1、目 录第 一 部 分 名 校 考 研 真 题第 8 章 气 体 吸 收第 9 章 液 体 精 馏第 1 0 章 气 液 传 质 设 备第 1 1 章 液 液 萃 取第 1 2 章 其 他 传 质 分 离 方 法第 1 3 章 热 、 质 同 时 传 递 的 过 程第 1 4 章 固 体 干 燥第 二 部 分 课 后 习 题第 8 章 气 体 吸 收第 9 章 液 体 精 馏第 1 0 章 气 液 传 质 设 备第 1 1 章 液 液 萃 取第 1 2 章 其 他 传 质 分 离 方 法第 1 3 章 热 、 质 同 时 传 递 的 过 程第 1 4 章 固 体 干 燥第 三 部 分 章 节 题
2、 库第 8 章 气 体 吸 收第 9 章 液 体 精 馏第 1 0 章 气 液 传 质 设 备第 1 1 章 液 液 萃 取第 1 2 章 其 他 传 质 分 离 方 法第 1 3 章 热 、 质 同 时 传 递 过 程第 1 4 章 固 体 干 燥第 四 部 分 模 拟 试 题陈 敏 恒 化 工 原 理 （ 第 4 版 ） 配 套 模 拟 试 题 及 详 解第 一 部 分 名 校 考 研 真 题说 明 ： 本 部 分 从 指 定 陈 敏 恒 主 编 的 化 工 原 理 （ 第 4 版 ） 为 考 研参 考 书 目 的 名 校 历 年 考 研 真 题 中 挑 选 最 具 代 表 性 的 部 分
3、 ， 并 对 其 进 行 了详 细 的 解 答 。 所 选 考 研 真 题 既 注 重 对 基 础 知 识 的 掌 握 ， 让 学 员 具 有 扎 实的 专 业 基 础 ； 又 对 一 些 重 难 点 部 分 进 行 详 细 阐 释 ， 以 使 学 员 不 遗 漏 任 何一 个 重 要 知 识 点 。 为 方 便 题 库 上 线 和 读 者 阅 读 ， 本 书 题 库 分 上 （ 1 7章 ） 、 下 （ 8 1 4 章 ） 两 册 。第 8 章 气 体 吸 收一 、 选 择 题1 在 吸 收 塔 某 处 ， 气 相 浓 度 y 0 .0 0 5 ， 液 相 浓 度 x 0 .0 1 5 （
4、均 为 摩尔 分 数 ） ， 两 侧 体 积 传 质 分 系 数， 在 该 操 作 温 度 下 气 、 液 平 衡 关 系 。 这 时气 体 界 面 上 气 相 浓 度 应 等 于 （ ） 。 华 南 理 工 大 学 2 0 1 2 年 研 A 0 .0 0 2B 0 .0 0 1 5C 0 .0 0 5 7D 0 .0 0 9C【 答 案 】。 在 相 界 面 处 气 液 达 到 平 衡 ， 则， 所 以 ，【 解 析 】。2 亨 利 定 律 适 用 于 溶 液 中 可 溶 解 组 分 的 （ ） 范 围 ， 拉 乌 尔 定律 适 用 于 理 想 溶 液 中 每 一 种 组 分 的 （ ）
5、范 围 。 华 南 理 工 大 学 2 0 1 1年 研 A 高 浓 度B 中 等 浓 度C 低 浓 度D 全 浓 度C； C【 答 案 】亨 利 定 律 和 拉 乌 尔 定 律 都 是 针 对 稀 溶 液 即 低 浓 度 溶 液 而 言的 。【 解 析 】3 某 吸 收 任 务 的 操 作 液 气 比 、 吸 收 剂 进 口 温 度 、 气 体 进 出 口 浓度 、 吸 收 剂 入 塔 浓 度 、 操 作 压 力 均 已 确 定 ， 假 定 吸 收 为 低 浓 度 混 合 气 体吸 收 ， 若 设 计 时 选 用 性 能 更 优 良 的 填 料 ， 则 （ ） 。 浙 江 大 学 2 0 1
6、 1年 研 A 所 需 传 质 单 元 数 不 变 ， 填 料 层 高 度 降 低B 所 需 传 质 单 元 数 不 变 ， 填 料 层 高 度 不 变C 所 需 传 质 单 元 数 减 少 ， 填 料 层 高 度 降 低D 所 需 传 质 单 元 数 减 少 ， 填 料 层 高 度 不 变A【 答 案 】传 质 单 元 数 只 与 物 质 的 相 平 衡 及 进 出 口 浓 度 条 件 有 关 ， 这些 条 件 固 定 ， 则 传 质 单 元 数 不 变 ， 选 用 性 能 优 良 的 填 料 ， 传 质 单 元 高 度减 小 ， 又 传 质 单 元 数 不 变 ， 则 填 料 层 高 度
