2018年常州大学制药学院822化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 溶质渗透理论中的
含义是什么？已知D ,
如何表达？
【答案】溶质渗透理论中是溶质渗透时间，即每隔时间，液体发生一次完全的混合。己知D ,
2． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？
【答案】（1）活性炭； （2）硅胶； （3）活性氧化铝；
（4）各种活性土（如漂白土、酸性白土）； （5）合成沸石和天然沸石分子筛； （6）吸附树脂。
3． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。
【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。
脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。
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． 有两台完全相同的单管程列管式换热器，壳程水蒸气冷凝加热管程内的空气。若加热蒸汽压力不变，空气进、出口温度中由于流动阻力引起的总压降比
也维持不变，问：（1）将两台换热器串联操作及并联操作（图），
计算两方案计算。
为多大？（不计进、出口损失及连接管线阻力引起的压降）
问哪种方案生产能力大？相差多少倍？（2）由上题计算出的生产能力之比为
注：上述两方案中，空气在管内均按湍流计；直管摩擦系数可近似按
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
专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！
图
【答案】（1）以下标“1”表示串联，下标“2”表示并联
，
空气的质量流量
在所以所以所以代
入
式
①
所以，从提高生产能力看，串联优于并联。 （2）
得
得
公式中，两种情况下
（式中
分别表示串联与并联时
分别表示串联与并联时
，管内空气侧的值）
因为所以
所以
从问题（1）中可知：所以
结论：尽管从传热的角度看，串联有利于提高生产能力，但输送消耗的能量太大，所以在生产上若要提高生产能力，常采用并联方案。