2012年考研化工原理主观题库(下册含答案)

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A 预热器 14℃ L B 83℃ 理论干燥器 （等焓） C Φ=0.8 L 同壁冷凝器 冷凝水 Ikg/hr

j09b20032 7

在常压绝热干燥器内干燥某湿物料。将５００Kg的湿物料从最初含水量２０％降至２％（均为湿基）。ｔ0=２０℃，Ｈ0＝０．０１Kg水/(Kg绝干气)的空气经预热器升温至１００℃后进入干燥器，废气温度为６０℃。试计算： １．完成上述干燥任务所需的湿空气量； ２．空气经预热器获得的热量；

３．在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示。已知恒速干燥段所用时间为１ｈ，求降速段需多少时间。 j09b20033 4

湿物料经过七小时的干燥，含水量由２８．６％降至7.4%。若在同样操作条件下，由２８．６％干燥至４．８％需要多少时间？（以上均为湿基）。已知物料的临界含水量 Ｘ，平衡含水量Ｘ*＝０．０４（干基），设降速阶段中的干燥速度为ｕc＝０．１５（干基）

＝ＫX（ｘ－ｘ*）该段干燥速率曲线为直线。 j09b15034 9

在常压连续干燥器中，将处理量为０．４１７Kg/s的湿物料，自含水量为４７％干燥倒５％（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器，循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为０．８，新鲜空气的湿度Ｈ?为０．０１１６Kg/(Kg绝干气)，温度为２２℃，废气的湿度Ｈ?为0.0789Kg/(Kg绝干气)，温度为５２℃，假设干燥过程为绝热过程，预热器损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量。并在Ｈ－Ｉ图上定性绘制出湿空气的状态变化过程。 已知：绝干空气比热为１．０１KJ/Kg.℃ 水蒸汽比热为１．８８KJ/Kg.℃

H0,L0 I1’,H1’ t0

L Q G0,x2 I2,H2,t2 G0,x1 46

预热器 I1,H1 干燥器 2012年考研主观题库（下册含答案）

０℃时水蒸汽潜热为 ２４９０KJ/Kg。 j09b2003513

用直流式空调机调节空气，其工作要点为：第一步，在换热器中一次加热空气；第二步，在水喷射室中绝热冷却增湿；第三步，在换热器中第二次加热至要求的温度。 已知：干空气流量Ｌ＝３００Kg干空气／s新鲜空气状态温度Ｔ1＝０℃，相对湿度φ1＝５０％ 调节后空气状态温度Ｔ3＝２０℃，相对湿度φ2＝４０％水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表：

温度℃ －１０ ０ １０ ２０ ３０ 蒸汽压 （N/m?）259.46 610.51 1227.96 2338.59 4242.53 总压为 １０１．３KPa

试求： Ａ．在Ｈ－Ｉ（或ｔ－Ｈ）图上表示空气的状态变化过程； Ｂ．总加热量

Ｃ．用于增湿的水耗量Ｗ。 j09b15036 7

用热空气干燥某湿物料。空气初始温度ｔ0 ＝２０℃，初始湿度 Ｈ0 ＝０．００６ Kg水/Kg干气。为保证干燥产品质量，空气进干燥器的温度不得高于９０℃；为此在干燥器中间设置加热器。空气经预热器升温至９０℃通入干燥器，当热空气温度降至６０℃时，再用中间加热器将空气加热至９０℃，废气离开干燥器时的温度变为６０℃。假设两段干燥过程均视为等焓过程。

１．在湿空气的Ｈ－Ｉ（或ｔ－Ｈ）图上定性表示出空气通过整个干燥器的过程； ２．汽化每千克水所需的绝干空气量和所需供热量。 j09b1503714

将空气调节至干燥操作所需的状态, 操作流程如下图所示。

已知： 状态Ａ ＴA＝３０℃ 露点ＴdA＝２０℃Ｖ＝５００ｍ3（湿空气）／ｈ 状态Ｂ 通过换热器（即冷缺冷凝器）１后，空气中失去的水分量为4.9Kg/h 状态Ｃ 通过预热器２后，空气的温度ｔ?＝６０℃（干球） 试求： ①绘出空气状态变化的H-I 图或T-H 图。 ②空气离开换热器1 的温度tB及湿度HB。 ③空气离开预热器3 时的相对湿度φC。 附注: ①干燥操作在常压绝热条件下进行的。 ②忽略送风机前后空气温度的差异。 ③水在不同温度下的绝热饱和蒸汽压如下表：

温度 ℃ 10 15 20 30 40 50 60 蒸汽压 kPa 0.0125 0.0174 0.0238 0.0433 0.0752 0.1258 0.2031 j09a15038 9

某厂利用气流干燥器将含水20％的物料干燥到５％（均为湿基），已知每小时处理的原料量为１０００Kg，于４０℃进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气

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的干球温度为２０℃，球温度为１６．５℃，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为６０℃，湿球温度为４０℃，干燥器的热损失很小可略去不计，试求 （１）需要的空气量为多少ｍ3/h？（以进预热器的状态计）

（２）空气进干燥器的温度？（附空气湿度图）０℃时水的汽化热２４９１．２７KJ/Kg，空气与水汽比热分别为１．０１与１．８８KJ/Kg.K。 j09b15039 9

在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃湿含量为０．００７３Kg水／Kg绝干气，焓为３５KJ／Kg绝干空气；空气进干燥器温度为９０℃，焓为１０９KJ/Kg绝干气；空气出干燥器温度为５０℃；湿含量为0.023Kg水/Kg绝干气；进干燥器物料含水量为０．１５Kg水/Kg绝干料；出干燥器物料含水量为０．０１Kg水／Kg绝干料；干燥器生产能力为２３７Kg/h（按干燥产品计）。试求： １．绝干空气的消耗量（Kg绝干气/h）； ２．进预热器前风机的流量（m3/s）；

３．预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式： V=(0.772+1.244H(t+273)/2733(1.01333１０5)/P。 j09b15040 7

以空气为干燥介质干燥某种湿物料，原空气用量为１８００ｍ3/h，温度为３０℃，7湿度为０．０１２Kg/Kg 。空气先经间壁式加热器预热至１００℃后再进入干燥器；湿物料处理量为４００Kg/h，要求从含水率１０％干燥至０．５％（均为湿基）。若干燥过程 可视为等焓过程，试确定： （１）水份汽化量；

（２）空气离开干燥器时的温度和湿度； （３）加热器对空气提供的热量。 j09a10041 5

湿度为0.02的湿空气在预热器中加热到１２０℃后通入绝热常压(总压Ｐ＝760mmHg) 干燥器，离开干燥器时空气的温度为４９℃。求离开干燥器时空气的露点温度ｔd。水的饱和蒸汽压数据如下：

温度ｔ，℃ ３０ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０ 蒸汽压Ｐ，mmHg 31.8 42.18 55.3 78.9 92.5 118.0 149.4 j09a10042 5