7、减 小 。【 解 析 】二 、 填 空 题1 在 填 料 塔 中 用 清 水 吸 收 混 合 气 中 氨 ， 当 水 泵 发 生 故 障 上 水 量 减少 时 ， 气 相 总 传 质 单 元 数 将 _ _ _ _ _ _ 。 华 南 理 工 大 学 2 0 1 2 年 研 增 加【 答 案 】S mV/L， 当 L减 小 ， 则 S增 大 ， NOG增 大 。 参 数 S反 映 吸 收推 动 力 的 大 小 ， S增 大 ， 吸 收 推 动 力 变 小 ， NOG必 然 增 大 。【 解 析 】2 吸 收 操 作 能 够 进 行 的 条 件 是 Y_ _ _ _ _ _ Y* ， 脱 吸 操
8、 作 能 够 进 行 的条 件 是 Y_ _ _ _ _ _ Y* 。 武 汉 理 工 大 学 2 0 1 0 年 研 大 于 ； 小 于【 答 案 】当 气 相 中 溶 质 的 实 际 分 压 高 于 与 液 相 成 平 衡 的 溶 质 分 压时 ， 溶 质 便 由 气 相 向 液 相 转 移 ， 即 发 生 吸 收 过 程 ； 当 气 相 中 溶 质 的 实 际分 压 低 于 与 液 相 成 平 衡 的 溶 质 分 压 时 ， 溶 质 便 由 液 相 向 气 相 转 移 ， 即 发生 脱 吸 （ 解 吸 ） 。【 解 析 】3 气 体 吸 收 计 算 中 ， 传 质 单 元 高 度 是 表
9、 示 _ _ _ _ _ _ 的 一 个 参 量 ， 而传 质 单 元 数 是 表 示 _ _ _ _ _ _ 的 参 量 。 重 庆 大 学 2 0 1 0 年 研 传 质 设 备 性 能 好 坏 （ 设 备 效 率 ） ； 材 料 分 离 难 易 程 度 （ 吸收 难 易 程 度 ）【 答 案 】传 质 单 元 高 度 反 映 传 质 阻 力 的 大 小 、 填 料 性 能 的 优 劣 及 润湿 情 况 的 好 坏 。 传 质 单 元 数 反 映 的 是 吸 收 过 程 的 难 易 程 度 。【 解 析 】三 、 计 算 题1 在 2 0 和 7 6 0 mmHg ， 用 清 水 逆 流
10、吸 收 空 气 混 合 气 中 的 氨 ， 混 合气 中 氨 的 分 压 为 1 0 mmHg ， 经 吸 收 后 氨 的 分 压 下 降 到 0 .0 5 1 mmHg ， 混 合气 体 的 处 理 量 为 1 0 2 0 k g /h ， 其 平 均 分 子 量 为 2 8 .8 ， 操 作 条 件 下 的 平 衡 关系 为 y =0 .8 x 。 若 吸 收 剂 用 量 是 最 小 用 量 的 5 倍 ， 求 吸 收 剂 的 用 量 和 气 相总 传 质 单 元 数 。 （ 用 吸 收 因 数 法 计 算 的 传 质 单 元 数 公 式 ：） 中 山 大 学 2 0 1 0 年 研 解
11、： （ 1 ） 因 为 吸 收 剂 为 清 水 ， 则 吸 收 前 后 氨 的 含 量 为 ：，最 小 液 气 比 为 ：液 气 比 为 ：又 已 知 相 对 分 子 质 量 为 ， 气 体 处 理 量 为 ， 所 以 可知 惰 性 气 体 的 摩 尔 流 率 为，则 吸 收 剂 用 量 为 。（ 2 ） 气 相 总 传 质 单 元 数2 在 逆 流 操 作 的 吸 收 塔 内 ， 用 清 水 吸 收 氨 -空 气 混 合 气 中 的 氨 ， 混合 气 进 塔 时 氨 的 浓 度 y 1 0 .0 1 （ 摩 尔 分 率 ） ， 吸 收 率 9 0 %， 操 作 压 力 为1 0 0 k Pa
12、， 溶 液 为 稀 溶 液 ， 系 统 平 衡 关 系 服 从 拉 乌 尔 定 律 ， 操 作 温 度 下 ，氨 在 水 溶 液 中 的 饱 和 蒸 汽 压 力 为 9 0 k Pa。 试 求 ：（ 1 ） 溶 液 最 大 出 口 浓 度 ；（ 2 ） 最 小 液 气 比 ；（ 3 ） 当 吸 收 剂 用 量 为 最 小 用 量 的 2 倍 时 ， 传 质 单 元 数 为 多 少 ？（ 4 ） 传 质 单 元 高 度 为 0 .5 m时 ， 填 料 层 高 为 多 少 米 ？ 中 南 大 学 2 0 1 2年 研 解 ： （ 1 ） 系 统 服 从 拉 乌 尔 定 律， 所 以 m 0 .9即
13、 溶 液 的 最 大 出 口 浓 度 为 0 .0 1 1 1 。（ 2 ）当 吸 收 剂 用 量 为 最 小 用 量 的 2 倍 时（ 3 ）S mV/L 0 .9 /1 .6 2 0 .5 5 6 3 .6 2（ 4 ） Z HOGNOG 0 .5 3 .6 2 1 .8 1 m3 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 .0 6 （ 摩 尔 分 率 ， 下 同 ） 。 通 过 吸收 后 气 体 的 出 口 组 成 为 0 .0 0 5 ， 吸 收 后 溶 液
