(完整word版)化工分离工程Ⅰ期末复习题库及答案
分离工程复习题库
第一部分填空题
1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。
2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。
3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。
4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。
5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。
6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。
9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。
10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。
11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。
12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。
13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。
14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
16、分离剂可以是（能量）和（物质）。
17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。
18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 )
19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。
20、温度越高对吸收越（不利）
21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。
23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。
24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。
25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。
27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。
28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。
29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。
30、回流比是（可调）设计变量。
第二部分选择题
1、下列哪一个是速率分离过程（）
a. 蒸馏
b.吸收
c.膜分离
d.离心分离
2、下列哪一个是机械分离过程（）
a. 蒸馏
b.吸收
c.膜分离
d.离心分离
3、下列哪一个是平衡分离过程（）
a.蒸馏
b.吸收
c.膜分离
d.离心分离
4、汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）
a.易挥发
b.难挥发
c.沸点高
d.蒸汽压小
5、气液两相处于平衡时（）
a.两相间组份的浓度相等
b.只是两相温度相等
c.两相间各组份的逸度相等
d.相间不发生传质
6、当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（）
a.露点
b.临界点
c.泡点
d.熔点
7、当物系处于泡、露点之间时，体系处于（ d ）
a.饱和液相
b.过热蒸汽
c.饱和蒸汽
d.气液两相
8、闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（）
a.很高
b.较低
c.只是冷凝过程，无分离作用
d.只是气化过程，无分离作用
9、设计变量数就是（）
a.设计时所涉及的变量数
b.约束数
c.独立变量数与约束数的和
d.独立变量数与约束数的差
10、约束变量数就是（）
a.过程所涉及的变量的数目；
b.固定设计变量的数目
c.独立变量数与设计变量数的和；
d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件
11、当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时（）
a.液相不能气化
b.不能完成给定的分离任务
c.气相不能冷凝
d.无法操作
12、当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（）
a.提高进料量
b.降低回流比
c.提高塔压
d.提高回流比
13、如果二元物系,γ
1>1,γ
2
>1,则此二元物系所形成的溶液一定是（）
a.正偏差溶液
b.理想溶液
c.负偏差溶液
d.不确定
14、下列哪一个不是均相恒沸物的特点（）
a.气化温度不变
b.气化时气相组成不变
c.活度系数与饱和蒸汽压成反比
d.冷凝可以分层
15、下列哪一个不是吸收的有利条件（）
a.提高温度
b.提高吸收剂用量
c.提高压力
d.减少处理的气体量
16、平衡常数较小的组分是（）
a.难吸收的组分
b.最较轻组份
c.挥发能力大的组分
d.吸收剂中的溶解度大
17、下列关于吸附剂的描述哪一个不正确（）
a.分子筛可作为吸附剂
b.多孔性的固体
c.外表面积比内表面积大
d.吸附容量有限
18、下列哪一个不是等温吸附时的物系特点（）
a.被吸收的组分量很少
b.溶解热小
c.吸收剂用量较大
d.被吸收组分的浓度高
19、吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（）
a.塔的底部
b.塔的中商
c.塔的顶部
20、对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（）
a.一定是做为塔底产品得到
b.一定是为塔顶产品得到
c.可能是塔项产品，也可能是塔底产品
d.视具体情况而变
第三部分名词解释
1.分离过程：将一股或多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。
2.机械分离过程：原料由两相以上所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程。
3.传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类。
4.相平衡：混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小状态，从动力学看，相间无物质的静的传递。
5.相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。
6.泡点温度：当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。
7.露点温度：当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度。
8.设计变量数：设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的差。