在总压为７６０ｍｍＨｇ的N2和C3H6O（丙酮）体系中，已知内酮的露点为１５℃相对湿度为０．４，求出体系的温度为多少？丙酮的阿妥因常数Ａ＝7.11212，Ｂ＝1204.67， Ｃ＝223.5，阿妥因公式lgP=Ａ－Ｂ/（ｔ＋Ｃ）； P----mmHg ｔ----℃ j09a10044 3

氢－氮混合气（Ｎ?:Ｈ?＝１:３ mol比）的压力为１０１．３KN/m2（绝压），温度为５４℃，相对湿度φ＝５０％，试计算①湿度（Kg/Kg绝干气）；②饱和湿度（Kg/kg

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绝干气），已知５４℃下水的饱和蒸汽压为１５KN/m2。 w09c15008 5

某恒定干燥过程,如图所示。已知预热器出口空气的干球温度为t1,湿球温度为tw1此状态空气在干燥器经历一个绝热增湿过程，出干燥器空气温度为ｔ2，经冷却冷凝器冷却冷凝，析出一部分水份之后，再经预热器预热至ｔ1，且其湿球温度仍为ｔW1，如此反复循环。试在湿空气的Ｈ－－Ｉ图（或ｔ－－Ｈ）图上用线段和箭头绘出空气在上述干燥过程状态变化的示意图。并说明空气在各设备中所经历的过程。

D 冷却冷凝器 C 预热器 A t1 tW1 B 干燥器 风机 t2

w09a05001 2

欲在 298Ｋ时用相对湿度为６０％的空气干燥木材，使其中水分1降到１１．５％（湿基），你认为是否可能？为什么？已知在此条件下木材的平衡水分为１２％（干基）。 w09b05002 2

用湿空气干燥某湿物料.该物料中含水量为５０％（干基），已知其临界含水量为120%（干基）。有人建议提高空气温度来加速干燥，你认为他的建议是否可取？为什么？

H X* X0=120℅ X w09b05003 3

（１）湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不等？ （２）湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处？ w09b05004 2

在湿度图或焓湿图上示意标出新鲜空气经预热再等焓干燥的过程线。若废气与新鲜气按1:1混合使用, 示意标出新的预热线和干燥线。

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w09b05005 1

何谓空气的湿球温度，如何测定？ w09b05006 2

试说明为什么在干燥过程中,湿空气作为干燥介质时,一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。 w09a05010 6 判断正误

湿空气的相对湿度等于其实际湿度与同温度下的饱和湿度之比。（ ） 在恒定干燥条件下，物料的临界含水量必等于其结合水分含量。（ ）

对于水以及其他有机液体与空气组成的体系ｔ1＝ｔ2（绝热饱和温度）。（ ） 恒速干燥阶段除去的是非结合水。（ ） 降速干燥阶段除去的是结合水。 （ ） w09b05018 1

什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度？两者有何关系。 w09a05023 2

已知:干球温度T,及湿球温度Tw、总压P=101.3KPa,用湿度图或焓湿图示意表示空气的状态点（Ａ），并标出相应的状态参数ＨA、φA、ＴdA（露点）、ＩA（焓） w09b05024 4

马铃薯置于一定温度Ｔ及一定压力Ｐ的容器中，经过实验得平衡水随空气的相对湿度φ的变化关系如图所示。假设马铃薯的湿含量为C' ，试在图中表示出 Ａ．马铃薯的结合水与非结合水含量；Ｂ．当空气的φ＝５０％时，其自由水份与平衡水份。

C’ C 0

j09d20069 9

某干燥系统如附图所示。干燥器的操作压强为８０ｋＰａ，出口气体的温度为５９℃，相对湿度７２％，将部分出口气体送回干燥器入口与新鲜空气相混合，使进入干燥 器的气体温度不超过９２℃，相对湿度为１１％，已知新鲜空气的质量流量为0.49ｋｇ／ｓ，温度为１８℃，湿度为０．００５４ｋｇ水／ｋｇ绝干气，试求： （１）空气的循环量Ｌ为多少ｋｇ绝干气／ｓ？ （２）新鲜空气经预热后的温度ｔ℃ （３）预热器需提供的热量Ｑｋｗ

50

100℅

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主观试题

1. 用纯溶剂S吸收混合气体中溶质A。操作条件为P=1atm，t=27℃。已知：惰性气体的质 流量速为5800Kg/(m2.h)，惰性气体的分子量为29，气相总传质单元高度ＨoG＝0.5m，塔内各截面上溶液上方溶质A的分压均为零（即相平衡常数m=0）。试计算：

1.下列三种情况所需填料层高度各为若干m； （1）A的入塔浓度y1=0.02，（2） 吸收率90%； （3）A的入塔浓度y1=0.02，（4） 吸收率99%； （5）A的入塔浓度y1=0.04，（6） 吸收率90%；

2.填料层的气相体积吸收总系数ＫGa ，Kmol/(m3.s.atm)，指出气膜阻力占总阻力

的 百分数；

3.在操作中发现，由于液体用量偏小，填料没有完全润湿而达不到预期收率，且

由于

溶 剂回收塔能力所限，不能再加大溶剂供给量，你有什么简单有效措施可保证设计

吸收率？ j06c20002 6

某厂拟安装填料吸收塔，用水回收尾气中的有用组成Ａ。每小时处理2000Ｍ3（标 态）含５％（体积百分比）Ａ和空气的尾气。塔顶送出的尾气含０.２６３％Ａ（体积百分率），塔底送出的溶液每公斤含６１.２克Ａ。在此操作条件下，平衡关系Y=2.0X。

问

1 每小时能回收多少Ａ；

2 若在此操作条件下传质单元高度为０．７ｍ，填料高为多少。Ａ的分子量为

５８。

3 欲使Ａ的回收量增加２％，填料高应增加多少？

j06c15003 4

在填料高度为５ｍ的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气 液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下平衡关系Ｙ＝１．２Ｘ，溶质的回收率为９０%, 若保持气两相流量不变，欲将回收率提高到９５％，问填料层高应增加

多少ｍ？

（假设其气相的体积吸收总系数Ｋ为定值）

j06b15004 2

含甲醇１５％（质量）的水溶液，其密度为９７０Kg/m3，试计算该溶液中甲醇

的：

（1 ）摩尔分率； （２）摩尔比

1

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（３）质量比 （４）质量浓度 （５）摩尔浓度

j06c20005 8

某厂吸收塔填料层高４m ，用水吸收尾气中的公害组分Ａ。在此情况下，测得的

浓度如所示。已知平衡关系为y=1.5x，求：

（1） 气相总传质单元高度； （2） 操作液气比为最小液气比的多少倍；

（3） 由于法定排放浓度y2必须≤０．００２所以拟将填料层加高；若液气比不变，

问填料层应加高多少；

（4） 画出加高前后，吸收操作线的示意图。 Xa=0 Ya=0.004

j06b15006 4

3

尾气 Y1=0.03 在直径为０．８ｍ的填料塔中，用１２００Kg/h的清水吸收空气和ＳＯ2混合气中的 X1=0.008 ＳＯ2，混合气量为１０００ｍ（标准）/h，混合气含ＳＯ2１．３％（体积），要求回收率９９．５％，操作条件为２０℃、１atm，平衡关系为ye=0.75x，总体积传质系数Ｋ＝０．０５５Kmol/m3.s,atm，求液体出口浓度和填料高度。 j06b15007 8

