2017年湖北工业大学化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 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:
，溶物系）
3． 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。
4． 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般最适宜回流比为最小回流比的多少倍？
【答案】全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程，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比至规定回流比。最小回流比是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择最适宜回流比的依据；一般最适宜回流比是最小回流比的1.2〜2倍。
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
二、计算题
5． 在25°C 下用正丁醇（S ）萃取间苯二酚（A ）-水（B ）溶液中的间苯二酚。原料液进料量为lkg/s，其中含有间苯二酚作范围内的相平衡关系为
要求最终的萃余相中含间苯二粉低于0.002, 试求逆流萃取操作时所需的理论级数。 【答案】多级逆流萃取流程如图所示。
图多级逆流萃取流程
取整个萃取设备为控制体，物料衡算式如下。
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（质量分数，下同）。操作采用的溶剂比为0.1, 已知在操
总物料衡算溶质A 物料衡算溶剂S 物料衡算其中:总物料衡算溶质A 物料衡算溶剂S 物料衡算由题中给出
根据式（1）至式（4）联立求解，可得
再对第1级萃取设备作物料衡算和平衡关系，可得
根据式（5）至式（10）联立求解，可得
同理，对第2级萃取设备作物料衡算和平衡关系，联立求解，可得
由题中所给关系式即可知所需理论级数为3。
6． 现有一单程列管式换热器，管子尺寸
。考虑管内苯侧污垢热阻
热损失均忽略不计，试求：（1）总传热系数为多少
苯的出口温度达到原工艺要求？并就一种措施加以定量说明。
已知：管材的热导率
。操作范围内苯的物性参数可视为不变：
【答案】（1）首先求管内对流传热系数
管长为3.0m ，共40根，
拟用来将
，管内侧污垢热阻及
并判断该换热器是否合用；（2）
从而解得
的苯从30°C 加热到70°C ，壳程（管外）为120°C 饱和水蒸气冷凝，
水蒸气冷凝的
若使用上述换热器，则实际操作时苯的出口温度为多少？（3）在操作过程中，可采取什么措施使
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应用管内强制湍流传热系数经验关联式，得
再求总传热系数
K
对数传热温差为
传热速率所以
所以该换热器不合用。
或者利用总传热系数来判断
同样可以得出结论，该换热器不合用。 （2）
解得实际操作时苯的出口温度
所以
（3）可以采用提高加热蒸汽的压力的措施使苯的出口温度达到原工艺要求。
利用对流传热系数经验式求出对流传热系数，进而可求出总传热系数。 此例可用另外两种方法即总传热系数及传热速率的比较判断换热器是否合用。
求实际操作时苯的出口温度这类问题的计算，往往是将总传热速率方程与热量衡算方程联合起来应用。
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