10.约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。
11.回流比：回流的液相的量与塔顶产品量的比值。
12.精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。
13.全塔效率：理论板数与实际板数的比值。
14.精馏的最小回流比：精馏时在一个回流比下，完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多，回流比小于这个回流比，无论多少块板都不能完成给定的分离任务，这个回流比就是最小的回流比。实际回流比大于最小回流比。
15.理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。
16.萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值。
17.萃取精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中任何组分
形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。
18.共沸精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精馏过程。
19.吸收过程：按混合物中各组份溶解度的差异分离混合物的过程叫吸收过程。
20.吸收因子：操作线的斜率（L/V）与平衡线的斜率（KI）的比值。
21.绝对吸收率：被吸收的组分的量占进料中的量的分率。
22.半透膜：能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜。
23.渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向高浓度溶液流动的现象叫渗透。
24.反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透。
25.吸附过程：当用多孔性的固体处理流体时，流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程。
第四部分问答题
1.简述绝热闪蒸过程的特点。
答；绝热闪蒸过程是等焓过程，节流后压力降低，所以会有汽化现象发生，汽化要吸收热量，由于是绝热过程，只能吸收本身的热量，因此，体系的温度度降低。
2.普通精馏塔的可调设计变量是几个？试按设计型和操作型指定设计变量。
答；普通精馏塔有4个可调设计变量。
按设计型：两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；
按操作型：全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量。
3.简述精馏过程最小回流时的特点。
答；最小回流比是精馏的极限情况之一，此时，为了完成给定的分离任务，所需要理论经板
数无穷多，如果回流比小于最小回流比，则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务。
4.简述精馏过程全回流的特点。
答；全回流是精馏的极限情况之一。全回流所需的理论板数最少。此时，不进料，不出产品。
5.简述萃取塔操作要注意的事项。
答；a.气液相负荷不均，液相负荷远大于气相负荷；
b.塔料的温度要严控制；
c.回流比不能随意调整。
7.工艺角度简述萃取剂的选择原则。
答；a.容易再生，不起化学反应、不形成恒沸物、P沸点高；
b.适宜的物性，互溶度大、稳定性好；
c.价格低廉，来源丰富。
8.吸收的有利条件是什么？
答；低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。
9.有一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a值如下，现有A、B 两种方案可供选择，你认为哪种方案合理？为什么？
异丁烷正丁烷戊烷
摩尔% 25 30 45
a值 1.24 1.00 0.34
答；由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分的组份，应放在最后分离；进料中戊烷含量高，应尽早分出。所以方案B是合理的。
10.表观吸附量等于零，表明溶质不被吸附对吗？
答；不一定。表观吸附量只有在溶液是稀液、溶质吸附不明显时，才能代表实际的吸附量，因此，不能单纯用表观吸附量等于零看溶质被吸附与否。
11. 吸附剂的选择原则。
答；a.选择性高；b.比表面积大；c.有一定的机械强度；d.有良好的化学稳定性和热稳定性。
12.吸附质被吸附剂吸附一脱附分哪几步？
答a.外扩散组份穿过气膜或液膜到固体表面；b.内扩散组份进入内孔道；
c.吸附；
d.脱附；
e.内反扩散组份由内孔道来到外表面；
f.外反扩散组份穿过气膜或液膜到气相主体流。
13.由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。 1
(1)0(1)1c
i i i i z K K ψ=-=-+∑
式中： Ki ——相平衡常数；ψ——气相分率（气体量/进料量）。
答;设
物料衡算式： (1)
相平衡关系式：
...(2).. .(3)
将（3）代入（1）
整理： (4)
将（2）代入（1）
整理: (5)
第五部分 计算题
1.已知某乙烷塔，塔操作压力为28.8标准大气压，塔顶采用全凝器，并经分析得塔顶产品组成为
组 分 甲烷a. 乙烷b. 丙烷c. 异丁烷d. 总合
组成xiD 1.48 88 10.16 0.36 100%（摩尔分数）
求塔顶温度。
解：设t=20℃，p=28.8MPa=2917kPa ，由查图2-1a 得：
K 1=5.4，K 2=1.2， K 3=0.37， K 4=0.18
1031.118.00036.037.01016.02.188.04.50148.0≠=+++=∑=∑∴i i i K y x
选乙烷为参考组分，则
24.12.1031.12=?=∑?=i G x K K
由24.12=K 和p=2917kPa ，查图2-1a 得t=22℃：
K 1=5.6，K 2=1.24， K 3=0.38， K 4=0.19
1999.019.00036.038.01016.024.188.06.50148.0≈=+++=∑=∑∴i i i K y x
故塔顶温度为22℃。
2.要求在常压下分离环己烷a.（沸点80.8℃）和苯b.（沸点80.2℃），它们的恒沸组成为苯
0.502（摩尔分数），共沸点77.4℃，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希望得到几乎纯净的苯，试计算：
①所需恒沸剂量。
②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。（以100kmol/h 进料计）
解：以100kmol/h 进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg ，恰好与料液中的环己烷组成恒沸物，进料量和塔顶恒沸物的量和组成分别为Di Fi x x D F ,,,。
对环己烷作物料平衡 11F D Fx Dx =；kmol x Fx D D F 8360.0498.010011=?==
恒沸剂S 的用量为kmol Dx S D 2.3340.0833=?==
由于塔釜希望得到几乎纯净的苯，kmol Fx W W F 2.50502.010022=?===