14、的 组 成 为 0 .0 9 5 ， 操 作 条 件 下气 液 平 衡 关 系 为 y 0 .6 x ， 液 相 和 气 相 分 传 质 系 数 与 液 相 流 量 和 气 相 流量 的 关 系 为 Ky aG0 .7 、 Kx aL0 .7 ， 且 此 吸 收 过 程 为 气 模 控 制 ， HOG1 m， 试 求 ：（ 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 增 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
15、说 明 理 由 。 浙 江 大 学 2 0 1 1 年 研 解 ： 已 知 ： Y1 0 .0 6 ， Y2 0 .0 0 5 ， X1 0 .0 9 5 ， X2 0 ， m 0 .6 ，HOG 1 m， ， 气 膜 控 制 。（ 1 ） 代 入 数 据 得， S mG/L 1 .0 3 6 8 .5则 填 料 层 高 度 h NOGHOG 8 .5 1 8 .5 m当 填 料 层 高 度 一 半 时 ， NOG1 4 .2 5 ， S不 变 ， Y2 不 变 ， 代 入 上 式得 ： Y1 0 .0 5 3 6（ 2 ） 溶 质 A被 吸 收 的 量 增 大 ,理 由 如 下 ：吸 收 过
16、 程 是 气 膜 控 制 ， 故 L增 大 ， G不 变 时 ， Ky a不 变 ， 不变 ， 又 h 不 变 ， 则 NOG不 变 ， S mG/L变 小 ， 由得 出 Y1 /Y2 增 大 ， 又 y 1 不 变 ， 则 y 2 减 小 。于 是 溶 质 A被 吸 收 的 量 G（ y 1 y 2 ） 增 大 。4 因 环 保 需 要 净 化 某 气 体 混 合 物 中 的 可 溶 组 分 A， 已 知 气 体 混 合物 中 溶 质 A的 初 始 组 成 为 0 .0 4 5 ， 现 在 填 料 塔 中 采 用 纯 溶 剂 对 其 进 行 逆 流吸 收 ， 气 体 出 口 组 成 为 0
17、.0 1 8 ， 溶 液 出 口 组 成 为 0 .0 8 8 （ 以 上 组 成 均 为 摩尔 分 率 ） ， 操 作 条 件 下 的 气 液 平 衡 关 系 为 y 0 .5 x ， 已 知 此 吸 收 过 程 为气 膜 控 制 ， 求 ：（ 1 ） 气 相 总 传 质 单 元 数 NOG；（ 2 ） 当 液 体 流 量 增 加 一 倍 时 ， 在 气 量 和 气 液 进 口 组 成 不 变 的 情 况下 ， 气 体 出 口 组 成 变 为 多 少 ？ 南 京 理 工 大 学 2 0 1 0 年 研 解 ： （ 1 ） 由 题 意 可 知液 气 比脱 吸 因 数更多各类考试资料 v：344
18、647 公众号：顺通考试资料 传 质 单 元 数（ 2 ） L增 大 一 倍 ， 因 吸 收 过 程 为 气 膜 控 制 。 所 以 Ky a不 变 ， HOG不变 ， 所 以 NOG也 不 变 。而5 在 一 填 料 塔 中 用 清 水 逆 流 吸 收 混 合 气 体 中 的 丙 酮 。 原 工 况 下 ，进 塔 气 体 中 含 丙 酮 1 .5 （ 摩 尔 分 数 ， 下 同 ） ， 操 作 液 气 比 为 最 小 液 气比 的 1 .5 倍 ， 丙 酮 回 收 率 为 9 9 ， 现 将 气 体 入 塔 浓 度 降 为 1 .0 ， 进 塔 气量 提 高 2 0 ， 吸 收 剂 用 量
19、、 温 度 等 操 作 条 件 均 不 变 。 已 知 操 作 条 件 下 平衡 关 系 满 足 亨 利 定 律 ， 气 相 总 体 积 传 质 系 数 Ky a与 气 体 体 积 流 量 V的 0 .8次 方 成 正 比 。 试 求 ：（ 1 ） 新 工 况 下 丙 酮 回 收 率 ；（ 2 ） 若 仍 然 将 回 收 率 维 持 在 9 9 ， 则 新 工 况 下 所 需 填 料 层 高 度 为 原工 况 的 多 少 倍 ？ 华 南 理 工 大 学 2 0 1 2 年 研 解 ： 已 知 x 2 0 ， y 1 0 .0 1 5 ， ， 0 .9 9 ， y 1 0 .0 1 ，V 1 .
