、液相流量L 、V 。
测量仪表：气相色谱、温度计、压差计、流量计等。
三、（20分）采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物，进料量为100kmol/h ，进料中苯（易挥发组分）组成0.4（摩尔分率，下同），饱和蒸汽体进料。
塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。
要求塔顶产品苯浓度达到0.99，塔釜产品苯浓度为0.03，操作条件下该物系相对挥发度α=2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍，恒摩尔流假定成立。
试求：①塔顶采出率D /F 和易挥发组分的回收率；②精馏段和提馏段的操作线方程；③若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少？解：①物料衡算：W D +=100 ①W D 03.099.01004.0+=⨯ ②由①②解得： h kmol D 54.38=，h kmol W 46.61=塔顶采出率 %54.38%10010054.38%100=⨯=⨯F D %39.95%1004.010099.054.38%100=⨯⨯⨯=⨯=F D Fx Dx 易η ②饱和蒸汽进料：0=q ，则4.0==F q x y由5.2=α得相平衡方程为xx x x x x y 5.115.2)15.2(15.2)1(1+=-+=-+=αα 2105.0=q x ，则最小回流比113.32105.04.04.099.0min =--=--=q q qD x y y x R 6695.4113.35.15.1min =⨯==R R精馏段操作线方程为：11+++=R x x R R y D 16695.499.016695.46695.4+++=x 1746.08236.0+=x F D R F q V V -+=-+=)1(1'）（h kmol 5.11810054.38)16695.4(=-⨯+=h kmol RD qF L L 96.17954.386695.4'=⨯==+=所以提馏段操作线方程为：W x V W x V L y '''-=03.05.11846.615.11896.179⨯-=x 0156.0519.1-=x③若塔釜停止供应蒸汽，则0'=V ，操作塔只有精馏段没有提馏段。
物料衡算得： L D F +='W D F Lx Dx Fx +=RD L =因为6695.4=R ，则h kmol D 64.17=，h kmol L 37.82=则：'37.8264.1740W D x x += ③塔板数无限多，则将出现恒浓区。
a .假设恒浓点在塔顶处，则1=D x ，代入③式解得271.0'=W xb .假设恒浓点出现在进料处，则2105.0'==q W x x带入③式得1285.1>=D x ，因此，恒浓点不可能出现在进料处。
所以 x W '=0.271四、（18分）在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨6%（体积）的空气-氨混合气中的氨，已知混合气量为3000m 3/h （标准状况），气体空塔速度为1.2m/s （标准状况），平衡关系为Y =1.2X ，气相总体积传质系数K Y a 为180kmol/(m 3·h)，吸收剂用量为最小用量的5.1倍，要求吸收率为%98。
试求：①溶液的出口浓度X b ；②填料层高度h 0；③若吸收剂改为含氨0015.0的水溶液，问能否达到吸收率%98的要求？为什么（假设可改变填料层高度）？解：①惰性气体处理量h kmol h Nm y V V b /89.125)/(2820)06.01(3000)1('3==-⨯=-=0638.006.0106.01=-=-=b b b y y Y 001276.0)98.01(0638.0)1(=-⨯=-=ηb a Y Y最小液气比： 176.102.10638.0001276.00638.0*min=--=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛a b a bX X Y Y V L 操作液气比：764.1176.15.15.1min=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=V L V L 由全塔的物料衡算：)()(a b a b X X L Y Y V -=- 代入数据：764.10001276.00638.0=--=--=b a b a b X X X Y Y V L 解得： 0354.0=b X② 68.0764.12.1===L mV S ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S mx Y mX Y S S N a a a b OG )1(ln 11 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=68.0001276.00638.0)68.01(ln 68.011794.8= )(0.18.03600/3000'2m u V ===Ωm a K H Y OG 7.0118089.125V =⨯=Ω= 所以填料层高度为m N H h OG OG 16.6794.87.00=⨯==③根据题意，x a =0.0015，填料层高度可以改变，则最终在塔内某一位置，气液两相达到平衡，此时取得最大回收率。
已知操作线和平衡线均为直线，且1<S ，操作线斜率大于平衡线斜率，因此首先在塔顶达到平衡。
则有0018.00015.02.1=⨯==a ea mx y%98%4.96%50018.0%5max <=-=-=b ea b y y y η 所以不能达到吸收率%98的要求。
五、（12分）用水从醋酸-异丙醚混合液中提取醋酸。
原料液中醋酸的质量分率为0.35，处理量为100kg/h ，要求最终萃余相中醋酸的含量不大于0.07。
若采用多级错流萃取，每级溶剂用量与进入该级的料液量相同，求解所需的理论级数、每小时的水耗量及提取的醋酸量各为多少？操作条件下的平衡关系及辅助线见下图。
解：由F x ＝0.35(质量分率)在三角形相图的AB 边上确定F 点，连接FS 。
因为F ＝S ，则混合点M 1位于线段FS 的中点M 1=F+S 1=100+100=200kg/h利用辅助曲线用试差法过M 1点作平衡联结线R 1E 1，由杠杆定律可得：5.692.660.23200R 111111=⨯==E R E M M kg/h 重复上述步骤，连接R 1S ，在第二级中加入与R 1等量的溶剂量S 2，以此确定R 1S 连接线上的和点M 2，利用辅助曲线用试差法过M 2点作平衡联结线R 2E 2，从图上读得，x 2=0.059<0.07，故需2个理论级即可满足分离要求。