3.已知A 、B 两组分在压力p=760mmhg 下所形成的均相恒沸物的组成X A =0.65 （摩尔分率），在恒沸温度下纯A 组分的饱和蒸汽压电效应507mmhg ，纯B 组分的饱和蒸气压为137mmhg 求：
a.在恒沸组成条件下的活度系数。
b.该恒沸物是最低温度恒沸物还是最高温度恒沸物？为什么？
解:a.均相恒沸物的特点
b.该恒沸物是正偏差最温度的恒沸物，因为两组分得活度系数皆为大于1，故一定是正偏差物系。
4.已知某液体混合物中各组分的汽液平衡常数与温度的关系如下：
组分
组成z i （mol%） K i (t 的单位为℃) C 3 0.23 t 06.075.0+-
上述混合物若温度为77℃，试分析是否有液相存在。
解:混合物温度77℃时；
K C3=-0.75+0.06·77=3.87 K C4=0.884 K C5=0.6
∑K i x i=3.87·0.23+0.884·0.56+0.6·0.33=1.583>1
即∑y i/k i=0.23/3.87+0.56/0.884+0.33/0.6=1.77>1
即∑y i/k i>1,T 混合物处于两相区，固有液相存在 5.分离苯(B)、甲苯(T)和异丙苯(C)的精馏塔，塔顶采用全凝器。假设为恒摩尔流。相对挥发度αBT =2.5，αTT =1.0，αCT =0.21，进料板上升蒸汽组成y B =0.35(mol)，y T =0.20，y C =0.45。回流比L/D =1.7，饱和液体回流。进料板上一级下流液体组成为x B =0.24(mol)，x T =0.18，x C =0.58。求进料板以上第2板的上升蒸汽组成。 解:根据精馏段物料衡算V=L+D 又有L/D=1.7 L/V=1.7/2.7=0.630 根据精馏段操作线方程y=L/V x i,j+D/V x i,d=L/V x i,j+(1-L/V)x i,d x D,B=0.537，x D,T=0.234，x D,C=0.229 进料板上第一块板上升蒸汽组成为y i,j=αi x i,j/∑αi,j ·x i,j y b=0.6653，y T=0.1996, y c=0.1351 根据精馏段操作线方程，进料板上第二快板下流液体组成 x b=0.74,x T=0.18,x c=0.08 进料板上第二快板上升蒸汽组成为y B=0.904,y T=0.088，y C=0.008 6.在20块板的塔中用烃油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1:1，该塔处理的气体量为100kmol/h，操作压力为3大气压。若全塔效率按25%计，试求：（1）平均温度为多少，才能回收90%的丁烷；（2）组份的平衡常数；（3）吸 收因子、吸收率；（4）尾气的组成。 操作条件下各组分的平衡常数如下： 乙烷 k=0.13333t+5.46667；丙烷 k=0.06667+1.3333；正丁烷 k=0.02857t+0.08571(t 的单位为℃) 解：（1）温度 N 理=N 实.η=20×25%=5 110.91N K K N K A A A θ++-==- 61090K K A A -+= 1.203K A = 1(K A =舍去） 11.1 1.203K K K L A V K K ==?= 0.02857t+0.08571K K =?解得t=26.09°C 各组分的平衡常数 10.1333326.09 5.466678.945 K =?== 20.0666726.09 1.13333 2.873K =?+= 30.0285726.090.085710.831K =?+= 吸收因子、吸收率 以乙烷为例 11=)=1=0.1128.945L A V K ?乙烷乙烷（ 15+115+1-0.112-0.112==-10.112-1N N A A A θ++乙烷乙烷乙烷乙烷 其他组分的计算结果见表 尾气的组成见表： 组分 1v N + 吸收因子A 吸收率θ 尾气量 尾气组成 乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915 丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079 正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 ∑ 82.51 1.000 7.某混合气体进行吸收操作，关键组分的回收率为99.5%，在操作压力为4Mpa ，温度为-12℃时该关键组分的相平衡常数为0.54，试计算：操作液气比为最小液气比的1.6时的理论板数？ 解： 8.将含苯0.6（mol 分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在101.3kPa 下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时 P10=152.56kPa P20=61.59kPa 解： 1.14681i i K Z =>∑ i =1.056371i Z K >∑ 同时存在，为气液平衡态，满足闪蒸条件。 9.已知某物料的组成为311=z ，312=z ，31 3=z ，其相对挥发度111=α，221=α，331=α，且已知组分1的相平衡常数1K 与温度的关系为31ln 8.294 3.310K T =-?，求此物料的泡点和 露点温度。 解：（1）对于泡点， i i x z = ij i ij i k x =∑αα 111111122133K x x x = ++αααα 11110.5111123333i i K x ===?+?+?∑α 3313.310 3.310367.198.294-InK 8.294In0.5B T K ??===- 对于露点，i i y z = 1,11/31/31/30.611123i i y K ==++=∑α i i ij ij y k =∑αα 33 13.310 3.310375.5778.294-InK 8.294In0.611D T K ??===- 分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变 量数-约束关系） 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越咼对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V - SL ）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递）, （通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度 的质量传递或者不同化学位物流的直接混合） 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数）, 为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 1下列哪一个是速率分离过程（） a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离 @9化学工程与工艺教学改革系列参考书 分离工程试题库 叶庆国钟立梅主编 化工学院化学工程教研室 化学工程与工艺专业所在的化学工程与技术一级学科属于山东省“重中之重”学科，一直处于山东省领先地位，而分离工程是该专业二门重要的必修专业课程之一。该课程利用物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等基础基础知识中有关相平衡热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系分离和提纯技术。