20、2 V， 。（ 1 ） Y2 Y1 （ 1 ） 0 .0 0 0 1 5， V 1 .2 V，所 以 所 以 0 .8 2 5即 新 工 况 下 丙 酮 的 回 收 率 为 8 2 .5 %。（ 2 ） S mV/L 1 0 .7 4S 1 .2 S 0 .8 0 8 1 1 5 .6 1又 所 以 所 以 第 9 章 液 体 精 馏一 、 选 择 题1 全 回 流 时 精 馏 段 操 作 线 的 斜 率 等 于 （ ） 。 重 庆 大 学 2 0 1 0 年研 A 0B 1C D 任 意 值B【 答 案 】全 回 流 是 回 流 比 为 ， 因 此 精 馏 段 操 作 线 方 程 斜 率 R
21、/（ R1 ） 等 于 1 。【 解 析 】2 精 馏 塔 塔 顶 蒸 汽 采 用 分 凝 器 冷 凝 时 ， 塔 顶 蒸 汽 的 组 成 （ ） 回流 液 体 的 组 成 ， （ ） 塔 顶 产 品 的 组 成 。 华 南 理 工 大 学 2 0 1 1 年 研 A 等 于B 大 于C 小 于D 不 定B； C【 答 案 】分 凝 器 也 相 当 于 一 层 理 论 板 ， 采 用 分 凝 器 冷 凝 时 ， 相 当 于理 论 塔 板 数 增 大 了 。【 解 析 】3 在 精 馏 塔 设 计 中 ， 放 置 2 个 进 料 口 的 好 处 是 （ ） 。 浙 江 大 学2 0 1 1 年
22、研 A 精 馏 塔 能 耗 减 小B 可 适 当 调 节 进 料 流 量C 可 适 当 调 节 进 料 最 佳 位 置D 可 适 当 调 节 进 料 温 度C【 答 案 】放 置 两 个 进 料 口 的 目 的 是 在 不 同 塔 板 位 置 上 设 置 不 同 的 进料 口 ， 进 而 分 离 不 同 浓 度 的 原 料 液 。【 解 析 】二 、 填 空 题1 液 液 精 馏 操 作 过 程 中 进 料 状 态 参 数 q 的 定 义 是 ： _ _ _ _ _ _ ， 其 物 理意 义 是 ： _ _ _ _ _ _ ， 在 五 种 不 同 进 料 状 态 下 的 q 值 为 ： （ 1
23、 ） 冷 液 进 料_ _ _ _ _ _ ； （ 2 ） 泡 点 液 体 进 料 _ _ _ _ _ _ ； （ 3 ） 气 液 混 合 物 进 料 _ _ _ _ _ _ ；（ 4 ） 饱 和 蒸 汽 进 料 _ _ _ _ _ _ ； （ 5 ） 过 热 蒸 汽 进 料 _ _ _ _ _ _ 。 中 山 大 学2 0 1 0 年 研 参 数 的 定 义 ： q =(L L)/F。【 答 案 】物 理 意 义 ： 每 进 料 ， 提 馏 段 比 精 馏 段 液 相 增 加 的 摩 尔 数 。（ 1 ） q 1 （ 2 ） q =1 （ 3 ） 0 q 1 （ 4 ） q =0 （ 5 ）
24、 q 0从 热 量 角 度 ， q 值 表 示 将 1 mo l进 料 变 为 饱 和 蒸 汽 所 需 的 热 量与 原 料 液 的 千 摩 尔 气 化 热 的 比 值 。【 解 析 】2 对 于 给 定 的 连 续 精 馏 塔 ， 当 进 料 和 产 品 取 出 率 不 变 时 ， 增 加 回流 比 意 味 着 流 体 在 塔 内 的 循 环 量 _ _ _ _ _ _ ， 产 品 的 浓 度 _ _ _ _ _ _ 。 华 南 理工 大 学 2 0 1 1 年 研 增 加 增 高【 答 案 】当 回 流 比 增 大 时 ， 塔 板 数 也 随 之 增 大 ， 流 体 在 塔 内 的 循 环
25、次 数 增 加 ， 因 而 产 品 更 纯 。【 解 析 】3 以 下 两 种 蒸 馏 方 式 ， 当 在 原 料 液 组 成 一 定 且 得 到 的 液 相 分 率 也相 同 时 ， 则 平 衡 蒸 馏 的 塔 顶 产 品 组 成 比 简 单 蒸 馏 的 组 成 _ _ _ _ _ _ ， 其 原 因为 _ _ _ _ _ _ 。 浙 江 大 学 2 0 1 1 年 研 【 答 案 】小 ， 因 为 简 单 蒸 馏 的 气 相 组 成 多 是 与 开 始 阶 段 较 高 的 液 相 组 成 成 平衡 的 ， 而 平 衡 蒸 馏 的 气 相 组 成 只 能 与 最 终 较 低 的 液 相 组
