2017年北京化工大学化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
2． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分
也有确定的最高极限值；（3）增加回流
离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
，
比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
3． 简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。
【答案】（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
4． 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.4的某溶液（其粘度与水相近），若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口压力表的读数和轴功率有何变化？
【答案】泵的流量、扬程均不变、出口压力表的读数増大、轴功率增大。
二、计算题
5． 已算出直径为
【答案】
⑴
的小颗粒在20°C 常压空气内的沉降速度为0.08m/S, 相同密度的颗粒如果
黏度为为层流。
当
其沉降必在层流区，故
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直径减半，则沉降速度为多大？（20°C 空气密度为
）
6． 某液体混合物含溶质A 为40%, 含稀释溶剂B 为60%，用循环萃取剂进行单级萃取，该萃取剂含纯溶剂S 为90%，溶质A 为5%，稀释剂B 为5%（皆为质量分数），物系的溶解度曲线及平衡联结线的内插辅助线如图所示，试求:
（1）可能操作的最大溶剂比多大？相应的溶质A 萃余率多大？所得到的萃取液与萃余液含量（即将循环萃取剂完全脱除后的含量）多大？
（2）可能操作的最小溶剂比多少？相应的溶质A 萃余率多大？所得到的萃余液含量为多少？ （3）要使萃取液含量最大应在多大溶剂比下操作？此时溶质A 的萃余率为多少？
图
【答案】（1）根据已知的原料液组成及溶剂组成，分别在相图上定出点F 与溶剂F 与溶剂
按任何
上。在萃取器内混合物形成两相是萃取过程得以进行的
的位置，利用杠杆定律可求出可能操作的最
与溶解度曲线的交点
例掺和所得到的混合物皆在联线必要条件。因此，由联线
大溶剂比（见图11-6）为
在最大溶剂比下操作，萃取器内实际上只有一个萃取相，点的萃余率为
从萃取相分离作用。
利用辅助曲线作出通过点可得萃余液含量（2）同样，由联线
与溶解度曲线的交点
的位置，利用杠杆定律可求出可能操作的最小
的平衡联结线与溶解度曲线相交，可求出萃取相
从
中脱除
中脱除全部
所得到的萃取液含量
相等，表示在
下操作，没有起到任何
和点
重合，
故溶质A 原料液
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溶剂比（见图）为
在最小溶剂比下操作，萃取器内实际上只有一个萃取相，点的萃余率为
此时，若从萃取相起到任何分离作用。
（3）从点与联线
作溶解度曲线的切线，求出切点E , 利用辅助曲线作出通过点E 的平衡联结线相交于点M 。根据杠杆定律可求出此时的溶剂比（见图）为
从萃取相中脱除全部
可求得最大萃取液含量
此时溶质A 的萃余率（见图）为
从计算结果可知，在单级萃取中，由于萃取相与萃余相处于平衡状态，不可能同时得到较高的萃取液含量及较低的萃余率。为实现较安全的分离，必须采用多级萃取。
7． 在一定压力差下对某悬浮液进行恒压过滤实验，过滤5min 时测得滤饼厚度为3cm ，又过滤5min 时测得滤饼厚度为5cm 。现用滤框厚度为30cm 的板框过滤机，采用过滤实验的条件过滤该悬浮液。试求一个操作周期内的过滤时间。
【答案】令
恒压过滤的过滤基本方程式为：
由题中条件代入方程为：
以上两式比较后可知：
若滤框厚度为30cm ，过滤一周期后滤饼厚度为30cm 。代入过滤基本方程式为：
由以上计算可以求出：
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和点重合，故溶质A
中脱除全部所得到的萃取液含量与料液含量相等，同样没有
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