传统的教学方法的突出的弊端就是手工计算工程量大，而且结果不准确。同时由于现代化化学工业日趋集成化、自动化、连续化，学生能学到的东西越来越少。所以，传统的教学模式不能满足现代化工业生产对高水平工业工程师的需求，开展分离工程课程教学方法与教学手段课题的研究与实践，对我们的学生能否承担起现代化学工业的重任，与该课程的教学质量关系重大，因此对该门课程进行教学改革具有深远意义。 分离工程课程的改革主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离工程例题与习题集、分离工程试题库的编写等工作。目前全国各高校化学工程与工艺专业使用的教材一般均为由化学工程与工艺专业委员会组织编写的化工分离过程（陈洪钫主编，化学工业出版社），其他类似的教材已出版了十余部。这些教材有些还未配习题，即便有习题，也无参考答案，而至今没有一本与该课程相关的试题库的出版，因此编写这样一本学习参考书，既能发挥我校优势，又符合形势需要，填补参考书空白，具有良好的应用前景。 分离工程试题库与课程内容紧密结合，贯穿目前已出版的相关教材，包括填空、选择、名词解释、问答和计算题多种题型，有解题过程和答案，为学生的课堂以及课后学习提供有力指导。 编者 2006年3月 化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 1.分离过程可分为（机械分离）和（传质分离）两大类。按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即（平衡分离）和（速率分离）。过滤属于（机械分离），精馏操作属于（平衡分离），超滤属于（速率分离）。 2. 平衡分离过程所用的分离剂包括（物质媒介）和（能量媒介）。 3. 设计变量由（描述系统的独立变量数）和（变量之间的约束关系数）确定，计算设计变量的表达式是（Ni=Nv-Nc），设计变量分为（固定设计变量）和（可调设计变量）。 4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。 5. 汽液相平衡是处理（传质）过程的基础。相平衡的条件是（各相的温度、压力相等，各相组分的逸度相等）。 6. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分），只在塔顶或塔釜出现的组分为（非分配组分）。 7. 常见的特殊精馏有（共沸精馏）和（萃取精馏）。 8. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（质量传递），（能量传递）和（动量传递） 9. 气体吸收按照溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为（物理吸收）和（化学吸收）。吸收因子的定义为（A=L/KV ），其与（L/V ）成正比，与（K ）成反比。 10. 结晶过程要经历两个过程，即（成核）和（晶体生长）。 1.当把一个常温溶液加热时，开始产生气泡的温度点叫作（C） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 2.溶液的蒸气压大小（B ） A.只与温度有关 B.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关 C.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关 D.只与组分的浓度有关 3.汽液相平衡K值越大，说明该组分越（A ） A.易挥发 B.难挥发 C.沸点高 D.蒸汽压小 4.对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（B） A一定是做为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到 C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品 D.视具体情况而变 MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶 剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立 三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。 2013化工分离过程期中考试试题答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 2. 分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 3. 汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压力相等，各组分在每一相中的化学位相等）。 4. 当混合物在一定的温度、压力下，进料组成z i 和相平衡常数K i 满足（ 1,1>>∑∑i i i i K z z K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平 衡）计算求出其平衡汽液相组成。 5. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 6. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 7. 最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。 8. 萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措施使产品达到分离要求。 9. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 10. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔）、（用再沸器的蒸出塔）和（用蒸馏塔）。 二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1. 吸收属于（A ） A.平衡分离；B.速率分离；C.机械分离；D.膜分离。 2. 计算溶液泡点时，若∑=>-C i i i X K 101，则说明（C ） A. 温度偏低； B. 正好泡点； C. 温度偏高。 3. 如果体系的汽相为理想气体，液相为非理想溶液；则相平衡常数可以简化表 示为（ D ） A. L i i V i K φφ= B. s i i P K P = C. L i i V i K φφ= D. s i i i P K P γ= 4. 汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（ A ） A.易挥发； B.难挥发； C.沸点高； D.蒸汽压小。 5. 如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（ B ） A.泡点方程； B.露点方程； C. 闪蒸方程； D.相平衡方程。 6. 计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算（ B ） A.泡点温度； B.泡点压力； C.等温闪蒸； D.露点压力。 7. 精馏中用HNK 表示（ C ） A. 轻关键组分； B. 重关键组分； C. 重非关键组分； D. 轻非关键组分。 8. 