26、成 平 衡 。若 气 化 率 相 同 ， 简 单 蒸 馏 较 平 衡 蒸 馏 可 获 得 更 好 的 分 离 效果 。 若 要 求 两 种 蒸 馏 保 持 相 同 的 分 离 程 度 ， 则 简 单 蒸 馏 的 气 化 率 较 平 衡蒸 馏 时 的 大 。【 解 析 】4 恒 沸 精 馏 操 作 中 加 入 挟 带 剂 的 作 用 是 _ _ _ _ _ _ 。 华 南 理 工 大 学2 0 1 2 年 研 以 提 高 各 组 分 间 相 对 挥 发 度 的 差 别 ， 使 其 得 以 分 离 。【 答 案 】对 于 挥 发 度 相 近 的 物 系 ， 夹 带 剂 与 原 有 组 分 所 形
27、成 的 恒 沸液 的 性 质 决 定 了 恒 沸 精 馏 的 流 程 。【 解 析 】5 某 精 馏 塔 在 操 作 时 ， 加 料 热 状 态 由 原 来 的 饱 和 液 体 进 料 改 为 冷液 进 料 ， 且 保 持 F， x F， R， D不 变 ， 则 此 时 塔 顶 物 料 浓 度 x D_ _ _ _ _ _ ， 塔底 物 料 浓 度 x W_ _ _ _ _ _ 。 重 庆 大 学 2 0 1 0 年 研 增 加 ； 增 加【 答 案 】q 变 大 ， 进 料 线 斜 率 大 于 零 ， 导 致 精 馏 段 操 作 线 上 移 ， 精 馏段 和 提 馏 段 操 作 线 斜 率
28、不 变 ， 所 以 x D增 大 ， 而 提 馏 段 操 作 线 也 要 上 移 ，则 x W增 大 。【 解 析 】6 在 简 单 蒸 馏 操 作 中 ， 随 着 蒸 馏 的 进 行 ， 蒸 馏 釜 内 的 易 挥 发 组 分浓 度 逐 渐 _ _ _ _ _ _ ， 釜 内 溶 液 沸 点 逐 渐 _ _ _ _ _ _ 。 华 南 理 工 大 学 2 0 1 2 年 研 降 低 ； 升 高【 答 案 】由 于 气 相 中 组 成 大 于 液 相 中 组 成 ， 因 此 随 着 过 程 的 进 行 ，釜 中 液 相 组 成 不 断 下 降 ， 使 得 与 之 平 衡 的 气 相 组 成 亦
29、 随 之 降 低 ， 而 釜 内液 体 泡 点 不 断 升 高 。【 解 析 】三 、 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 。 中山 大 学 2 0 1 0 年 研 答 ： 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
30、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 简 述 简 单 蒸 馏 与 精 馏 的 区 别 ？ 请 论 述 精 馏 操 作 的 基 本 原 理 。 中山 大 学 2 0 1 1 年 研 答 ： （ 1 ） 简 单 蒸 馏 又 称 微 分 蒸 馏 ， 也 是 一 种 单 级 蒸 馏 操 作 ， 常 以简 歇 的 方 式 进 行 。 简 单 蒸 馏 多 用 于 混 合 液 的 初 步 分 离 ， 是 非 稳 态 过 程 ，只 能 得 到 一 种 产 品 ， 产 品 无 需 回 流 ， 产 量 小
31、， 是 一 次 部 分 气 化 与 部 分 冷凝 。精 馏 是 多 次 简 单 蒸 馏 的 组 合 ， 可 以 是 连 续 稳 定 过 程 ， 也 可 以 间 歇 过程 ， 多 次 部 分 气 化 与 部 分 冷 凝 。（ 2 ） 精 馏 的 原 理 ： 精 馏 是 在 一 个 设 备 内 同 时 进 行 多 次 部 分 汽 化 和 部分 冷 凝 以 分 离 液 体 混 合 物 中 的 组 分 。 操 作 时 ， 将 由 精 馏 塔 顶 凝 缩 而 得 的液 体 的 一 部 分 ， 由 塔 顶 回 流 入 塔 内 ， 使 与 从 蒸 馏 釜 连 续 上 升 的 蒸 汽 密 切接 触 。 可 得
32、 到 与 重 复 简 单 蒸 馏 若 干 次 相 当 的 效 果 ， 从 而 提 高 各 组 分 的 分离 程 度 。四 、 计 算 题1 分 离 苯 和 甲 苯 混 合 液 ， 进 料 组 成 为 0 .4 ， 馏 出 液 组 成 为 0 .9 5 ， 残液 组 成 为 0 .0 5 （ 以 上 组 成 均 为 苯 的 摩 尔 分 率 ） ， 苯 对 甲 苯 的 平 均 相 对 挥发 度 为 2 .4 4 。 泡 点 进 料 ， 塔 顶 冷 凝 器 为 全 凝 器 ， 塔 釜 为 间 接 蒸 汽 加 热 。试 求 ： （ 1 ） 最 小 回 流 比 ； （ 2 ） 若 回 流 比 取 最 小
