2017年淮北师范大学化学综合Ⅰ(化工原理,仪器分析)之化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分离
也有确定的最高极限值；（3）增加回流比意
，能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
2． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
3． 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。
4． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度
可接近冷流体进口温度
对相同热负荷而言，对相同热负荷而
需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
二、计算题
5． 用离心泵向水洗塔送水，在泵出口阀全开时，管路特性曲线方程为:
式中:V ——管路中的流量，
在
流量下，泵提供的扬程为45m ，为适应泵的特性，将泵出口阀关小以增加管路
阻力。试求:因增加阻力而多消耗的功率，并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。
【答案】当时，代入管路特性方程
而泵提供的扬程为45m ，则因关小阀门而损失的压头为:
关小阀门口管路的特性曲线
关小阀门后A 没有变化。
所以有:
即
6． 绘出三效并流加料蒸发装置流程示意图，标出各流股的名称，说明并流加料的优、缺点。
【答案】如图所示。
（1）优点：①溶液从压强高的蒸发器流向压强低的蒸发器，可以依靠效间的压差流动，不需要泵送。②溶液进入压强和温度较低的次一效时，可产生自蒸发，因而可产生较多的二次蒸汽。
（2）缺点：各效间随着溶液浓度的增高，溶液的温度反而降低，因此沿溶液流动方向溶液黏度逐渐增高，致使传热系数逐渐下降。
图 并流多效蒸发流程
7． 在三级错流萃取装置中，以纯异丙醚为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸水溶液中提取醋酸。已知原料液的处理量为2000kg , 每级的异丙醚用量为800kg , 操作温度为20°C , 试求:
（1）各级排出的萃取相和萃余相的量和组成；
（2）若用一级萃取达到同样的残液组成，则需多少千克萃取剂？ 20°C 时醋酸（A ）-水（B ）-异丙醚（S ）的平衡数据见表。
表-320°C 时醋酸（A ）-水（B ）-异丙醚（S ）的平衡数据（质量分数/%）
【答案】由平衡数据在直角三角形坐标图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，如图1所示。由原料组成
在图中确定原料相点F 。由物料衡算确定一级萃取物系的组成
由此可确定一级萃取物系点取相点氏
和萃余相点R , 。由杠杆规则可得
由图2可读得一级萃取相和萃余相的组成为
由
的量及组成，以及所加萃取剂的量，
通过物料衡算可求得二级萃取的物系点
与二级萃取计算相同，可得三级萃取计算结果
（2）若采用一级萃取达到同样的萃取效果，则萃取物系点为图2中的N 点。由杠杆规则可得
与一级
萃取计算方法相同可得
的位置。借助辅助曲线，通过试差作图可由确定一级萃取的萃