常压２５℃下，气相溶质Ａ的分压为０．０５４大气压的混合气体分别与 １）溶质Ａ浓度０．００２mol/l的水溶液；

（1） 溶质Ａ浓度为０．００１mol/l的水溶液； （2） 溶质Ａ浓度为０．００３mol/l的水溶液； 接触，求以上二种情况下，溶质Ａ在二相间的转移方向。

（3） 若将总压增至５大气压，气相溶质的分压仍保持原来数值。与溶质Ａ的浓度为 ０．００３mol//l的水溶液接触，Ａ的传质方向又如何？

注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数Ｅ＝0.153１０4大气压。 j06c15008 7

在一逆流操作的填料塔中，用含Ａ组分0.2%的矿物油吸收混合气中的Ａ组分。已知进混合气中Ａ组分的含量为y1=１．５％（以上均为mol％），操作压力为１atm。 系统平衡关系服从拉乌尔定律。操作温度下Ａ组分的饱和蒸汽压为３８０mmHg。 试求: (1) 出口矿物油中Ａ组分的最大浓度。

2

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(2) 若Ａ组分的回收率为８５％，求最小液气比。

(3) 当吸收剂用量为最小用量的３倍时，气相总传质单元高度ＨoG=1.2m, 求填料层高度。（此时回收率不变） j06c20009 6

某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9m，平衡关系：y=１．４Ｘ，现场测得气体进、出口浓度为yb=０．０３，ya=０．００２，液体出口浓度为 xb=０．０１５(均为摩尔分率)。试求：

（１）操作液气比L/G及出塔溶液的饱和度φ（实际浓度比饱和浓度）； （２）气相总传质单元高度ＨoG；

（３）如果限定气体出口浓度ya' =０．００１５，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条 件下应增加多少？ j06b15010 8

在塔径为 1.33ｍ的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为２０℃，压力为１atm的混合气体中的CO22，混合气体处理量为１０００ｍ3/h，CO22含量为１３％ （体积），其余为惰性气体，要求CO22的吸收率为９０％，塔底的出口溶液浓度为０．２g CO22／１０００g Ｈ2Ｏ，操作条件下的气液平衡关系为Y=１４２０X（式中 Y、X均为摩尔比），液相体积吸收总系数Kxa１０６９５kmol/m?.h，CO2 分子量 为４４，水分子量为１８。试求：1 吸收剂用量（kg/h）； 2 所需填料层高度（m）。 j06b10011 2

当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。有一填料吸收塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，该过程的平衡线 与操作线如下图，试将下列有关参数表示在图上。 1 塔顶、塔底气液组成； 2 作出最小液气比时的操作线； 3 理论上塔底可获得的最大浓度。 j06a10013 4

用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分Ａ，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：（Ｌ／Ｖ）m i n ＝mη 式中η为溶质Ａ的吸收率。 j06c15014 2

在吸收过程中，一般按图１设计，有人建议按图２流程设计吸收塔，试写出两种情况下的操作线方程,并画出其操作线并用图示符号说明操作线斜率和塔顶底的操作状态点。

V’ ya L’,Xa V’ ya L’,Xa L’,Xa’

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j06c15015 2

下图(a)、(b)为吸收、解吸联合操作的操作线及流程。操作中，若增加解吸气用量, 而其它操作条件均不变，试在原(a)图中绘出新工况下的吸收和解吸操作线。

Yc Yb Xa Xa Yc 1 2 1 2 Ya Xc Xb Xb1 Ya Xb2 Ya1 w06b10016 2

在解吸塔中，若气、液入口浓度相同，塔又足够高，则当mG/L>1及mG/L<1时，其结果有何不同？(在Y-X 图上加以说明) w06a10017 3

在测定用清水吸收空气中氨的体积吸收总系数Ｋ的实验中，为什么要测定空气的流量(要求列出公式说明)？若用转子流量计测量空气流量时，除了读取流量计指示值外, 为了得到Ｋ，还需要测量那些数据？为什么？ w06b10018 2

根据吸收的操作流程图，在 y-x图上绘出相应的操作线和平衡线的示意图，并在图中相应标出各塔进出口浓度。设吸收剂最初不含溶质。 j06b10019 4

按图示流程画出平衡线与操作线示意图：

１．(1)低浓度气体吸收 ２． (1)低浓度气体吸收 (2)部分吸收剂循环 (2)气相串联 (3)Ｌ＝Ｖ (3)液相并联 Ｌ＝Ｖ j06b15020 7

在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为 ２５００m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于９８％。若吸收剂用量为３．６ m3/h，操作条件下的平衡关系为Y=１．２X，气相总传质单元高度为０．７ｍ。 试求：

Ａ 塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）； Ｂ 气相总传质单元数；

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Ｃ 总填料层高。 j06d20021 8

某填料吸收塔用清水逆流吸收丙酮、空气混合气中的丙酮。原工况下，进塔气体中含 j丙酮1.5%（摩尔百分率，下同），操作液气比为最小液气比的１．５倍，丙酮回收率可９９％现气体入塔浓度降为１．０％，进塔气量提高２０％，吸收剂用量，入塔浓度，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，总传质系数K，a∝G 0.8 试求：（１）新工况下丙酮回收率；

（２）若仍将回收率维持在９９％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？ j06b10022 4

用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]相平衡常数m=０．２５，已知其气膜吸收分系数ＫG=1.25 [Kmol/m2.h.atm]，液膜吸收分系数ＫL＝０．８５ [ｍ/ｈ]，试分析该气体被水吸收时, 是属于气膜控制过程还是液膜控制过程？ j06d20023 9

某混合气体以5000ｍ3/h（标准状况下）进入逆流吸收塔，入口气体浓度 Y1=0.013摩尔比，以下同)，要求的吸收率为η＝０．９９，吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.5倍，溶剂进口浓度X2=０。已知操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，Ｋya＝２００kmol/m3.h，塔截面积为 ＝１．４m2，且Ｋya∝Ｕ0.7?（此处Ｕ为空塔气速）。 ① 求传质单元数ＮoG，传质单元高度ＨoG和填料层高度Ｚ；

② 若将该塔的进塔气体增至５５００ｍ3/h（标准状况下），要求吸收率不变，在 其他条件不变情况下，问吸收剂用量需要增加多少？（设气液量增加后，塔仍能正常操作）。 j06d2002410

一填料吸收塔，填料层高度为３米，操作压强为1atm，温度为２０℃。用清水吸收空气－氨混合气中的氨，混合气体的质量速度为５８０kg/m2.h，其中含氨６％(体积％),要求吸收率为９９％，水的质量速度为７７０kg/m2.h。已知该塔在等温下逆流操作，操作条件下的平衡关系为ye=０．７５５x。 试求：（１）出口氨水浓度；