33、 回 流 比 的 1 .5 倍 ， 列 出精 馏 段 操 作 线 方 程 ； （ 3 ） 列 出 提 馏 段 操 作 线 方 程 。 中 山 大 学 2 0 1 0 年 研 解 ： 由 题 意 ， 已 知（ 1 ） 平 衡 线 方 程q 线 垂 直 可 知 ， 将 其 代 入 平 衡 线 方 程 得 ，所 以 知 最 小 回 流 比（ 2 ） 回 流 比精 馏 段 操 作 线 方 程（ 3 ） 由 q 线 与 精 馏 段 方 程 ：得又 已 知 ， 则 由 两 点 可 知 提 馏 段 操 作 线 方 程 为 ：2 某 精 馏 塔 用 于 分 离 苯 -甲 苯 混 合 液 ， 泡 点 进 料 ，
34、 进 料 量3 0 k mo l/h ， 进 料 中 苯 的 摩 尔 分 率 为 0 .5 ， 塔 顶 、 底 产 品 中 苯 的 摩 尔 分 率 分别 为 0 .9 5 和 0 .1 0 ， 采 用 回 流 比 为 最 小 回 流 比 的 1 .5 倍 ， 操 作 条 件 下 可 取 系统 的 平 均 相 对 挥 发 度 2 .4 0 。（ 1 ） 求 塔 顶 、 底 的 产 品 量 ；（ 2 ） 求 出 精 馏 段 操 作 线 方 程 ；（ 3 ） 若 塔 顶 设 全 凝 器 ， 各 塔 板 可 视 为 理 论 板 ， 求 离 开 第 二 块 板 （ 由塔 顶 往 下 数 ） 的 蒸 汽
35、和 液 体 组 成 。 中 南 大 学 2 0 1 2 年 研 解 ： （ 1 ） 根 据 全 塔 物 料 守 恒 有 ：其 中 F 3 0 k mo l/h ， x F 0 .5 ， x W 0 .1 ， x D 0 .9 5代 入 解 得 ： D 1 4 .1 k mo l/h ， W 1 5 .9 k mo l/h（ 2 ） 泡 点 进 料 ： q 1所 以 x q x F 0 .5 ，平 衡 线 方 程 ：所 以 y q 0 .7 0 5 9R 1 .5 Rmin 1 .7 7 8所 以 精 馏 段 操 作 线 方 程 ：（ 3 ） 塔 顶 为 全 凝 器 ， 所 以 y 1 x D
36、0 .9 5代 入 平 衡 线 方 程 解 得 ： x 1 0 .8 8 8代 入 精 馏 段 操 作 线 方 程 ： y 2 0 .8 8 8 0 .6 4 0 .3 4 2 0 .9 1代 入 平 衡 线 ： x 2 0 .8 13 用 板 式 精 馏 塔 在 常 压 下 分 离 某 双 组 分 混 合 溶 液 ， 塔 顶 采 用 分 凝器 ， 分 凝 器 的 冷 凝 液 回 流 入 塔 ， 分 凝 器 出 来 的 蒸 汽 进 入 全 凝 器 冷 凝 后 作为 塔 顶 产 品 ； 塔 釜 用 间 接 蒸 汽 加 热 ； 全 塔 平 均 相 对 挥 发 度 可 近 似 取 为3 。 当 处
37、理 量 F为 1 0 0 k mo l/h ， 进 料 浓 度 为 含 溶 质 A0 .6 （ 摩 尔 分 率 ， 下同 ） 的 饱 和 液 体 ， 回 流 比 为 3 时 ， 塔 顶 馏 出 液 中 溶 质 A的 浓 度 为 0 .9 9 ， 塔釜 采 出 液 中 溶 质 A的 浓 度 为 0 .0 2 ， 试 求 ：（ 1 ） 塔 内 第 一 块 理 论 板 下 降 的 液 体 组 成 及 提 馏 段 操 作 方 程 ；（ 2 ） 现 测 得 塔 内 第 一 块 实 际 板 下 降 的 液 体 组 成 为 0 .9 1 ， 分 凝 器 的 冷凝 液 组 成 为 0 .9 4 ， 求 该 塔
38、 内 第 一 块 实 际 板 的 气 相 默 弗 里 单 板 效 率 ；假 设 本 题 符 合 恒 摩 尔 流 假 定 。 浙 江 大 学 2 0 1 1 年 研 解 ： 已 知 ： 3 ， x F 0 .6 ， F 1 0 0 k mo l/h ， R 3 ， x D 0 .9 9 ， x W 0 .0 2（ 1 ） 精 馏 段 的 操 作 线 方 程 为 ： 0 .7 5 x 0 .2 4 7 5分 凝 器 相 当 于 一 块 理 论 板 ， 则 y 0 x D 0 .9 9由 相 平 衡 方 程 ： 得 x 0 0 .9 7y 1 0 .7 5 x 0 0 .2 4 7 5 0 .9 7
