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化工分离过程期中考试试题答案2013
一、填空题(每空分,共分)
120.传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类1分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过
2.程汽液相平衡是处理(传质分离)过程的基础,相平衡的条件是(各相温度压力相
3.等,各组分在每一相中的化学位相等)当混合物在一定的温度、压力下,进料组成和相平衡常数满足
4.z,K(国)条件即处于两相区,可通过(物料平衡和相平衡)计算求出其£1»1平衡汽液相组成精储塔计算中每块板由于(组成)改变而引起的温度变化,可用(泡露点方程)
5.确定多组分精储根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算
6.最低恒沸物,压力降低使恒沸组成中汽化潜热(小)的组分增加
7.萃取精微中塔顶产品不合格时,经常采取(增加萃取剂用量)或(减小进料量)
8.的措施使产品达到分离要求吸收有个)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故
9.(
1.吸收剂的再生常采用的是(用蒸汽或惰性气体的蒸出塔)、(用再沸器的蒸出塔)10和(用蒸镭塔)
二、单项选择题(每小题分,共分)
1101.吸收属于(A)A.平衡分离;B.速率分离;C.机械分离;D.膜分离c
2.计算溶液泡点时,若ZK,Xj-l0,则说明(C)i=\温度偏低;正好泡点;温度偏高A.B.C.示为()尸斗产今尸件产哈D A.K B.K C.K D.K如果体系的汽相为理想气体,液相为非理想溶液;则相平衡常数可以简化表
3.汽液相平衡值越大,说明该组分越()
4.K A易挥发;难挥发;沸点高;蒸汽压小A.B.C D.如果塔顶采用全凝器,计算塔顶第一级的温度可以利用方程()
5.B泡点方程;露点方程;闪蒸方程;相平衡方程A.B.C.D.,计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算()6B泡点温度;泡点压力;等温闪蒸;露点压力A.B.C.D.精帽中用表示()
7.HNK C轻关键组分;重关键组分;重非关键组分;轻非关键组分A.B.C.D.以下描述中,不属于萃取精储中溶剂的作用的是()
8.D稀释作用;对组分相互作用不同;A.B.与某组分形成正偏差溶液;与某组分形成共沸物C D.在一定温度和组成下,混合液的总蒸汽压力为若,且尸〉
9.A,B P,P P;则该溶液()A形成最低恒沸物;形成最高恒沸物;不形成恒沸物A.B.C.对吸收有利的操作条件为()
10.C低温低压;高温高压;高压低温;低压高温A.B.C.D.三简答题(每小题分,共分)515简述分离过程的特征?什么是分离因子,叙述分离因子的特征和用途
1.答分离过程的特征分离某种混合物成为不同产品的过程,是个端减小的过程,不能自发进行,因此需要外界对系统作功(或输入能量)方能进行_%/%•分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度定义式~根据实际产品组成,分离因子与相差越远,则可达到有效的分离
1.什么叫清晰分割法,什么叫非清晰分割法?什么是分配组分与非分配组分?非关2键组分是否就一定是非分配组分?答清晰分割法指的是多组分精储中储出液中除了重关键组分()之外,没有其HK它重组分;釜液中除了轻关键组分()之外,没有其它轻组分非清晰分割表明LK各组分在顶釜均可能存在在顶釜同时出现的组分为分配组分;只在顶或釜出现的组分为非分配组分一般情况下,、和中间组分为分配组分;非关键组分可以是分配组分,也可以是LK HK非分配组分,所以非关键组分不一定是非分配组分萃取精储中,萃取剂在何处加入?为何?