以下描述中，不属于萃取精馏中溶剂的作用的是（ D ） 《生物分离工程》题库 一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ，I 产物分离 ，P 纯化 和P 精 制 ； 2. 发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等； 3. 离心设备从形式上可分为 管式 ， 套筒式 ， 碟片式 等型式； 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为 微滤膜 ， 超滤膜 ， 纳滤膜 和 反渗透膜 ； 5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和 葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有 板式 ， 管式 ， 螺旋式和 中空纤维式 ； 7. 影响吸附的主要因素有 吸附质的性质 ， 温度 ， 溶液pH 值 ， 盐的浓度 和 吸附物的浓度与吸附剂的用量 ； 8. 离子交换树脂由 网络骨架 （载体） ， 联结骨架上的功能基团 （活性基） 和 可 交换离子 组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是 引发剂（ 提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚 合所必需的自由基） ； 甲叉双丙烯酰胺的作用是 交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作 用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链） ； TEMED 的作用是 增速剂 （催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的 聚合 ）； 10 影响盐析的因素有 溶质种类 ， 溶质浓度 ， pH 和 温度 ； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有 自然起晶法 ， 刺激起晶法 和 晶种起晶法 ； 12.简单地说离子交换过程实际上只有 外部扩散 、内部扩散 和化学交换反应 三步； 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的；常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密度 ； 16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类； 第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。 答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝×298×=。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1） 总变更量数Nv; （2） 有关变更量的独立方程数Nc ； （3） 设计变量数Ni; （4） 固定和可调设计变量数Nx , Na ； （5） 对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式 共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个 可调设计变量Na ＝0 解： V -2 F z i T F P F V , y i ,T v , P v L , x i , T L , P L 习题5附图 （1） Nv = 3 ( c+2 ) （2） Nc 物 c 能 1 相 c 内在(P ，T) 2 Nc = 2c+3 （3） Ni = Nv – Nc = c+3 （4） Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 （5） Nau = c+3 – ( c+3 ) = 0 思路2： 输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc ：物料衡算式 C 个 ，热量衡算式1个 ,共 C+1个 设计变量数 Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3 固定设计变量Nx:有 C+2个加上节流后的压力共C+3个 可调设计变量Na ：有0 11.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求： （1） 设计变更量数是多少？ （2） 如果有，请指出哪些附加变 量需要规定？ 解： N x u 进料 c+2 压力 9 c+11=7+11=18 N a u 串级单元 1 传热 1 合计 2 N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量? 解: N X U 进料 c+2 压力 40+1+1 c+44 = 47 N a u 3+1+1+2 = 7 N v u = 54 进料，227K ，2068kP a 组分N 2 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 K m ol/h 1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物 底产物 9 2 习题6附图 2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准 2007—2008学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准 注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 三、判断题（本大题14分，每小题2分，对的打√，错的打×） 1、对拉乌尔定律有偏差的物系一定是恒沸体系。…………………………………………（×） 2、绝热闪蒸过程，节流后的温度降低。…………………………………………………（√ ） 3、若组成为 i z的物系，1 > ∑K X i i ，且1 /> ∑ i i k y，其相态为气液两相。………………（√ ） 4、在精馏操作中回流比是可调设计变量。………………………………………………（√ ） 5、在萃取精馏操作中，液相流率总是大于气相流率。……………………………………（×） 6、在萃取精馏中所选的萃取剂使p1A值越大，溶剂的选择性越大。……………………（√ ） 7、吸收中吸收因子小的组分是易于吸收组分。…………………………………………（×） 四、分析题（本大题10分，每小题5分） 1、分析下图的点E，D，C三点表观吸附量为什么等于零？曲线CD及DE说明了溶质优先被吸附还是溶剂优先被吸附？为什么？ 2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离，现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图，分析各塔物流，并将恒沸精馏塔和脱甲醇塔分离过程用三角相图表示出来。 答：C，E点为纯溶液，所以吸附前后无浓 度变化，表观吸附量为零。D点，按溶液配比吸 附，所以吸附前后也无浓度变化，表观吸附量为 零。曲线CD说明了溶质优先被吸附，曲线DE 说明了溶剂优先被吸附。 答：分析可知： 恒沸精馏塔：由于恒沸剂加入过量，塔底为甲醇 －甲苯的混合物，塔顶烷烃-甲醇的 二元恒沸物。 脱甲醇塔：塔底为甲苯，塔顶为甲苯-甲醇的二元 恒沸物。 萃取塔：塔底为甲醇水溶液，塔顶为烷烃。 