（２）以气相组成表示的平均推动力； （３）气相总传质单元高度ＨoG；

（４）如果ＫGa与气体质量速度的０．８次方成正比，试估算：当操作压强增大一倍，气体质量速度也增大一倍时，为保持原来的吸收率，在塔径和水的质量速度不变的情况下，填料层高度为多少？ j06c15025 7

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 y1=0.01(摩尔分率)，吸收率90%，操作压力为760[mmHg]，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684[mmHg]。 试求：（１）溶液最大出口浓度；

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⑴ 塔顶产品量Ｄ；

⑵ 塔底残液量Ｗ及组成ｘ?； ⑶ 最小回流比； ⑷ 精馏段操作线方程； ⑸ 提馏段操作线方程：

⑹ 若改用饱和蒸汽进料，仍用 ⑷ 中所用之回流比，所需理论板数为多少？ j07b2015910

用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，0平均相对挥发度为２．４７。

１、进料量为１５０ｋｍｏｌ／ｈ，组成为０．４（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为４，塔顶馏出液中苯的回收率为０．９７，塔釜采出液中甲苯的回收率为０．９５，求： （１） 塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；（２） 精馏段及提馏段操作线方程； （３） 回流比与最小回流比的比值。

２、 全回流操作时，塔顶第一块板的气相莫弗里板效率为０．６，全凝器凝液组成为０．９８，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。 j07a20160 4

在一精馏塔中分离二元混合物，塔顶装有全凝器，塔底为间接加热的再沸器，原料液流率为１０００ｋmｏｌ／ｈ，其组成为０．４（摩尔分率），混合液体进料，ｑ＝ ０．５，相对挥发度α＝５，塔顶产品组成为０．９５，塔顶产品Ａ的回收率为９２％，回流比为５，求所需理论塔板数。 j07a20161 5

某二元混合液连续精馏塔，符合恒摩尔流假设，xF=0.3，xD=0.8，xW=0.2 （摩尔分率），Ｒ＝２Ｒｍｉｎ，相对挥发度为３，进料量为Ｆ＝１００ｋｍｏｌ／ｈ，泡点液体进料，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热，求：

⑴ 馏出液量Ｄ和残液量Ｗ； ⑵ 所需理论塔板数。 j07b20162 5

连续精馏塔有塔板８层，塔顶采用全凝器，用以分离二元理想混合液，料液含Ａ35%泡点进料，馏出液含Ａ70％，塔釜液含Ａ10％（以上为摩尔分率），相对挥发率α＝２．５。 ⑴ 求最小回流比Ｒｍｉｎ；

⑵ 如回流比为４．５，求理论塔板数Ｎｔ及总板效率Ｅｔ。 j07b10163 4

如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液 １００ｋｍｏｌ，苯含量为５０％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量８０％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为３，相对挥发度为２．５,求每小时获得的顶馏出液量Ｄ，釜排出液量Ｗ及浓度ｘW。 j07b15164 6

用一连续操作精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，原料含苯０．５（摩尔分率,下同），

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2012年考研主观题库（下册含答案）

塔顶馏出液含苯０．９９，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的１．５倍 ，原料液于泡点状态进塔，加料板上的液相组成与进料组成相同。泡点为９２．３℃，求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。苯的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算， logp°=A-B/(t+C),A=6.036995,B=1214.645,C=221.205 式中p0的单位为kPa，t为溶液的泡点, 单位为℃。 j07d10165 2

某分离理想溶液的精馏塔，顶部流程如图所示，分凝器流下液体全部回流。回流比 Ｒ＝３。溶液中轻重组分相对挥发度α＝２，已知ｙ1＝０．７５，求：ｘD

分凝器 xD’ 全凝器 xf j07a15166 4

用常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合物，原料中含苯０．４０，塔顶馏出液中含苯0.9(以上为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度α＝２．５，操作回流比为最小回流比的１．５倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。 j07a10167 6

某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成XD=０．９（摩尔分率），二元系统相 对挥发度α＝４，进料组成为XF＝０．５（摩尔分率），回流比Ｒ＝１时， 求：⑴ 离开第一块板的液相组成X１为多少？ ⑵ 进入第一块板的气相组成ｙ２为多少？ ⑶ 两操作线交点ｄ的气液组成？ j07d20168 8

常压下用连续精馏塔分离甲醇和水的混合物，其平衡关系如图所示，已知进料状态为饱和蒸汽，其中含甲醇４０％，要求塔顶馏出液中含甲醇９５％，釜液中甲醇含量不大于５％（以上均为ｍｏｌ％），塔顶设全凝器，泡点回流，回流比为２．５，塔釜用水蒸汽间接加热，试求：

⑴ 完成该分离任务所需的 理论塔板数ＮＴ及进料位置； ⑵ 在给定条件下的最小回流比；

0.6 ⑶ 若要求甲醇在塔顶的回收率为９５％， 而塔板数可不受限制，

1.0 Y 0.8 0.4 42 2012年考研主观题库（下册含答案）

则釜液中甲醇浓度值将不低于多少？

j07a10169 4

已知某精馏塔进料组成ｘｆ＝０．５，塔顶馏出液组成XD＝０．９５，平衡关系 ｙ＝０．８ｘ＋０．２，试求下列二种情况下的最小回流比Ｒｍｉｎ。 ⑴ 饱和蒸汽加料； ⑵ 饱和溶液加料。 j07a10170 3

在常压连续精馏塔中分离二元混合物，进料为饱和液体，其中易挥发组分含量为0.50（摩尔分率），回流比Ｒ＝３，提馏段操作线斜率为1.25，截距为 -0.0187，求X j07a10171 3

在连续精馏塔中，进行全回流操作。已测得相邻两板上液相组成分别为Xn-1=0.8, Xn=0.7，（均为易挥发组分摩尔分率），已知操作条件下相对挥发度α＝３，则yn=? Xn*=?，以液相组成表示的第ｎ板的单板效率EML=? j07b10172 6

由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，塔板上每小时加入甲醇水溶液１００ｋｍｏｌ，其中甲醇含量为０．３，要求塔顶得到甲醇浓度为０．６的馏出液。塔顶采用全凝器，泡点进料，由于塔只有一层板，且进料是在这一板上加入，故塔可以不用回流（平衡关系见图）。试求： ⑴ 釜液组成；

⑵ 馏出液和釜液量（ｋｍｏｌ／ｈ）。 j07a10173 5

由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇４０％(摩尔分率)的甲醇水溶液１００ｋｍｏｌ，要求塔顶馏出液组成X=０．８４，塔顶采用全凝器，回流比Ｒ＝３，在操作条件下的平衡关系为ｙ＝０．４５ｘ＋０．５５， 求：⑴ 塔釜组成ｘW；

