化工原理考试题

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，xｂ）y，xｃ）y，xｄ）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）。

已知生产车间的气温为25℃，空气的湿含量为0.01kg水汽.kg干空气。

空气经预热器预热至94℃进入干燥器，若空气离开干燥器时的湿球温度为32℃，露点为25℃。

问：(1)水分蒸发量为多少kg.h? (2)干空气消耗量为多少kg.h (3)干燥器的热效率为多少？(4)空气离开干燥器的温度？(5)干燥过程是否等焓（说明原因）3. 在常压连续干燥器中，将处理量为0.417kg.s的湿物料，自含水量为47％干燥倒5％（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器k1加热，再送入干燥器K2，循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8，新鲜空气的湿度H为0.0116kg.kg绝干气，温度为22℃，废气的湿度H为0.0789 kg.kg绝干气，温度为52℃，假设干燥过程为绝热过程，预热器损失可忽略不计。