39、 5代 入 相 平 衡 方 程 得 x 1 0 .9 2 8所 以 第 一 块 板 下 降 的 液 体 组 成 为 x 1 0 .9 2 8饱 和 液 体 进 料 ， q 1物 料 守 恒 ：解 得 ： D 5 9 .8 k mo l/h ， W 4 0 .2 k mo l/h提 馏 段 操 作 线 方 程 ：（ 2 ） 第 一 块 板 的 气 相 默 弗 里 效 率 为 ：其 中 ， x 0 0 .9 4 ， x 1 0 .9 1则y 1 0 .7 5 x 0 0 .2 4 7 5 0 .9 5 2 5y 2 0 .7 5 x 1 0 .2 4 7 5 0 .9 3代 入 得 ：4 用 一
40、精 馏 塔 分 离 某 双 组 分 混 合 液 ， 在 塔 中 部 以 饱 和 蒸 汽 进 料 ，已 知 进 料 中 易 挥 发 物 组 成 x F 0 .5 ， 塔 顶 产 品 中 易 挥 发 组 成 x D 0 .9 ， 塔釜 中 易 挥 发 组 成 x w 0 .0 5 （ 以 上 均 为 摩 尔 分 率 ） ， 该 物 系 平 均 相 对 挥 发度 为 3 ， 回 流 比 R 2 Rmin ， 试 计 算 ：（ 1 ） 提 馏 段 操 作 线 方 程 ；（ 2 ） 进 入 第 一 块 理 论 板 （ 从 顶 往 下 数 ） 的 汽 相 浓 度 ；（ 3 ） 若 因 故 塔 釜 停 止
41、加 热 ， 欲 维 持 x D不 变 应 如 何 操 作 ？ 此 时 塔 釜 排液 x w ？ 华 南 理 工 大 学 2 0 1 2 年 研 解 ： （ 1 ） 已 知 x F 0 .5 ， x D 0 .9 ， x W 0 .0 5 ， 3 ， R 2 Rmin ， q 0物 料 衡 算 ： 代 入 数 据 解 得 ： W/D 8 /9q 0所 以 y q x F 0 .5又 平 衡 线 方 程 ： 所 以 x q 0 .2 5， R 2 Rmin 3 .2 ， L RD 3 .2 D则 提 馏 段 操 作 线 方 程 ： 1 .3 8 5 x m 0 .0 6 9（ 2 ） 进 入 第
42、一 块 板 的 气 相 即 为 离 开 第 二 块 板 的 气 相 y 2y 1 x D 0 .9 精 馏 段 操 作 线 方 程 ：y 2 0 .7 6 1 9 0 .7 5 0 .2 1 4 3 0 .7 8 5 7即 进 入 第 一 块 理 论 板 的 气 相 浓 度 为 0 .7 8 5 7 。（ 3 ） 塔 釜 停 止 加 热 ， 即 提 馏 段 上 升 蒸 汽 V 0V V F L D （ R 1 ） D，即 F （ R 1 ） D那 么 D即 应 使 塔 顶 馏 出 液 减 少 为 原 来 的 0 .4 5 倍 。根 据 物 料 守 恒 有 ： Fx F Dx D Wx W即 F
43、0 .5 0 .2 3 8 1 F0 .9 （ 1 0 .2 3 8 1 ） Fx Wx W 0 .3 7 55 采 用 精 馏 塔 分 离 酒 精 溶 液 ， 进 料 量 F 1 2 0 k mo l/h ， 已 知 易 挥 发组 分 含 量 x F 0 .3 5 （ 摩 尔 分 率 ， 下 同 ） ， 加 料 热 状 态 q 1 .0 8 ， 塔 顶 设 全凝 器 ， 在 泡 点 温 度 下 回 流 ， 回 流 比 R 3 .0 。 塔 釜 通 入 饱 和 蒸 汽 直 接 加热 ， 其 量 为 S。 馏 出 液 x D 0 .8 5 。 设 塔 内 物 流 量 符 合 恒 摩 尔 流 假
44、设 。（ 1 ） 求 塔 顶 回 收 率 为 0 .9 时 ， 塔 底 产 品 量 W及 组 成 Xw；（ 2 ） 若 保 持 F、 x F、 x D、 x W、 R及 q 不 变 ， 当 塔 釜 改 用 间 接 蒸 汽 加 热时 ， 提 馏 段 操 作 线 方 程 。 南 京 理 工 大 学 2 0 1 0 年 研 解 ： 由 得 ：（ 2 ） 间 接 蒸 汽 加 热 时提 馏 段 操 作 线 方 程第 1 0 章 气 液 传 质 设 备一 、 选 择 题1 浮 阀 塔 、 泡 罩 塔 及 筛 板 塔 三 种 板 式 塔 的 板 效 率 比 较 （ ） 。华 南 理 工 大 学 2 0 1