⑵ 每小时能获得的馏出液量Ｄ。

j07d10174 3

在精馏塔内精馏某二元理想溶液，泡点进料，进料中易挥发组分组成xf=0.3（摩尔分率）。若采出率Ｄ／Ｆ＝４０％，回流比为３，相对挥发度为２．５，当所需理论板 层数为无穷多时，则塔顶馏出液浓度最大可达多少？并写出二段操作线方程。

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xw xf xD 2012年考研主观题库（下册含答案）

j07d10175 3

在精馏塔内精馏某二元理想溶液，相对挥发度为２．５，泡点进料，xf=0.3（摩尔分率），若Ｄ／Ｆ＝２０％，Ｒ＝３时理论板数为无穷多，塔底残液浓度最低可达多少？ 并写出二段操作线方程。 j07a15176 8

用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为１００ｋｍｏｌ／ｈ，进料组成为０．４（摩尔分率，下同），馏出液组成为０．９，残液组成为０．１，相对挥发度为２．５，饱和液体进料。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为３。试求： ⑴ 馏出液及残液量；

⑵ 塔釜每小时产生的蒸汽量为多少ｋｍｏｌ？ ⑶ 离开塔釜上一块理论板液相组成为多少？ ⑷ 最小回流比为多少？ j07a15177 5

苯和甲苯混合液含苯０．４（摩尔分率，下同），流量为１００ｋｍｏｌ／ｈ，于常压下进行连续精馏，要求塔顶XD=０．９，塔底X=0.0677,D=40kmol/h，原料于泡点下进入，Ｒ为Ｒｍｉｎ的１．５倍，已知操作条件下相对挥发度α＝２．４７是常数。求： ⑴ 精馏段操作线方程； ⑵ 提馏段操作线方程。 j09d25026 9

已知 dx/dτ与x间的关系在恒速干燥阶段为－ｄｘ／ｄτ＝Ｒc，在降速阶段中为一直线，并已知临界湿含量（干基）为ｘc，平衡湿含量（干基）为ｘ*，式中ｘ为干基湿含量，τ为干燥时间，试导出：

（１）降速干燥阶段中ｘ与τ的关系（降速 段开始时取τ＝０）； （２）降速干燥阶段中ｄｘ／ｄτ与τ的关系（降速从而开始时取τ＝０）。 在以上推导中要求：

① 不直接采用教材上已导出的τ与ｘ的关系式；

② 最后导得的式中，除因变量（ｘ，ｄｘ／ｄτ）及自变量（τ）外，只能出现ｘc、ｘ*和Ｒc三个量。 j09c1502711

某湿物料在气流干燥器内进行干燥，操作压力为１０１KN/m2，湿物料的处理量为１Kg/s，湿物料的含水量为１０％，产品的含水量不高于２％（以上均为湿基），空气的初 始温度为２０℃，湿度０．００６Kg水／Kg绝干气体，若将空气预热至１４０℃进入干燥器，并假定干燥过程近似视为等焓过程（即ＩH1＝ＩH2）试求：

（１）当气体出干燥器温度选定为８０℃，预热器所提供的热量及热效率； （２）若气体出干燥器的温度选定为４５℃，气体离开干燥器时，因在管道及旋风分离器中散热，温度下降 了１０℃，问此时是否会发生物料反潮现象？（已知水的饱和温度和 饱和蒸汽压间的关系为：ｔs =3991/ (16.5 - lnPs)-234 ，Ps ----KN/m2,

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2012年考研主观题库（下册含答案）

ｔs -----℃ 有关参数：ｒ0=2492 KJ/Kg; ｃg=1001 KJ/Kg.℃ ｃv=1.88 KJ/Kg.℃ j09b1502810

在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得当ｔ＝５０℃，φ＝７０％，气体的质量流速Ｌ=２．５Kg/m2.S，气体平行流过物料表面，水份只从物料上表面汽化，物料由湿含量Ｘ1变到Ｘ2，干燥处于恒速段，所需干燥的时间为τa＝１小时。问：

（１）如其他条件不变，且仍处于恒速段，只是介质的条件中有两项改变为ｔ＝８０℃，φ＝２０％（Ｌ不变），求所需干燥时间τ?；

（２）如其他条件不变，且仍处于恒速段，只是物料层厚度增大一倍，求所需干燥时间 τa。

注：水的汽化潜热可由下式计算：ｒ＝2491.27 - 2.30285t ｒ汽化潜热KJ/Kg t汽化温度℃？ j09c15029 3

现有新鲜的户外空气ｔ＝３５℃，φ＝７０％，需将其加工为２０℃，φ＝６０％的空气试提出一种加工的方法，在ｔ－Ｈ图上标明加工过程，并计算每加工１Kg干空气，所 需供入与输出的热量。 j09b15030 9

有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为１０００Kg/h（以干燥产品计）物料水分由１２％降为３％（均为湿）物料温度则由１５℃至２８℃，绝干物料的比热为１．３KJ/(Kg绝干料,℃)，空气的初温为２５℃，湿度为０．０１Kg/Kg绝干空气，经预 热器后升温至７０℃，干燥器出口废气为４５℃，设空气在干燥器进出口处焓值相等，干燥系统热损失可忽略不计，试求：

① 在Ｈ－Ｉ图上（或ｔ－Ｈ图上）示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点； ② 空气用量（ｍ3/h ）（初始状态下）；

③ 为保持干燥器进出口空气的焓值不变，是否需要另外向干燥器补充或移走热量？其值为多少？ j09b15031 3

已知一个干燥系统的操作示意图如下：

求：（１）在ｔ－Ｈ图上（或Ｉ－Ｈ图上）画出过程示意图 （２）循环干空气量Ｌ[Kg/hr]

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馏段操作线方程。 j07d20115 9

在连续精馏塔中分离苯－甲苯溶液。塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。进料中含苯３５%（ｍｏｌ％，下同），进料量为１００ｋｍｏｌ／ｈ，以饱和蒸汽状态进入塔中部。塔顶馏出液量为４０ｋｍｏｌ／ｈ。系统的相对挥发度为２．５。且知精馏段操作线方程为ｙ＝０．８ｘ＋０．１６。试求： （１） 提馏段操作线方程；

（２） 若塔顶第一板下降的液相中含苯７０％，求该板以气相组成表示的板效率Ｅmv； （３） 当塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，若塔板数无限多，塔底残液的浓度为多少？ j07c20116 6

图示为双组分混合液精馏塔。塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比为８。系统相对挥发度 α＝２．５。由塔上部抽出的侧线液相产品量为 θ kmol/s，其组成 ｘθ= ０.９ 进料F=10kmol/s，xF=0.5，进料状态系饱和液体。塔顶馏出液D=2kmol/s，xD=0.98，塔底残液组成ｘW＝０．０５。试求： （１） 抽出液量θ；

