【计算题】用泵将连续釜式反应器内的物料输送至敞口高位槽内,如图2所示。物料密度为 ,粘度为 。反应器内物料上方的压强保持在 (真空度),物料的输送量为 。管道直径为 ,总长为50m,管壁的绝对粗糙度为0.3mm。管路中有一个全开的闸阀、一个半开的截止阀和3个90°标准弯头。反应器内的液面与管路出口的垂直距离为15m。若泵的效率为70%,试计算泵所需的轴功率。 图2

化工设备大量采用焊接结构。A. 正确B. 错误

第六章 相平衡6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。(1) I2(s)与其蒸气成平衡;(2) MgCO3(s)与其分产物MgO(s)和CO2(g)成平衡;(3) NH4Cl(s)放入一抽空的容器中,并与其分产物NH3(g)和HCl(g)成平衡;(4) 任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。(5) 过量的NH4HCO3(s)与其分产物NH3(g)、H2O(g)和CO2(g)成平衡;(6) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。: (1)C = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C –P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. (3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C – P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.(5)C = 4 – 3 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (6)C = 3, P = 2, F = C – P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.3 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为求:(1) 平衡时液相组成及系统的压力p。(2) 平衡时气、液两相的物质的量:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult定律,因此 (2)系统代表点,根据杠杆原理 6.5 已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃液态混合物。在恒温90℃下逐渐降低压力,问(1) 压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?(2) 压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?(3) 压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少?:原始溶液的组成为 (1)刚开始出现气相时,可认为液相的组成不变,因此 (2)只剩最后一滴液体时,可认为气相的组成等于原始溶液的组成 (3)根据(2)的结果 由杠杆原理知, 6.6 101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。100102.1104.4107.5113.8118.10.3000.5000.7000.9001.0000.1850.3740.5750.8331.000(1) 画出气-液平衡的温度-组成。(2) 从上找出组成为的气相的泡点。(3) 从上找出组成为的液相的露点。(4) 105.0℃时气-液平衡两相的组成是多少?(5) 9 kg水与30 kg醋酸组成的系统在105.0℃达到平衡时,气-液两相的质量各位多少?:(1)气-液平衡的温度-组成为 (2)的气相的泡点为110.3℃。 (3)的液相的露点为112.7℃。 (4)105.0℃时气-液平衡两相的组成,。 (5)系统代表点 6.7 已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成为:L1(苯酚溶于水),8.75 %;L2(水溶于苯酚),69.9 %。(1) 在30℃,100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少?(2) 在上述系统中若再加入100 g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各变到多少? :(1)系统代表点,根据杠杆原理 (2) 系统代表点 6.8 水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325 kPa下,系统的共沸点为89.7℃。气(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡时的组成依次为:70.0 %;8.7 %;85.0 %。今由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热,问:(1) 温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少?(2) 当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少? :相见(6.7.2)。(1)温度刚要达到共沸点时系统中尚无气相存在, 只存在两个共轭液相。系统代表点为。根据杠 杆原理 (2)当温度由共沸点刚有上升趋势时,L2消失,气相和L1共存,因此 6.9 恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成如附,指出四个区域平衡的相及自由度数。:各相区已标于上。 l1, B in A. l2, A in B.自由度:四个区域从上到下 2 1 2 16.10 为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在86.0 kPa压力下用水蒸气蒸馏。已知:在此压力下该系统的共沸点为80℃,80℃时水的饱和蒸气压为47.3 kPa。