脱水塔：塔底为水，塔顶为甲醇。 相图如下： 3 一、 填空 1、当混合物在一定的温度、压力下，满足（ ∑K i Z i>1且 ∑K i / Z i>1）条件即处于两相区，可通过（ 等温闪蒸 ）计算求出其平衡汽液相组成。 2、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ 溶剂回收段 ）。 3、吸收因子为（ A=L /KV ），其值可反应吸收过程的（ 难易程度 ）。 4、吸收剂的再生常采用的是（ 用蒸汽或惰性气体的真空塔 ），（ 用再沸器的解吸塔 ），（ 用蒸馏塔解吸 ）。 5。多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（ 设计型 ）型计算和（ 操作型 ）型计算。 6。在塔顶和塔釜同时出现的组分为（ 分配组分 ）。 7、吸收有（ 1 ）关键组分，这是因为（ 单向传质 ）的缘故。 8、精馏有（ 2 ）个关键组分，这是由于（ 双向传质 ）的缘故。 9、对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（ 进料热焓 ）决定，故可由（ 热量衡算式 ）计算各板的温度。 10、流量加合法在求得ij x 后，由（ S ）方程求j V ，由（ H ）方程求j T 。 11、超临界流体具有类似液体的（ 溶解能力 ）和类似气体的（ 扩散能力 ）。 12、常用吸附剂有（ 活性炭 ），（ 硅胶 ），（ 沸石分子筛 ），（ 活性氧化铝 ）。 13、分离过程分为( 机械分离 )和( 传质分离 )两大类。 14、传质分离过程分为（ 平衡分离过程 ）和（ 速率分离过程 ）两大类。 15、分离剂可以是（ 物质媒介 ）和（ 能量媒介 ）。 16、露点方程的表达式为( ∑Y i / K i =1 )。 17、泡点方程的表达式为( ∑K i X i=1 )。 18、泡点温度计算时若 ∑K i x i >1，温度应调（ 低 ）。 19、泡点压力计算时若 ∑K i x i >1，压力应调（ 高 ）。 20若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z =>∑, 且1(/)1c i i i Z K =>∑时， 其相态为（ 气液两相 ） 。 21若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z = <∑ 时其相态为（ 过冷液体 ）。 22若组成为Z i 的物系, 1(/)1c i i i Z K =<∑时，其相态为（ 过热液体 ）。 23设计变量分为（ 固定设计变量 ）与（ 可调设计变量 ）。 24透过曲线是以（ 吸附时间 ）为横坐标绘制而成。 25透过曲线是以（ 床出口流体中溶质的相对浓度 ）为纵坐标绘制而成。 26透过曲线是分析（ 床出口流出物的溶质的相对浓度与吸附时间的关系 ）得到的。 27、溶液结晶的推动力是（ 过饱和度 ）熔融结晶的推动力是（ 过冷度 ）。 28、液膜组成中流动载体的作用是（ 是指定的溶质或离子进行选择性迁移 ）。 29、根据微滤过程中微粒被膜截留在膜的表面层或膜深层的现象，可将微滤分成（ 表面过 2007—2008学年分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准 注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 一、填空题（本大题20分，每空1分） 1、分离工程分为( 机械分离法)和( 传质分离法)两大类。 2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为( 非理性溶液)或( 实际溶液)。 3、对于能生成二元恒沸物的物系来说，在恒沸点处气液相两相组成（相等）。在恒沸点两侧组分的挥发能力（不同或相反）。 4、端值常数A为( 0 )时体系为理想溶液，A为( <0 )时体系为负偏差溶液。 5、用郭氏法分析，串级单元的可调设计变量为（1 ），侧线采出板的可调设计变量为（0 ）。 6、根据萃取精馏原理，通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有（正）偏差的非理想溶液，与塔底组分形成理想溶液或具有（负）偏差的非理想溶液。 7、萃取精馏塔中，当原料以液相加入时，则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段（低），此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度，常将部分溶剂随（料液）一起加入。 8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分(挥发度或相对挥发度a)，同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（顶）出来。 9、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和（挥发度或相对挥发度a），与进料组成（无关）。 10、吸附负荷曲线是以（吸附剂中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成，透过曲线是以（流出物中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成。 二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率?的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，?下降 （B ）y 2下降，?上升 （C ）y 2上升，?不变 （D ）y 2上升，?变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A <1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附 昆明理工大学试卷（B） 考试科目：分离工程考试日期：命题教师：贾庆明 学院：化学工程学院专业班级：化工081~084 学生姓名：学号： 任课教师：贾愚，贾庆明上课班级：化工081~084 考试座位号： 一、选择题（不定项选择，每空1分，共13分） 1.下列哪一个是速率分离过程（） A. 蒸馏 B.吸收 C.膜分离 D.离心分离 2.汽液相平衡K值越大，说明该组分越（） A. 易挥发 B. 难挥发 C. 沸点高 D. 蒸汽压小 3.一定条件下，当把一个溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（） A. 露点 B. 临界点 C. 泡点 D. 熔点 4.设计变量数就是（） A.设计时所涉及的变量数 B. 约束数 C. 独立变量数与约束数的和 D. 独立变量数与约束数的差 5.当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（） A. 提高进料量 B. 降低回流比 C. 提高塔压 D. 提高回流比 6.多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起 关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7.下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的？( ) A.全塔效率可大于1 B. 总效率必小于1 C. Murphere板效率可大于1 D. 板效率必小于点效率 8.