（２） 由第三块理论板下降液体组成。（塔序由塔顶算起） j07d20117 6

有两股某种理想混合液在常压精馏塔中进行分离。两股料液的摩尔流量相同，组成分别为０．５和０．２（易挥发组分的摩尔分率，下同），两者均为泡点进料，并在适当位

D,xD F,xf θ,xθ W,xW 置加入精馏塔中。若要求馏出液组成为０．９，釜液组成为０．０５，求该精馏过程的最小回流比。塔顶采用全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，塔内流股为恒摩尔流动。操作条件下 相平衡关系可用下式表示：ｙ＝２．５3ｘ／（１＋１．５3ｘ） j07c20118 5

图示为双组分精馏流程，进料F=20kmol/s、x?=0.5(摩尔分率，下同)、q=0.4，塔顶ｘ

D=0.99，侧线抽出液体θ

=3kmol/s，ｘθ=0.95，塔底ｘW=0.035，相对挥发度α=3。 试求：

⑴ 最小回流比；

⑵ 若回流比Ｒ＝６，列出提馏段操作线方程。 j07c20119 5

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2012年考研主观题库（下册含答案）

某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精饱塔的中部，已知 xf=0.5(摩尔分率，下同)，

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xD=0.9, xW=0.05，相对挥发度α＝３，回流比Ｒ＝２Ｒmin。试求： ⑴ 提馏段操作线方程；

⑵ 进入第一块理论板（由顶往下数）的汽相浓度；

⑶ 若因故塔釜停止加热，欲维持ｘD不变应如何操作？此时塔釜排液ｘW＝？ j07c20120 5

分离二元理想混合物采用如图示的精馏分离流程，泡点回流，塔釜间按蒸汽加热，第一股加料，F1=1kmol/s, xf1=0.6，ｑ1=1，第二股加料Ｆ2＝0.5kmol/s，xf2=0.4, ｑ2＝０，要

F1,xf1 求ｘD＝０．９９，ｘW＝０．０２(以上均为摩尔分率)。 D,xD q1 ⑴ 若回流比Ｒ＝１，求塔中间段（两个加料口之间）的操作线方程；

F2,xf2 ⑵ 若相对挥发度α＝３，求最小回流比Ｒmin。 q2 j07c20121 5

某精馏塔塔顶有饱和液体进料，ｘF＝０．５，塔底出料ｘW＝０．２，塔顶蒸汽冷凝W,x 到泡点，1/3作产品，2/3作回流，ｘD=0.8(以上均为摩尔分率)，物系 α=3。试计算: ⑴ 所需理论板数（包括塔釜）；

⑵ 若Ｆ，ｘ?，ｑ不变，塔釜加热量和回流液体量也不变，当塔的理论板数不限时 ，问塔顶可达到的最大浓度为多少？ j07d2012213

如图所示的常压操作连续精馏塔用以分离苯－甲苯溶液，yD=0.72(摩尔分率，下同)的塔顶蒸汽经分凝器冷凝后液相作为塔顶回流液，气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品，进料Ｆ为１００ｋｍｏｌ／ｈ，进料浓度ｘF= 0.44，泡点进料，塔顶与塔底产品各一半，塔馏出液浓度ｘD= 0.83，取相对挥发度α=2.5，塔釜液平均分子量取 M = 91.4kg/kmol， 求：

y1 D,xD xf F,xf W,xW 图一 WyD xD xD xW ⑴ 塔釜液浓度； ⑵ 操作回流比；

⑶ 塔釜蒸发量Ｖ’ｋｇ／ｈ； ⑷ 最小回流比Ｒｍ；

⑸ 全塔理论板数。最少理论板的求算式为:

Ｎｍ＝｛ｌｇ［ｘＤ／（１－ｘ）］［（１－ｘ）Ｗ／ｘ］｝｝／ｌｇα，

Ｙ＝0.75（１－ｘ0.567），Ｙ＝（Ｎ－Ｎmin）／（Ｎ＋１），ｘ＝（Ｒ－Ｒmin）／（Ｒ＋１）。

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j07b15123 9

某精馏塔分离Ａ，Ｂ混合液，料液为含Ａ和Ｂ各为５０％的饱和液体，处理量为100 ｋｍol／ｈ，塔顶、塔底的产品量各为５０ｋｍｏｌ／ｈ，要求塔顶组成ｘ?＝０．９（摩尔分率），取回流比为５，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求： ⑴ 塔底产品组成；

⑵ 塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量； ⑶ 蒸馏釜每小时产生蒸汽量； ⑷ 提馏段操作线方程式；

⑸ 相对挥发度α=3，塔顶第一层板的板效率 EmL=0.6，求离开第二块板(实际板)的上升蒸汽组成。 j07d20124 8

常压下，将乙醇～水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为０．８９４）加以分离。 Ｆ＝１００ｋｍｏｌ／ｈ，ｘ?＝０．３，进料状态为汽液混合状态，其中汽相含乙醇 ｙ＝０．４８，液相含乙醇ｘ＝０．１２。要求ｘD＝０．７５，ｘW＝０．１（以上 均为摩尔分率）。塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点下回流，设回流比Ｒ＝1.6 Ｒ?，挟点不是平衡线与操作线的切点。系统符合恒摩尔流假定。试求： （１）ｑ线方程； （２） 提馏段操作线方程；

（３） 若Ｆ，ｘ?，Ｄ，Ｒ不变情况下，馏出液可能达到的最大浓度。 j07b15125 5

常压连续精馏塔分离二元理想溶液，塔顶上升蒸汽组成ｙ１＝０.９６（易挥发组分摩尔分率），在分凝器内冷凝蒸汽总量的１／２（摩尔）作为回流，余下的蒸汽在全 凝器内全部冷凝作塔顶产品，操作条件下，系统平均相对挥发度α＝２．４，求： ⑴ 塔顶产品及回流液的组成；

⑵ 由塔顶第二层理论板上升的蒸汽组成。 j07c15126 5

欲用连续精馏塔分离两组分的混合液。已知ｘF＝０．３（摩尔分率，下同），饱和液体进料。采出率Ｄ／Ｆ＝０．４（摩尔比），系统的α＝２，采用回流比为４。试求： （１） 当ｘ1＝０．７时，精馏段及提馏段的操作线方程； （２） 板数不限时，馏出液最大浓度。 j07d10127 5

用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，饱和水蒸汽 Ｓ＝５０ｋｍｏｌ/h由塔底进入，加料组成xF=0.2(摩尔分率，下同)，温度为20℃，F=100kmol/h, 料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度ｘD及易挥发组分的回收率η。在本题范围内平衡关系可表示为ｙ＝３ｘ，液相组成为ｘ＝０．２时，泡点为８０℃，比热为１００ｋＪ／kml2℃，汽化潜热４００００ｋＪ／ｋｍｏｌ。 j07d10128 4

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某连续操作精馏塔如上页图一所示，已知料液摩尔组成 xF=0.2，料液以饱和液体状态直接加入塔釜，塔顶设全凝器，全塔共两块理论板(包括塔釜)，塔顶摩尔采出率Ｄ／Ｆ=1/3，回流比Ｒ＝１，泡点回流，此条件下物系的相平衡关系可表示为ｙ＝４ｘ，试计算ｘD＝？ j07d10129 4