45、2 年 研 A 浮 阀 塔 泡 罩 塔 筛 板 塔B 浮 阀 塔 泡 罩 塔 筛 板 塔C 浮 阀 塔 泡 罩 塔 筛 板 塔D 浮 阀 塔 筛 板 塔 泡 罩 塔D【 答 案 】泡 罩 塔 应 用 最 早 ， 效 率 是 最 低 的 ， 浮 阀 塔 应 用 最 广 泛 ， 兼有 泡 罩 塔 和 筛 板 塔 的 优 点 ， 效 率 是 最 高 的 。【 解 析 】2 浮 阀 塔 与 泡 罩 塔 比 较 ， 其 最 主 要 的 改 进 是 （ ） 。 中 南 大 学2 0 1 2 年 研 A 简 化 塔 板 结 构B 形 成 可 变 气 道 ， 扩 宽 高 效 操 作 区 域C 提 高 塔 板
46、效 率D 增 大 气 液 负 荷B【 答 案 】浮 阀 塔 具 有 较 大 的 操 作 弹 性 ,由 于 阀 片 可 以 自 由 升 降 以 适 应【 解 析 】气 量 的 变 化 ,故 维 持 正 常 操 作 所 允 许 的 负 荷 波 动 范 围 比 泡 罩 塔 宽 。二 、 填 空 题1 当 填 料 塔 操 作 气 速 达 到 泛 点 气 速 时 ， _ _ _ _ _ _ 充 满 全 塔 空 隙 ， 并在 塔 顶 形 成 液 体 层 ， 因 而 _ _ _ _ _ _ 急 剧 升 高 。 北 京 化 工 大 学 2 0 1 2 年 研 液 相 ； 压 降【 答 案 】当 气 速 过 大
47、 时 ， 使 降 液 管 内 的 液 体 不 能 顺 利 下 流 ， 管 内 液体 必 然 积 累 。 气 体 穿 过 板 上 液 层 时 造 成 的 两 板 间 的 压 降 增 大 。【 解 析 】2 通 常 填 料 塔 的 泛 速 是 依 据 _ _ _ _ _ _ 经 验 关 联 图 算 出 的 ， 其 中 体 现不 同 尺 寸 的 各 种 填 料 操 作 特 性 的 参 量 是 _ _ _ _ _ _ 。 南 京 理 工 大 学 2 0 1 0 年研 埃 克 特 泛 点 ； 填 料 因 子【 答 案 】埃 克 特 通 用 关 联 图 适 用 各 种 散 装 填 料 ， 如 拉 西 环
48、， 鲍 尔 环等 ， 但 需 确 知 填 料 的 值 。 填 料 因 子 代 表 实 际 操 作 时 填 料 的 流 体 力 学 性能 ， 填 料 的 流 体 力 学 性 能 也 集 中 体 现 在 填 料 因 子 上 。【 解 析 】3 试 写 出 浮 阀 塔 的 三 种 不 正 常 操 作 情 况 ： （ 1 ） _ _ _ _ _ _ ； （ 2 ）_ _ _ _ _ _ ； （ 3 ） _ _ _ _ _ _ 。 四 川 大 学 2 0 0 9 年 研 严 重 漏 液 ； 严 重 气 泡 夹 带 ； 降 液 管 液 泛 ； 严 重 雾 沫 夹 带 ；液 相 不 足 （ 任 选 三 ）【
49、 答 案 】浮 阀 塔 属 于 板 式 塔 ， 板 式 塔 的 异 常 操 作 现 象 包 括 ： 漏 液 、雾 沫 夹 带 、 液 泛 等 。【 解 析 】第 1 1 章 液 液 萃 取一 、 选 择 题1 多 级 逆 流 萃 取 与 单 级 萃 取 比 较 ， 如 果 溶 剂 比 ， 萃 取 相 浓 度 一样 ， 则 多 级 逆 流 萃 取 可 使 萃 余 相 浓 度 （ ） 。 中 南 大 学 2 0 1 2 年 研 A 增 大B 减 少C 基 本 不 变D 增 大 、 减 少 都 有 可 能B【 答 案 】多 级 逆 流 萃 取 操 作 一 般 是 连 续 的 ， 其 平 均 推 动
50、力 大 、 分 离效 率 高 、 溶 剂 用 量 较 少 。【 解 析 】2 进 行 萃 取 操 作 时 应 使 ： （ ） 。 中 南 大 学 2 0 1 2 年 研 A 分 配 系 数 大 于 1B 分 配 系 数 小 于 1C 选 择 性 系 数 大 于 1D 选 择 性 系 数 小 于 1C【 答 案 】越 大 ， 越 有 利 于 分 离 ， 萃 取 剂 的 选 择 性 越 高 ， 对 溶 质 的 溶解 能 力 大 ， 对 于 一 定 的 分 离 任 务 ， 可 减 少 萃 取 剂 的 用 量 ， 降 低 回 收 溶 剂【 解 析 】操 作 的 能 量 消 耗 ， 并 且 可 获 得