3.答在萃取精储塔顶下几块理论板、进料板以上几块理论板处加入,在进料板以上几块板加入可以使全塔范围内保持较高的溶剂浓度,在塔顶下保留几块理论板是为了防止萃取剂从萃取精编塔顶带出,起到回收溶剂的作用
四、分析题分)(10分析右图进料级的设计变量,得出、物流含个组分,要N N,N ocx a进料板求列出具体步骤解独立变量数N=5(c+2)=5c+10约束关系数物料平衡式c能量平衡式1相平衡式C、温度、压力相等L V2Nce2c+3所以N=N;—N=5c+10—(2c+3)=3c+7固定设计变量进料变量3c+6单元压力1Nxe3c+7可调设计变量Nj=N—N;=3c+7—(3c+7)=0
五、计算题(每小题分,共分)
15451.正己烷
(1),正庚烷
(2),正辛烷
(3)三元混合物送入精储塔分离,进料组成及相对挥发度见下表要求储出液中正庚烷浓度(摩尔分数),釜液X2,0W
0.01中正己烷浓度(摩尔分数)进料流率为MwWO.Ol100kmol/h组分摩尔分率平均相对挥发度
10.
335.
2520.
332.
2730.
341.00求
(1)用清晰分割法计算组分在塔顶和塔釜分配,用物料平衡表表示(不需要核算清晰分割的合理性);
(2)计算最少理论板数解
①根据题意,组分为轻关键组分,组分为重关键组分,组分为重组分,123采用清晰分割法,根据物料衡算关系可列下表组分进料留出液釜液fi/kmol/h tWi13333-
0.01W
0.01W()
233.0ID33-
0.01D334034合计100D W根据物料衡算,有方程组+100=W rD=
32.65kmol/h=I33-OOIW+O.OID lw=
67.35kmol/h则储出液和釜液组成列表如下组分进料储出液比组成釜液组成fi Xi,D WiXi,W
13332.
32650.
990.
67350.
012330.
32650.
0132.
67350.
48533400340.505合计
10032.
65167.351
②用芬斯克公式求解最少理论板数:、
0.99/
0.011g1g、
0.485,/Z二Nm二—
10.
115.251g某二元系,活度系数和饱和蒸汽压关系式如下,试求组成为玉(摩尔分数)
2.=
0.75时,该物系共沸温度与共沸压力已知In%=In3%2;In/=In3x;210101440「In=
6.15-ln
6.87—(P,—饱和蒸汽压,KPa;T—温度,K)解共沸精储久=贝1=1%2=6%%k两边取对数In4=lngIn A;;=In3x-x%%甲81440/…1010,ln,-=
6.
876.15------6sT T联立上式有考--竿ln3%;=
0.72将代入上式计算得共沸温度xi=
0.75,X2=
0.25T=
338.77K则有%=exp[ln3x
0.252]=
1.07111010出=exp
6.15-=
23.7748K
338.771440P\=exp
6.87-=
13.7265KP〃
338.77%=exp[ln3x
0.752]=
1.8552那么,共沸压力为:尸=%玉=
1.0711x
0.75x
23.7748+
1.8552x
0.25x
13.7265=254647KPa含和(摩尔分数)的气体在(绝压)下,用
3.86%C2H6,9%C3H85%n-C4Hio
0.3MPa分子量为的燃油吸收塔的操作温度为具有块理论板,正丁烷的吸18038C,10收因子为
0.91000碗/富气进料,试计算
(1)所需的油气比;
(2)尾气的量和组成?
(3)所需的吸收油量是多少?组分C2H6C3H8n-C4HioKi38℃,
0.3MPa
10.
53.
71.15解
①已知理论板数为则有A=
0.9,10,AN+}-A-
0.9=
0.8543口-A——
0.91又,:—==
0.9x
1.15=
1.035关关K VV*K
②尾气的量和组成见下表:被吸收塔顶尾气进料相平吸收吸收因量,数量,组分衡常Vn+1,子,A率,夕组成y(molkmol数K为+神Hi(1-)分数)C2H
686010.
50.
098570.
0985784.
77755.
230.
9148903.
70.
27970.
279725.
1864.
820.0765C3H8II-C4H1O
501.
150.
90.
854342.
717.
290.0086合计
1000152.
66847.
341.0000
③塔内气体的平均流率为榜/vJ°°°+847・34=
923.674++
152.66由人=L—
1.035L+
76.33解得£二
879.668切2/=
1.5834x105kgoV02塔内液体的平均流率为:。