2017年昆明理工大学J004化工原理(同等学力加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
2． 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。
3． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
4． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。
【答案】精馏操作是指利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触, 在热能驱动和相平衡关系的约束下, 使得易挥发组分不断从液相往气相中转移, 而难挥发组分却由气相向液相中迁移, 使得混合物得到不断分离的过程。
应用：产品的分离提纯。
二、计算题
5． 分离苯-甲苯的精馏塔有10块塔板，总板效率为0.6, 泡点液相进料，进料量为100kmol/h，其浓度
, 要求塔顶产品浓度为0.85, 塔釜浓度为0.1（均为苯的摩尔分数）。相对挥发度为
（1）该塔的操作回流比R 为多少？有几种解法？试对这几种解法进行比较。
（2）用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可取？若将塔顶产品浓度提高到0.88, 可采取何种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量的分析。
（3）当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能为最小回流比的0.9, 该塔还能操作吗？
（4）若因回流管堵塞或回流泵损坏，使回流比为0, 此时塔顶、塔釜的组成及流量分别为多少？（设塔板效率不下降）
【答案】（1）求操作回流比
方法一:用芬斯克方法和吉利兰关联图求取
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2.46。试讨论下述几种情况:
由吉利兰关联图查得:
对苯-甲苯溶液，a=246, 气液平衡方程为
泡点进料，q=l。联立求解x=0.175与气液平衡方程，可得q
线与平衡线的交点坐标
于是最小回流比为:
求得R=5.7
方法二:图解试差法求回流比。 方法二:逐板试差法 设R=5.7, 精馏段操作线提馏段操作线由物料衡算得
所以操作线方程为逐板试差，___
计算结果如下:
表
所以第6块板为加料板，理论板数为（2）从塔釜若此浓度塔顶产品。
使
不能实现。
假设R=5.7成立。
开始在对角线和平衡线之间作7个梯级（全回流），得到塔顶最大浓度，’则
可以实现。实际上
’所以该塔不能得到0.99的
=0.88是可能的。因为此时所需要的最少理论板数
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即全回流量最少理论板数为5块，而现有7块板，所以达到xD=0.88是可能的。采取的措施可以是:①加大回流比；②改变进料热状况，使离器。
（3）泡点进料
当
但塔顶产品的浓度将降低，因为小回流比的数值也变小。
（4）当R=0时，该塔变为只有提馏段的精馏塔，此时提馏操作线将变化: 斜率
所以操作线方程代入数据得平衡线方程q 线方程
方法一:根据没停回流前提馏段理论板数为1块 联立求解式①、式②和式③，用试差法求得方法二:用图解试差法
如图所示。
能操作。
是针对一定的分离要求而言的，产品浓度要求降低，最
使所需理论板数减少；③増加理论板数或加分
图
①初设xw 值，可确定C 点
的交点；
②由点c 及斜率等于1.49可确定操作线cb , b 点是操作线cb 与垂线
③在操作线cb 与平衡线建梯级，若从c 到b 所得梯级数恰好等于原来的提馏段理论板数，则所设xw 正确，即过b 点作水平线与对角线交点d ，xD’即为回流比为零时塔顶产品的浓度；
④若第③步中所作的梯级数不等于原来的数目，则需要重新假定xw 。 由上述图中解试差法可求得
6． 某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液，其精馏段和提馏段的操作线方程分别为:
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