假设相对挥发度与组成关系不大且不同组分的塔板效率相同，通过对若干不同组分系统 的精馏计算结果分析研究发现，( )下组分的分配比接近于实际操作回流比下的组分分配比。 A.高回流比 B. 低回流比 C. 全回流 D. 最小回流比 9.影响气液传质设备处理能力的主要因素有（） A. 液泛 B. 雾沫夹带 C. 压力降 D. 停留时间 10.在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算（）外，在内层循环中用S-方程 计算（），而在外层循环中用H-方程计算（）。 A. 级间温度 B. 液相组成 C. 气相流率 D. 级间压力 二、判断题（判断下列各题正误，正确打√，错误打×，每题1分，共10分） 1.计算溶液泡点时，若∑ = > - C i i i X K 1 1，则说明温度偏高。（） 2.分离过程是将混合物分离成组成不相同的两种产品的操作。（） 3.在精馏塔中，温度分布主要反映物流的组成，而总的级间流量分布则主要反映了热衡算 的限制。( ) 4.在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有正偏差的非理想溶液。（） 5.由芬斯克公式可看出，最少理论板数与进料组成有关，且公式计算的精确度在很大程度 上取决于相对挥发度数据的可靠性。（） 6.对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由组成的改变决定，故可由相平衡方程计算各 板的温度。（） 7.分离工程是熵减的过程，可自发进行。（） 8.选择分离过程最基本的原则是可行性。（） 9.化学吸收的类型是按化学反应类型划分的。（） 10.在选择气液传质分离设备中，乱堆填料塔的分离效率大于规整填料塔。（） 三、简答题（1题7分；2题15分；3题15分，共37分） 1.在闪蒸计算的过程中，为什么要首先判断闪蒸问题是否成立，如何判断闪蒸问题成立。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配 组分，存在着两个恒浓区，出现在精镏段和进料板位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正偏差的非理想溶液，与组分2形成负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组分数为C个，建立的MESH 方程在全塔有NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为= η；实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过溶剂的性质，对溶液施加 压力，克服溶剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。 1 (1) (1)1 c i i i i z K Kψ = - = -+ ∑ 式中：K i——相平衡常数； ψ——气相分率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立MESH方程。 三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？ 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键 组分在顶、釜的分配情况如何？ 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？ 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？ 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些？ （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯0.6（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在101.3kPa下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时P10=152.56kPa P20=61.59kPa 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=0.65(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = = 求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=1.26，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。 分离工程试题库 目录 第一部分填空题 (1) 第二部分选择题 (3) 第三部分简答题 (7) 第四部分计算题 (9) 第一部分填空题 1. 传质分离可分为和。 2 分离过程常见的开发方法有和。3．相平衡关系的表示方法有、、。4．精馏的数学模型有、、、。5．产生恒沸物的原因是，二元恒沸物的判别式为。 6．在萃取精馏中，为使分离效果较好，所选溶剂与塔顶产品形成，与塔釜产品形成，常用的方法是。7．常用的解吸方法有、、。8．与物理吸收相比较，化学吸收平衡分压，推动力，溶解度，传质系数。 9．解吸操作中，解吸因数S 解吸分率β，解吸操作方能进行，当S增加时，β，理论板数。 10．在液流主体进行缓慢化学反应的吸收过程，传质速率由决定。 11. 衡量分离的程度用表示，处于相平衡状态的分离程度是。 12. 汽液相平衡是处理过程的基础，相平衡的条件是。 13. 当混合物在一定的温度、压力下，满足条件即处于两相区，可通过计算求出其平衡汽液相组成。 14.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设。 15. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热的组分增加。16．吸收因子为，其值可反应吸收过程的。 17. 吸收剂的再生常采用的是，，。 18. 精馏塔计算中每块板由于改变而引起的温度变化，可用确定。 19. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为。 20. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为型计算和型计算。 21. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为。 22. 吸收的相平衡表达式为，在操作下有利于吸收，吸收操作的限度是。 23. 解吸收因子定义为，由于吸收过程的相平衡关系为。 24. 精馏有个关键组分，这是由于的缘故 25. 采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在进料。 26.原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂起作用。 27.提高萃取剂的选择性，可萃取剂的浓度。 28.在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值，通常用或方法进行物料预分布。 29.通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的，为表示塔实际传质效率的大小，则用加以考虑。 30.对多组分物系的分离，应将或的组分最后分离。 31.