用一连续精馏塔分离二元理想溶液，塔内有10块实际板，总板效率为50% ，进料量为 100kmol/h，xF=0.2(摩尔组成，下同)，要求每小时产15kmol的浓度为0.99的馏出液是否有可能？已知相对挥发度为2.46。最少理论板的求算式为:NT=lg[(xD/xB)D(xB/xA)W]/lgα j07b15130 5

原料以饱和液体状态由塔顶加入， F=1kmol/s， xF=0.5 (摩尔分率，下同) ，塔釜间接蒸汽加热，塔顶无回流，要求ｘD＝０．６５，ｘw＝０．０３，相对挥发度α＝２．７，试求：⑴ 操作线方程；

⑵ 设计时若理论板数可增至无穷，Ｆ、ｘF和Ｄ不变，ｘD的最大值是多少？ j07b15131 6

分离苯－甲苯混合液，原料液中含苯０．５（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出 液中要求含苯０．９５，塔顶用一分凝器和一全凝器（如图），测得塔顶回流液中含苯０．８８，离开塔顶第一层板的液体含苯０．７９，求： ⑴ 操作条件下平均相对挥发度α； ⑵ 操作回流比Ｒ； ⑶ 最小回流比Ｒｍｉｎ。

j07b10132 4

用一连续操作的精馏塔，在常压下分离苯－甲苯混合液，原料液含苯０．５（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯０．９，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的1.5 倍，泡点进料，设加料板上的液相组成与进料组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为 145.3kPa，试求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。 j07d10133 3

用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分０．４０，馏出液中含易挥发组分０．９５（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为２．８，最小回流比１．５０，说明原料液的进料热状况，求出ｑ值。 j07a15134 5

组成为 xF=0.45 的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中气液摩尔比为1:2 ，塔顶 xD=0.95(以上均为摩尔分率)，易挥发组分回收率为95% ，回流比 R=1.5Rmin，相对挥发度α=２.５，试求：

⑴ 原料中汽相和液相组成； ⑵ 列出提馏段操作线方程。 07a10135 4

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L D,xD V

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某双组分理想物系当温度ｔ＝80℃时，ＰA°＝106.7kPa，ＰB°＝ 40kPa，液相摩 尔组成ｘA＝０．４，试求：

⑴ 与此液相组成相平衡的汽相组成ｙA； ⑵ 相对挥发度α。 j07a10136 6

某精馏塔分离易挥发组分和水的混合物，流程如图所示，F=200kmol/h，xF=0.5 (摩尔组成，下同)，加料为汽液混合物，气液的摩尔比为2:3，塔底用饱和水蒸汽直接加热，离开塔顶的汽相经分凝器冷凝(1/2)V量作为回流液体，其余(1/2)V量的汽相经全凝器冷凝作产品，已知Ｄ＝９０ｋｍｏｌ／ｈ，ｘ?＝０．９，相对挥发度α＝２，试求: ⑴ 离开塔顶第一块板的汽相浓度ｙ1； ⑵ 塔底产品ｘW。

j07b15137 5

s 分凝器 V/2 全凝器 D.xD F.xf w.xD 进料组成ｘf＝０．２(摩尔组成，下同)，以饱和蒸汽状态自精馏塔底部加入，塔底不再设再沸器，要求ｘD＝０．９５，ｘF＝０．１１，相对挥发度α＝２．７，试求： ⑴ 操作线方程;

⑵ 设计时若理论板数可增至无穷，且Ｄ／Ｆ不变，则塔底产品浓度的最低值为多少？ j07b10138 5

某精馏塔用以分离Ａ组分（易挥发组分）和水的混合物，已知xF=0.5(摩尔分率，下同)， xD=0.95， xW=0.1，回流比Ｒ＝１．５，泡点回流，饱和液体进料，塔底用饱和 水蒸汽直接加热，物系相对挥发度α＝２．２５，试求： ⑴ 从塔顶的第一块板理论板下降的液体浓度； ⑵ 塔顶采出率Ｄ／Ｆ。 j07c10139 3

某二元混合物原料中易挥发组分ｘf＝０．４(摩尔分率，下同)，用简单蒸馏的方式使蒸馏残液 xW＝０．１，试求所得汽相的平均浓度。设相平衡关系在本题范围内可用 ｙ＝１．５ｘ＋０．０５表示。 j07b20140 8

用一连续精馏塔在常压下分离甲醇～水混合物，进料为含甲醇０．４１的饱和蒸汽 ，流率为１００ｋｍｏｌ／ｈ。要求塔顶馏出液含甲醇不低于０．９５，塔底釜液甲醇不大于０．０５（以上均为摩尔分率），已知操作条件下的平衡关系如附图，操作时回流比为２．４，试求：

⑴ 塔顶、塔底产品的流率； ⑵ 所需理论塔板数及进料板位置；

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2012年考研主观题库（下册含答案）

⑶ 两段的液相流率与汽相流率之比和ｑ线方程； ⑷ 对应的最小回流比。 j07b2014110

用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物，塔顶设全凝器，塔底设再沸器，进料量为１５０ ｋｍｏｌ／ｈ，其中含苯 ０．４（摩尔分率，下同），泡点进料，通过取样测得塔顶馏出液中苯回收率为９２．２０％，塔底产品中苯的组成为０．０５，实际操作回流比Ｒ＝２．４３，已知操作条件下平衡关系如图所示，若设该塔在最适宜位置进料,试求： ⑴ 塔顶、塔底产品流量及塔顶组成； ⑵ 该塔具有理论板数和进料位置； ⑶ 精馏段及提馏段液气比各为多少；

⑷ 因长期操作再沸器内结垢，试问对塔顶产品质量有何影响？如何才能维持正常生产？（设产品流量不变） j07b15142 8

每小时分离乙醇－水混合液２３６０ｋｇ的常压连续精馏塔，塔顶采取全凝器，进料组成ｘF＝０．２。现测得馏出液组成ｘD＝0.8，釜液组成ｘW＝0.005，精馏段某一块板上的汽相组成为0.6，由其上一板流下的液相组成为０．５（以上均为摩尔分率），试求： ⑴ 塔顶馏出液量及釜液流出量； ⑵ 操作回流比与最小回流比；

⑶ 计算在料液组成与塔顶组成下乙醇对水的相对挥发度。 操作条件下的平衡关系如图所示。 j07a10143 4

一双组分精馏 塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成 ｙ1＝０．９６ (摩尔分率，下同)，冷凝液组成ｘD＝０．９５，两个组分的相对挥发度α＝２，求： ⑴ 出分凝器的汽体组成ｙD＝？

⑵ 出分凝器之液、汽的摩尔流率比Ｌ／ＶD＝？ j07a20144 7

用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为０．３，流量为１００ｋｍｏｌ／ｈ的甲醇－水混合液，泡点进料，并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015（以上均为摩尔分率），已知精馏段操作线为：ｙ＝０．６ｘ＋０．３８;操作条件下的平衡关系如图所示，试求：

