化工类专业模拟试题7有答案.docx
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化工类专业模拟试题7有答案
化工类专业模拟试题7
满分100分,考试时间60分钟。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
姓名________班级________考号________座号________
一、简答题(本大题4个小题,每小题5分,共20分)
1、吸收操作在工业中有哪些应用?
2、空间速度对生产工艺的影响规律如何?
3、影响离子膜电解工艺的因素是什么?
4、各种流量检测元件及仪表的选用依据是什么?
二、计算题(本大题4个小题,每小题10分,共40分)
1、某车间用离心泵将料液送往塔中,塔内压强为4.91×105Pa(表压),槽内液面维持
恒定,其上方为大气压.储槽液面与塔进料口之间垂直距离为20m,设输送系统中的
压力损失为5m液柱,料液密度为900㎏/m3,管子内径为25㎜,送液量为2000㎏/h(10分)
求:
(1)泵所需的有效功率Pe。
(2)若泵效率为60%,求泵的轴功率Pa
2、在逆流换热器中,用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体(定压比热容为1.9kJ/(kg℃.),密度为850kg/m3)由80℃冷却到30℃.换热器列管直径为φ25ⅹ2.5mm,水走管内。
水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kw/(m2℃),污垢热阻可忽略。
若水的出口温度不能高于50℃,试求换热器的传热面积。
(10分)
3.在293K及760mmHg下,用清水分离氯气和空气的混合气体。
混合气体中氯气的分压为10mmHg,经处理后氯气的分压下降到0.051mmHg。
混合气体的处理量为1020kg/h。
操作条件下平衡关系为Y=0.755X。
若适宜吸收剂用量为最小用量的5倍时,求吸收剂用量。
(10分)
4、(10分)已知湿空气的总压为101.3kPa,相对湿度为70%,干球温度为20℃。
试求:
(1)湿度H;
(2)水蒸气分压p;(3)焓I;(4)如将空气预热到97℃进入干燥器,对于每小时100kg干空气,所需热量为多少?
(5)对于每小时100kg干空气,每小时送入预热器的湿空气体积。
(水在20℃时的饱和蒸汽压2.32kPa)
三、综合分析题(本大题4个小题,共40分)
1、仔细分析图烃类裂解气前脱乙烷深冷分离流程,回答下列问题:
(共15分)
(1)流程图中设备1为碱洗塔,试说明碱洗的原因及工艺条件。
(5分)
(2)设备9为加氢脱炔反应器,请根据在流程中的位置,判断该流程为前加氢还是后加氢?
这种加氢流程有何特点?
(4分)
(3)设备6的釜温有何要求?
如何来控制此温度?
(2分)
(4)设备10的原理和用途是什么?
(2分)
(5)设备4的任务是什么?
(2分)
2、根据氨碱法生产纯碱所学的知识,回答以下问题(共10分)
(1)盐水精制的目的(2分)
(2)写出吸氨的操作条件(3分)
(3)对碳酸化过程有何要求(2分)
(4)写出蒸氨的操作条件(3分)
3、根据自动化所学的知识,回答以下问题(共10分)
(1)下面是自动控制系统的方框图,请写出各标号的名称。
(2分)
(2)写出标号②和④的输入和输出信号。
(2分)
(3)写出描述④的性质的三个参数。
(3分)
(4)一个温度调节器,温度刻度范围是400℃~800℃,调节器输出的工作范围是20KPa~100KPa。
当指示指针从600℃移动到700℃时,调节器相应的输出压力从40KPa变化到80KPa,试计算该调节器的比例度。
(3分)
4、精馏操作中,造成液泛的原因有哪些?
如何处理?
(5分)
化工类专业模拟试题7答案
一、简答题(本大题4个小题,每小题5分,共20分)
1.
(1)将最终气态产品制成溶液(1分)
(2)吸收气体混合物中一个或者几个组分(1分)
(3)用吸收剂吸收气体中的有害组分而达到气体净制的目的(1.5分)
(4)回收气体混合物中的有用组分,已达综合利用之目的(1.5分)
2.
(1)空间速度增大,接触时间缩短,反应物的转化率降低(1分)
(2)空间速度增大,接触时间缩短,连串深度副反应减少,深度副反应产物的产率降低,主产物的产率相对增加(2分)
(3)空速增大,主产物收率和主产率生产能力呈峰形变化,一般情况,主收率峰值所对应的空速值为适宜空速(2分)
3.
(1)盐水的质量(1分)
(2)阴极液中氢氧化钠浓度的影响(1分)
(3)阳极液中氯化钠浓度的影响(1分)
(4)阳极液的PH值(1分)
(5)温度(1分)
4.
