2015年林产化工、化工化工原理重修答案

中南林业科技大学考试试卷

科目名称：化工原理；试卷编号： ；满分：100分；考试时间：120分钟

一、选择题（共16分，每题2分）

1．进行萃取操作时，应使选择性系数 （ B ） A ．等于1；B. 大于1；C. 小于1；D 都可以

2．萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 （ B ）

A 溶解度曲线上 ；

B 溶解度曲线之下方区；

C 溶解度曲线之上方区；

D 座标线上。

3．精馏塔操作中，保持q n,F ，q ，x F ，q n,D 不变，如回流比增大，则x D （ C ） A 减少 B 不变 C 增大 D 无法确定

4．在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液组成X 2增大，其它条件不变，则气相

总传质单元高度将 （ A ） A 不变 B 不确定 C 减少 D 增大

5．空气的湿含量一定时，其温度越高，则它的相对湿度 （ D ） A 不变 B 愈高 C 不能确定 D 愈低

6．在气体处理量一定时，减少吸收剂用量，吸收推动力 （ C ） A 增大 B 不变 C 减少 D 不能确定

专业 姓名

装订线(答题不得超过此线)

7．推动力（Y-Y *）与吸收系数（ ）相对应 （ D ） A. K G ； B. k x C .k G D. K Y

8．在精馏操作中常用测量和控制（ ）的温度来保证产品质量 （ B ） A 塔顶温度 B 灵敏板温度 C 塔釜温度 D 以上答案都不对

二．填空题( 共16分)

1. 在101.3kPa 的总压下，不饱和空气的温度为295K ，相对湿度为69%，当加热到303K 时，则相对湿度φ 降低 ，湿含量H 不变 ，露点 降低 ，湿球温度t w 升高 。（填增加，降低或不变）。（4分）

2. 菲克定律的数学表达式为 J A =-D AB dC A /d Z ，脱吸因素的定义式为S=mq n,v /q n,L 。（2分） 3．液相总阻力可表示为

G L

L

k H k K +

=

1

1

，其中L

k 1

表示 液膜阻力 ，当k L 和k G 相差不大，H 很少时，则该过程为 液膜 控制。（2分）

4．液-液萃取是利用原料液中各组分 溶解度 的差异而实现分离的单元操作；借助的媒介是 萃取剂。（2分）

5．常见的塔板类型有 泡罩塔板 、 浮阀塔板 和 筛孔塔板 。（3分） 6．蒸馏是利用各组分 挥发度 的不同以实现分离液体混合物的单元操作；吸收是利用各组分 溶解度 的差异而分离气体混合物的单元操作。（2分）

7．某三元混合液组成为x A =0.2，x B =0.5，x S =0.3。试在三角形相图中表示出该点的坐标位置。

（1分）

A

B

S

0.8

三、简答题（每题5分，共10分）

1. 什么事平衡分离过程，主要有哪几种类型？

2. 选择萃取剂时，应主要考虑哪几个方面？

四、计算题（48分，每题16分）

1. 气，要求苯的回收率为90%(以摩尔比表示)。吸收塔为常压操作，入塔混合气体为41.96kmol/h ，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的1.5倍，已知该系统的平衡关系Y=0.14X ，已知气相体积传质系数KYa=0.035[kmol/m 3·s]，塔径D=0.6m 。求：(1)吸收剂的耗用量[kmol/h]；(2)溶剂出塔浓度X1（摩尔比）；(3)填料层高度Z

。（16分） 解：Y1=0.0526

φ=(Y1-Y2)/Y1，Y2=0.00526 X2=0

惰性气体量V=41.96(1-0.05)=39.86kmol/h (L/V)min=m φ=0.126 Lmin=0.126V=5.02kmol/h L=1.5Lmin=7.53kmol/h V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 39.86(0.0526-0.00526)=7.53X1 X1=0.25 Z=H OG N OG

HOG=V/KYa Ω=1.12m

S=0.74

NOG=4.64 Z=5.2m

2．在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h ，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.238；q 线方程为y = 2-3x 。试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值xq 及yq ；（4）提馏段操作线方程（16分）。 解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得

75

.01=+R R

及238.01D =+R x

解得 R = 3，x D = 0.952

2）进料热状况参数及原料液组成 由于

31q

q =--及21F =-q x

解得 q = 0.75（气液混合进料），x F = 0.5

（3）两操作线交点的坐标值x q 及y q 联立操作线及q 线两方程，即

238.075.0+=x y 23y x =-

解得 xq = 0.4699及yq = 0.5903

（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为

W

V n,W n,V n,L n,x q q x q q y '

'

'-

'=

'

式中有关参数计算如下：

kmol/h

68.24kmol/h 952

.05

.05094.0D

F

F n,A D n,=⨯⨯=

=

x x q q η

()

n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-kmol/h = 25.32

kmol/h

()()0592

.032

.255

.05094.011W

n,F F n,A W =⨯⨯-=-=

q x q x η

()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯kmol/h =111.54 kmol/h

()

n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-kmol/h = 86.22 kmol/h

则

111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=

-⨯=-

3．在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃，湿