2018年陕西科技大学资源与环境学院802化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
溶物系），
2． 请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点；①、②区；
线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点 ①均相区，②两相区
联结线，P-Q 辅助曲线。
3． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。
【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）；完全干燥时，达到平衡含水量，泥坯的温度达到热空气流的温度80°C。
二、计算题
4． 丙酮（A ）-水（B ）系统在加入溶剂三氯乙烷（S ）25°C 下的溶解度曲线如图所示。
（1）若使50kg 丙酮与50kg 水混合，应加入多少三氯乙烷才可得到含三氯乙烷32%（质量分数）的混合液M? 确定M 中丙酮、水的含量。
（2）若萃余液R 的组成为:丙酮27.5%、水71.5%、三氯乙烷1%, 求与之平衡的萃取液E 的组成以及此状况下的分配系数
（3）在50kg 丙酮与50kg 水的混合液中，至少加入多少三氯乙烷才会使该混合液分层？
图
【答案】（1）依据混合液组成50kg 丙酮和50kg 水在附图中确定F , 连接后，混合液组成在乙烷32%。
根据杠杆定律可求三氯乙焼在混合液中的质量
（2）根据萃余液R 的组成在溶解度曲线上确定R 点，连接
并延长与溶解度曲线交于E , E
为
点为萃取液组成点，从图读得E 点组成:丙酮39%，水2.4%, 三氯乙烷58.6%, 则分配系数
（3）在50kg 丙酮和50蛣水的混合液（F ）中加入三氯乙烷（S ）, 混合液组成祀根据杠杆定律，N 点中S 的量为
5． 用纯水吸收空气-氨混合气体中的氨，氨的初始含量为0.05（摩尔分数），要求氨的回收率不低于95%, 塔底得到的氨水含量不低于0.05。已知在操作条件下气液平衡关系
（1）采用逆流操作，气体流率取所需塔高为多少？
], 新鲜吸收剂与循环量之比（2）采用部分吸收剂再循环流程[图（a ）也假定不变，所需塔高为多少？
气体流速不变
，
体积传质系数
试计算:
，
连线变化，
当加入的三氯乙烷的量刚好使M 点与溶解度曲线左侧的交点N 相重合，此时混合液恰好开始分层。标轴上找到0.32（D 点），从D 点作垂线交
加入三氯乙烷（S ）
坐
连线上。要求三组分混合液组成含32%（质量分数）的三氯乙烷，在
于M , 由图读得M 点组成:丙酮34%, 水34%, 三氯
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图
【答案】（1
）气体出口含量为由物料衡算可求得液气比为因
传质平均推动力为
所需塔高为
（2）采用部分吸收剂再循环后，吸收剂入塔含量
塔内的液气比为
操作线如图（b ）中虚线所示。 平均传质推动力为
所需塔高为
从本例计算结果可以看出，吸收及再循环可使吸收剂入口含量提高、平均传质推动力减小，如果传质系数
不变，则所需塔高增加。当循环量大到一定程度时，
则
塔再高也不可能达到分离要求。
6． 分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4, 馆出液组成为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1.5倍，列出精馏段操作线方程；（3）列出提馏段操作线方程。
【答案】由题意，已知（1）平衡线方程q 线垂直可知，所以知最小回流比
将其代入平衡线方程得，