(1)根据流量刻度或测量范围进行选用(1分)
(2)根据工艺要求和流体参数变化进行选用(1分)
(3)根据安装要求选用(1分)
(4)根据经济性来选用(1分)
(5)根据被测对象和介质的不同选用(1分)
二、计算题(本大题4个小题,每小题10分,共40分)
1.解:
(1)选取贮槽液面为1—1截面,塔进料口处为2—2截面。
(1分)
选取贮槽液面为基准水平面。
在两截面间列出柏努利方程式(1分)
(2分)
已知:
Z1=0,Z2=20m,ρ=900kg/m3,p1=0(表压),p2=4.91×105Pa(表压),d=0.025m,qm=2000kg/h,u1=0,u2=4qm/ρπd2=1.26m/s,Hf=5m(1分)
(2分)
Pe=Hegqm=2000/3600×80.68×9.81=439.7W(1分)
(2)由公式
得:
(2分)
2.解:
Q=qmTcpT(T1-T2)=1.25×1.9×(80-30)=118.75KW(2分)
Δt1=30-20=10KΔt2=80-50=30K
(2分)
K=550W/(m2·K)(2分)
由公式Q=KAΔtm得:
(2分)
(2分)
3.解:
y1=10/760=0.0132(1分)
Y1=10/750=0.0133(1分)
Y2=0.051/(760-0.051)=0.000067(1分)
X2=0(1分)
(2分)
由
得:
(2分)
L=5Lmin=5×26=130kmol/h(2分)
4.解:
(1)
(2分)
(2)由
得:
p水=φp饱=70%×2.32=1.624kPa(2分)
(3)I=(1.00+1.93H)t+2492H
=(1.00+1.93×0.01)×20+2492×0.01
=45.3kJ/kg干气(2分)
(4)Cw=1.00+1.93H=1.00+1.93×0.01=1.019
Q=qmCwΔT=(100/3600)×1.019×77=2.18kW(2分)
(5)
(2分)
三、综合分析题(本大题4个小题,第一小题15分,第二、三小题各10分,第四小题5分,共40分)
1.
(1)碱洗的原因:
酸性气体含量过多时,对分离过程带来危害。
H2S能腐蚀设备管道,是干燥用的分子筛寿命缩短;是加氢脱炔催化剂中毒;CO2则在深冷操作中结成干冰,堵塞设备和管道。
影响正常生产,酸性气体杂质对乙烯或丙烯的进一步利用也有危害,所以必须将这些酸性气体脱除,工业上多采用碱洗法除去。
(3分)
碱洗的工艺条件:
温度:
30—40℃左右为宜;碱液浓度:
2%--15%范围内;压力:
1MPa左右(2分)
(2)前加氢(1分)
前加氢特点:
流程简单,能量消耗低,加氢选择性较差,乙烯损失增多,原料组成复杂,重质烃较多,丁二烯损失增多,物料处理量大,催化剂用量和反应器容积较大。
(3分)
(3)釜温不宜超过100℃;加入阻聚剂。
(2分)
(4)原理:
利用节流膨胀来获得低温(1分)
用途:
依靠低温来回收乙烯,只去富氢和富甲烷馏分。
(1分)
(5)任务是将裂解气中C10、H2以及其他惰性气体与C2以上组分进行分离,关键组分是C10与C2=的分离。
(2分)
2.
(1)①钙盐和镁盐若不除去,会对后续操作造成困难(1分)
②若不精制,一些杂质会残留在纯碱成品中二降低产品纯度(1分)
(2)①氨盐比:
盐水吸氨过程中,氯化钠与氨的摩尔比应当是1:
1,为保证原料的利用率,实际生产中,采用氨稍过量10%(1分)
②温度:
盐水入塔温度为25—30℃,气体入塔前的温度为55—60℃,氨盐水的出塔温度为60—65℃(1分)
③压力:
吸氨操作在减压下进行,这样可以避免氨漏出的损失,且减少蒸氨塔德蒸汽用量(1分)
(3)①碳酸氢钠的产率要高;亦即氯化钠和氨的利用率要高(1分)
②碳酸氢钠结晶质量要高,即结晶颗粒要大,以利于过滤时与母液分离和洗涤(1分)
(4)①温度:
蒸氨塔塔底110—117℃,塔顶80—85℃,气体出塔温度55—60℃(1分)
②压力:
顶部压力:
800Pa;下部压力:
0.15—0.18MPa(1分)
3.
(1)①检测元件、变送器②调节器③执行器④对象(2分)
(2)②的输入信号:
偏差,输出信号:
控制作用信号u(t)(1分)
④的输入信号:
操作变量q(t),扰动,输出信号:
被控变量C(t)(1分)
(3)放大系数K、时间常数T、滞后时间τ(3分)
(4)
(3分)
4.
(1)原因:
对于一定的液体流量,气速过大;措施:
气速应控制在泛点以下(1分)
(2)原因:
对于一定的气体流量,液体量过大;措施:
减小液相负荷(1分)
(3)原因:
加热过于猛烈,气相负荷过高;措施:
调整加热强度,加大才出量(1分)
(4)原因:
降液管局部被垢物堵塞,液体下流不畅;措施:
减负荷运行或停车检修。
(2分)
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