2017年中国矿业大学(徐州)化工学院818化工原理之化工原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相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。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏: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，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
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． 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？
【答案】可采取改变气固接触方式，减小物料尺寸，提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。
4． 在连续干燥器前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？
【答案】被加热空气获得的热量按其去向可分为以下四项:
汽化水分消耗的热量；
随废气放空。
干燥热效率定义为
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加热产品消耗的热量；补偿设备热损失消耗的热量；
5． 简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。
【答案】主要标准有：生产能力；塔板效率；塔板压强降；操作弹性。
6． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？
【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。
二、计算题
7． 在填料塔中用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A 。已知气体混合物中A 的初始组成为0.06 （摩尔分率，下同）。通过吸收后气体的出口组成为0.005, 吸收后溶液的组成为0.095, 操作条件下气液平衡关系为
液相和气相分传质系数与液相流量和气相流量的关系为
试求:
且此吸收过程为气模控制，
（1）填料层高度及填料层高度一半时的塔截面上的气相组成；
（2）当液相流量増加时，保持气相流量和气液进口组成不变，则溶质A 被吸收的量如何变化？请说明理由。
【答案】已知
:控制。
（1）
代入数据得
则填料层高度当填料层高度一半时，
S 不变，
不变，代入上式得:不变，
气膜
（2）溶质A 被吸收的量増大，理由如下: 吸收过程是气膜控制，故L 增大，G 不变时，变，
变小，由
得出
增大，又不变，则减小。
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不变，又h 不变，则不
于是溶质A 被吸收的量增大。
8． 在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。已知：吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相总传质单元高度收率为90%。
试求：（1）所需填料层高度。
（2）在填料塔内，若将混合气的流率増加10%, 而液量及气液相进口浓度不变，试计算A 组分的回收率。已知：
已知，因此只用计算
（用吸收因数法）
（2）是典型的对比运算型题目。新旧工况虽然气量或液量变化，但是填料层高度H 仍相同，因此
由题意原工况
气量变化引起
成立。
变化，故
所以
所以
所以
新工况
【答案】（1
）是常规型计算
操作条件下的平衡关系为y=mx，要求A 组分的回
这说明气量的增加，会引起回收率下降。
9． 在一逆流操作的吸收塔中，吸收混合气体（氨与空气）中的氨，
单位塔截面上的气体流率为
，含氨2%（体积），新鲜吸收剂为含氨0.0003（摩尔分率）的水溶液，从塔顶
加入，要求氨的回收率不低于91%, 设计采用液气比为最小液气比的1.3倍。氨-水-空气物系的相平衡关系为y=1.2x。已知气相总传质系数
（1）所需塔高H ;
（2）若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸收剂量之
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为过程为气膜控制。试求：