超临界流体具有类似液体的和类似气体的。 32.分离剂可以分为和两大类。 33.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、。 34.理想气体的平衡常数与无关。 35.在多组分精馏中塔底温度是由方程求定的。 36.绝热闪蒸过程，节流后的温度。 37.设计变量分为与。 38.关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数。 39.分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数。 40.进料中易挥发含量越大，精馏过程所需的最少理论板数。 41.在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有偏差的非理想溶液。 42.在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔底组分形成具有偏差的非理想溶液。 43.萃取精馏塔中，萃取剂是从塔采出。 44.恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔采出。 45.吸收因子越大对吸收越。 46.温度越高对吸收越。 47.压力越高对吸收越。 48.吸收因子A 于平衡常数。 《分离工程》 本 一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分） 1、分离过程可分为、两大类。 2、在平衡分离过程中，平衡关系用分离因子表示为 ij α=。分离因子在精馏中又称为，在液液平衡中又称为。 3、对于一四组分气液平衡物系而言，其自由度数f等于。 4、吸收过程按溶质数多少可分为和；按吸收温度状况可分为和。 5、超临界流体萃取有、和等三种操作方法。 6、闪蒸温度必须介于物系的与之间。 7、吸附剂的再生方法有、、、。 8、结晶分离的传质推动力为。 9、膜分离过程按分离体系不同可分为、。按推动力不同可分为、、。 1、一烃类混合物中含有乙烷30%、丙烷30%、正丁烷40%。其安托因方程参数见下表。试求30℃时的泡点压力及此时的气相组成。（物系可认为是完全理想物系）（10分）。安 托因方程为：ln B p A T C =- + 2、将苯（A）——甲苯（B）——对二甲苯（C）混合物送入精馏塔分离，进料流量为100kmol/h，组成为Z A=0.4、Z B=0.4、Z C=0.2，要求苯在塔顶回收率为95%，甲苯在塔釜的回收率为95%。组分相对平均挥发度αAB=2.0，试按清晰分割法求全回流条件下所需理论板数及塔顶与塔底的流量及组成。(10分) 3、具有三块理论板的吸收塔，用来处理下列组成的气体（V N+1），在操作条件下各组分平均吸收因子见下表。富气与贫油流率均为100kmol/h ，试用平均吸收因子法计算各组分的吸收率、吸收液与尾气的量及组成。(14分) 《分离工程》课程试卷5参考答案及评分细则 一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）（每填对一空给一分） 1、平衡分离过程、速率分离过程。 2、i j i ij i j j y x K x y K α== ，相对挥发度，相对选择性。 3、4。 4、单组分吸收、多组分吸收；等温吸收、非等温吸收。 5、等温法、等压法、吸附法。 6、露点温度、泡点温度。 7、变压法、变温法、惰性气体吹扫法、置换再生法、。 分离工程 一、单项选择题(共27空，每空2分，共54分) 1. 按所依据的物理化学原理，传质分离过程可以分为________________分离过程和________________ 分离过程，常见的平衡分离过程有__________________、__________________、_________________。 2. 表征表征能量被利用的程度有两类效率：________________和_________________。要降低分离过程的能耗，提高其___________________效率，就应该采取措施减小过程的有效能损失。有效能损失是由_________________引起的。 3. 泡露点计算是分离过程设计中最基本的汽液平衡计算，按规定哪些变量和计算哪些变量可分为如下四种类型：________________________、________________________、________________________和________________________。 4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有______________、______________、_______________和________________。 5. 多组分多级分离过程严格计算中围绕非平衡级所建立的MERQ 方程分别是指________________________、________________________、________________________和________________________。 6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、________________________________________、 ________________________________________。 7. 理想气体和理想溶液混合物传热速率________________最小分离功，非理想溶液混和物传热速率________________最小分离功，最小分离功的大小标志着_______________。 二、不定项选择题（共15小题，每题2分，共计30分） 1. 当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 . 2. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（） A.很高 B.较低 C.只是冷凝过程，无分离作用 D.只是气化过程，无分离作用 3. 设计变量数就是（） A.设计时所涉及的变量数 B.约束数 C.独立变量数与约束数的和 D.独立变量数与约束数的差 4. 在多组分混合物的吸收过程中，不同组分和不同塔段的吸收程度是不同的。（）一般主要在靠近塔顶的几级被吸收，在其余级变化很小。 A.轻关键组分 B.重关键组分 C.轻非关键组分 D.重非关键组分 5. 多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。（） A.1 B.2 C.3 D.4 6. 下列各单元中，( )单元的可调设计变量数为 0，( )单元的可调设计变量数为 1。（） A.混合器 B.分相器 C.分配器 D.再沸器 7. 对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（） A.一定是做为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到 C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品 D.视具体情况而变 8. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（） A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.不一定化工分离工程Ⅰ期末复习试试题库及答案
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