试求:(1) 气相的组成(含甲苯的摩尔分数);(2) 欲蒸出100 kg纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克?:沸腾时系统的压力为86.0 kPa,因此 消耗水蒸气的量 6.11 A–B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相如附,试指出各个相区的相平衡关系,各条线所代表的意义,以及三相线所代表的相平衡关系。 :单项区, 1:A和B的混合溶液 l。 二相区: 2, l1 + l2; 3, l2 + B(s); 4, l1 + A(s) 5, l1 + B(s); 6, A(s) + B(s) 三项线: MNO, IJK, LJ, 凝固点降低(A),JM, 凝固点降低(B),NV, 凝固点降低(B) MUN, 溶度曲线。6.12 固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相如附。指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a,b的样品的冷却曲线。 :单项区:1 (A + B, 液态溶液, l) 4 (A + B, 固态溶液, s) 二相区: 2 (l1 + s1), 3 (l2 + s2) 上方曲线,液相线,表示开始有固溶体产生;下方曲线,固相线,表 示液态溶液开始消失。 冷却曲线如所示6.13 低温时固态部分互溶、高温时固态完全互溶且具有最低熔点的A-B二组分凝聚系统相如附。指出各相区的稳定相及各条线所代表的意义。1区为液态溶液,单相区;2区为固态溶液(固溶体),此区域内A、B可互溶成一相;3区是液态溶液与固溶体α两相平衡区;4区是液态溶液与固溶体β两相平衡区;5区是固溶体α与固溶体β两相平衡区;最上边的一条曲线是液相组成线,也是A、B相互溶度随温度变化曲线;中间的abc线是固态溶液组成线,表示不同温度下与液相平衡时固态溶液的组成;下面的def线是A(s)、B(s)的相互溶度曲线,表示不同温度下固溶体α与固溶体β两相平衡时固溶体α与固溶体β的组成。6.15二组分凝聚系统相如附。(1) 指出各相区稳定存在时的相;三相线上的相平衡关系;(2) 绘出中状态点为a , b , c三个样品的冷却曲线,并注明各阶段时的相变化。 :该过程示如下 设系统为理想气体混合物,则 1.11 有某温度下的2dm湿空气,其压力为101.325kPa,相对湿度为60%。设空气中O与N的体积分数分别为0.21与0.79,求水蒸气、O与N的分体积。已知该温度下水的饱和蒸汽压为20.55kPa(相对湿度即该温度下水蒸气的分压与水的饱和蒸汽压之比)。1.12 一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水。但容器于300 K条件下大平衡时,容器内压力为101.325 kPa。若把该容器移至373.15 K的沸水中,试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的任何体积变化。300 K时水的饱和蒸气压为3.567 kPa。 :将气相看作理想气体,在300 K时空气的分压为 由于体积不变(忽略水的任何体积变化),373.15 K时空气的分压为 由于容器中始终有水存在,在373.15 K时,水的饱和蒸气压为101.325 kPa,系统中水蒸气的分压为101.325 kPa,所以系统的总压 1.13 CO气体在40℃时的摩尔体积为0.381 dm·mol。设CO为范德气体,试求其压力,并比较与实验值 5066.3 kPa的相对误差。1.14 今有0℃,40.530 kPa的N气体,分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。实验值为。 :用理想气体状态方程计算 用van der Waals计算,查表得知,对于N气(附录七) ,用MatLab fzero函数求得该方程的为:(1)各相区相态如下表水平线def为溶液L、固溶体β 、固溶体γ三相平衡,自由度数为0.在此线上有如下平衡存在:L(组成为wd)+γ(s,组成为wf)β(s,组成为we)水平线ghk为溶液L、固溶体α、固溶体β三相平衡,自由度数为0.在此线上有如下平衡存在:L(组成为wh)α(s,组成为wg)+β(s,组成为wk)(2)状态a、b、c的三个样品的步冷曲线如下:6.16 A-B二组分凝聚系统相如附。指出各相区的稳定相,三相线上的相平衡关系。:各相区的稳定相如所示。:各相区的相态如下表所示6.18 A-B二元凝聚系统相如附。标出中各相区的稳定相,并指出中的三相线及三相平衡关系。: 各相区的稳定相如右。def, ghi为三相线三相平衡关系:def:l+βCghi:α+C(s)  l6.19附中二组分凝聚系统相内各相区的平衡相,指出三相线的相平衡关系。:各相区的平衡相如下所示。三相线的相平衡关系:A. bc: C2(s)+ B. (s)  l C. 2(s)  C1(s) D. 1(s)  l

石油中的氮化物可使二次加过过程中的催化剂中毒,而且,在油品储存过程中,氮化物易被空气氧化从而导致油品颜色变深。A. 正确B. 错误

在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是()。A. 强化传热B. 强化传质C. 减少投资D. 强化流动

若冷、热流体的平均温差超过 70 °C ,则适宜采用下列哪种管壳式换热器()。A. 固定管板式B. 具有补偿圈的固定管板式C. U 型管式D. 浮头式

原油预处理过程不仅要脱水,脱盐,还应尽量除去其中的硫,氮,氢等杂原子。A. 对B. 错

下列关于原油中水的危害错误的是A. 石油炼制过程中增加热量消耗B. 增加蒸馏塔顶冷却设备的负荷C. 含水较少的原油可不进行预处理过程D. 导致系统压力增大

在一内径为0.8m,填料层高度为4m的吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为,温度为20℃,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A的组成为,出塔气相中A的组成为(均为摩尔分数),吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求: 吸收剂用量为最少用量的倍数; 气相体积吸收总系数。

在固定床气化炉中,还原层所发生的的反应以吸热反应为主。A. 正确B. 错误