⑴ 塔顶及塔底的产品流量（ｋｍｏｌ／ｈ）； ⑵ 塔的理论板数及进料位置；

⑶ 流入再沸器的液相流量及组成，离开再沸器的气相流量及组成。 j07b15145 6

某饱和液体原料进入精馏回收塔塔顶，ｘF＝０．５（以下均以摩尔分率表示），塔底出料ｘW＝０．２，塔顶蒸汽引入全凝器。凝液的１／４作成品，３／４作回流进入塔顶，凝液浓度为０．８。试计算：

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2012年考研主观题库（下册含答案）

⑴ 易挥发组分的回收率； ⑵ 所要求的理论塔板数（包括釜）； ⑶ 塔釜蒸发量与进料量的比值。 j07a10146 3

某二元混合物原料中易挥发组分ｘF＝０．４(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50% 的物料汽化，试求汽相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度α＝３） j07c20147 6

某二元混合液体中，重组分为水。设计拟用直接水蒸汽加热方式精馏，料液以饱和蒸汽状态加入塔的中部。塔顶设全凝器，泡点回流。已知：料液Ｆ＝１００ｋｍｏｌ／ｈ，ｘF＝0.4(摩尔组成，下同)，设计回流比Ｒ=1.5Ｒmin，要求塔顶 ｘD=0.9，塔顶回收率η＝９０％，操作条件下相对挥发度α＝２．５，且满足恒摩尔流假定。试求： ⑴ 塔底产品组成ｘ；

⑵ 分别列出该设计条件下精馏段与提馏段操作线方程。 j07c15148 6

某精馏塔分离Ａ组分和水的混合物（其中Ａ为易挥发组分），ｘD=0.95,xW=0.1, xF=0.5(均为摩尔分率)，原料在泡点下进进入塔的中部。塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比Ｒ＝１．５，塔底用饱和水蒸汽直接加热，每层塔板气相默夫里板效率Ｅmv＝ ０．５，在本题计算范围内，相平衡关系为ｙ＝０．５ｘ+０．５。试求： ⑴ 从塔顶的第一块实际板下降的液体浓度； ⑵ 塔顶的采出率Ｄ／Ｆ。 j07c20149 6

欲用连续精馏塔分离苯－甲苯溶液。已知ｘF＝０．５，ｘD＝０．９，ｘW＝0.1 （均为摩尔分率）。采用回流比Ｒ＝２Ｒmin，系统相对挥发度α＝２．５。饱和液体由塔中部加入，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试求： （1）采出率Ｄ／Ｆ；

（2）精馏段及提馏段操作线方程；

(3) 完成上述分离任务所需理论板数至少不少于几块？ j07c20150 5

某精馏塔流程如图示。塔顶设置分凝器和全凝器。已知：Ｆ＝５００ ｋｍｏｌ／ｈｑ＝１，ｘF＝０．5（摩尔分率，下同），ｘD＝０．９５，ｘW＝０．０５，Ｖ＝０．８Ｌ，ｙW＝０．０８。设全塔相对挥发 度恒定，物系符合恒摩尔流假定。试求： ⑴ 回流比；

⑵ 离开塔顶第一块理论板的液体组成。

Vxf x0 xD y0 38

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j07c15151 5

某二元混合液的精馏操作过程如图所示。已知原料以饱和液体状态直接加入塔釜，原料组成ｘF＝0.52(摩尔分率，下同)，要求塔顶产品组成ｘD=0.8，Ｄ／Ｆ=0.5的操作条件下，物系的α＝３．０，塔顶设全凝器，泡点回流。若设计回流比Ｒ＝３．０，求为完成上述

D,xD F,xF,q W,xW 分离任务所需的理论板数。（操作满足恒摩尔流假定） j07b15152 8

欲将Ａ、Ｂ两组分的理想混合液在连续精馏塔中实现分离。已知：Ｆ＝100kmol/h，ｘF＝０．１８（摩尔分率，下同），饱和液体进料，ｘD＝０．９９，ｘW＝0.05，采用回流比Ｒ＝３．４，系统的α＝３。且知，当加料口在最适宜位置时，理论板与回流比关系式为：lg((N-Nmin)/(N+1))=-0.9((R-Rmin)/(R+1))-0.17 式中N及Nmin均指全塔（包括塔釜）的理论板数。试求：

⑴ 塔顶易挥发组分回收率； ⑵ 理论板数。 j07b20153 7

欲用连续精馏塔分离某二元理想溶液，已知Ｆ＝１０ｋｍｏｌ／ｓ，ｘF＝０．５，ｑ＝０，ｘD＝０．９５，ｘW＝０．１（均为摩尔分率），系统的α＝２。塔顶采用全凝器，泡点回流。塔釜用间接蒸汽加热。且知塔釜的汽化量为最小塔釜汽化量的1.5 倍。 试求： ⑴ 塔顶易挥发组分的回收率； ⑵ 塔釜的汽化量；

⑶ 流出第二块理论板的液体组成。（塔序由顶部算起） j07a15154 6

分离苯和甲苯混合液，进料组成为０．４，馏出液组成为０．９５，残液组成为0.05（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2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：

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⑴ 最小回流比；

⑵ 若回流比取最小回流比的１．２倍，列出精馏段操作线方程； ⑶ 列出提馏段操作线方程。 j07c20155 6

在常压连续精馏塔中分离Ａ、Ｂ混合液（如附图所示）。两股进料情况如下： Ｆ1＝１００ｋｍｏｌ／ｈ，ｘF1＝０．６（摩尔分率，下同），Ｆ2＝２００ｋｍｏｌ／ｈ，

V D,xD LK F1,xf1 F2,xf2 W,xW ｘF2＝０．２，均为饱和液进料。要求分离后馏出液中组分Ａ含量不小于０．８，釜液中组分Ａ浓度不大于０．０２，操作回流比为２。试求两股进料间的操作线数值方程。 j07d20156 9

苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成ｘ(苯)＝０．７，要求得到组成为０．８的塔顶产品（以上均为摩尔分率）。现用以下三种方法操作： ⑴ 连续平衡蒸馏； ⑵ 简单蒸馏（微分蒸馏）； ⑶ 连续精馏。

在 ⑶ 情况下，塔顶用一分凝器，其中５０％的蒸汽冷凝并返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体保持平衡。对于每种方法进料量均为１００ｋｍｏｌ，问塔顶、釜产量各为多少？气化量为多少？已知α＝２．４６。 j07c20157 4

精馏塔采用全凝器，用以分离平均相对挥发度为２的某理想溶液。已知原料液的总浓度为０．５（摩尔分率），塔顶馏出液浓度为０．９６（摩尔分率），实际回流比为最小回流比的１．５倍，进料为汽液两相共存，且汽相和液相的分子数相等，求离开第二块理论板的汽相组成。 j07c2015810

苯和甲苯混合物中，含苯０．４，流量１０００ｋｍｏｌ／ｈ，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯０．９（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于９０％，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的１．５倍。已知α＝２．５。试求：

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