分离工程习题

化学工程与工艺教学改革系列参考书

分离过程例题与习题集

前言

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例题与习题集的出版。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。

分离工程学习指导和习题集与课程内容紧密结合,习题贯穿目前已出版的相关教材,有解题过程和答案,部分题目提供多种解题思路及解题过程,为学生的课堂以及课后学习提供了有力指导。

编者

2006年3月

目录

第一章绪论 (1)

第二章单级平衡过程 (5)

第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)

第四章气体吸收 (23)

第五章液液萃取 ................................................... 错误!未定义书签。第六章多组分多级分离的严格计算 . (26)

第七章吸附............................................................ 错误!未定义书签。第八章结晶............................................................ 错误!未定义书签。第九章膜分离........................................................ 错误!未定义书签。第十章分离过程与设备的选择与放大 (32)

第一章绪论

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。

2.比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。

答:当被分离组分间相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时,就要考虑采用萃取精馏(MSA),但萃取精馏需要加入大量萃取剂,萃取剂的分离比较困难,需要消耗较多能量,因此,分离混合物优先选择能量媒介(ESA)方法。

3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别?

答:气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些,渗透蒸发是有相变的膜分离过程,利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。

4.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/cm3;

M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水,M=31.5,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=8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。

所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。

5.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

V-2

F zi

T F

P F

V , yi ,Tv , Pv

L , x i , T L , P L

习题5附图

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:

(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

6.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

进料,

习题6附图

N V U = N x u +N a u = 20 附加变量:总理论板数。

7. 附图为热藕合精馏系统,进料为三组分混合物,采出三个产品。确定该系统: (1) 设计变量数;

(2) 指定一组合理的设计变量。 解: N x u 压力 N+M+1+1

进料 c+2

合计 N+M+c+4

( c = 3 )

N a u 串级 6

分配器 1 侧线

3 传热 2 10

N v u = N+M+3+4 = N+M+19

8. 利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定: (1) 固定设计变量数和可调设计变量数; (2) 指定一组合理的设计变更量 解: N x u 进料 c+2 压力 N+M+1+1+1 c+N+M+5

N a u 串级 4 分配 1 侧线 1 传热 4 10

习题7附图

习题14附图

9. 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

设计变量:回流比,馏出液流率。

冷却器习题8

附图

140kPa

习题9附图

第二章 单级平衡过程

1. 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯(1)-甲苯(2)-对二甲苯(3)三元系,当x 1=0.3125,x 2=0.2978,x 3=0.3897时的K 值。汽相为理想气体,液相为非理想溶液。并与完全理想系的K 值比较。已知三个二元系的Wilson 方程参数。 83.977;33.103522121112=--=-λλλλ 15.4422223=-λλ ;05.4603323-=-λλ

14.15101113=-λλ ; 81.16423313-=-λλ (单位:J/mol) 在T=378.47K 时液相摩尔体积为:

k m o l m v L 3311091.100-⨯= ;321055.117-⨯=L v ;331069.136-⨯=L v

安托尼公式为:

苯:()36.5251.2788

7936.20ln 1--=T P s ; 甲苯:()67.5352.30969065.20ln 2--=T P s ;

对二甲苯:()84.5765.33469891.20ln 3--=T P s ;(K T Pa P s :;:) 解1:由Wilson 参数方程()[]

RT v v ii ij L

i L j ij λλ--=

Λexp

()[]RT v v L L

11121

2

12exp λλ--=Λ

()()[]47.378314.833.1035exp 1091.1001055.1173

3

⨯--⨯⨯=

-- =1.619 ()[]RT v v L L

22212

121

exp λλ--=Λ ()()[]47.378314.883.977exp 1055.1171091.1003

3

⨯-⨯⨯=

-- =0.629

同理:838.013=Λ ;244.131=Λ 010.123=Λ ;995.032=Λ

由Wilson 方程∑∑∑ΛΛ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Λ-=k j

j

kj k

ki j j ij i x x x ln 1ln γ: 9184.01=γ ;9718.02=γ ;9930.03=γ

根据安托尼方程:

M P a P s

2075

.01= ;Pa P s 4210693.8⨯= ;Pa P s 4310823.3⨯= 由式(2-38)计算得:

88.11=K ;834.02=K ;375.03=K 如视为完全理想系,根据式(2-36)计算得: 048.21=K ;858.02=K ;377.03=K 解2:在T=378.47K 下

苯: )36.5247.378/(5.2788

7936.20ln 1--=s

P ;∴ s P 1=207.48Kpa 甲苯: )67.5347.378/(52.30969065.20ln 2--=s P ;∴s P 2 =86.93Kpa 对二甲苯:)84.5747.378/(65.33469891.20ln 3--=s P ;∴s P 3=38.23Kpa Wilson 方程参数求取

854.0)47.378314.883.977exp(10

91.1001055.117)exp(3

322121221=⨯-⨯⨯=--=∧--RT v v L L

λλ 7472

.0)47.378314.815

.442exp(1069.1361055.117)exp(3

322233223

=⨯-⨯⨯=--=∧--RT v v L L

λλ 346.1)47.378314.805.460exp(1055.1171069.136)exp(3

333

232

3

32=⨯--⨯⨯=--

=

∧--RT

v

v L L λλ

457.0)47.378314.814

.1510exp(1091.1001069.136)exp(3

311132113=⨯-⨯⨯=--=∧--RT v v L L λλ

283.2)47.378314.881.1642exp(1091.1001069.136)exp(3

333

131

3

31=⨯--⨯⨯=--

=

∧--RT

v

v L L

λλ

3131212

11122133112213321122333113223

ln 1ln()(

)

0.3125

1ln(0.3125 1.1930.29780.4570.3897)(0.3125 1.1930.29780.4570.3897

0.8540.29780.8540.31250.29780.74x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-+∧+∧-+++∧+∧∧++∧∧+∧+=-+⨯+⨯-+⨯+⨯⨯+⨯++ 2.2830.3897

)720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.09076

⨯++⨯+⨯+=-

1r =0.9132

193

.1)47.378314.833.1035exp(1055.1171091.100)exp(3

311122112=⨯--⨯⨯=--=∧--RT v v L L λλ

3231122

21212323112213321122333113223

ln 1ln()(

)

0.2125 1.193

1ln(0.31250.8540.29780.74720.3897)(

0.3125 1.1930.29780.4570.3897

0.29780.8540.31250.29780.7x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧++∧-+++∧+∧∧++∧∧+∧+⨯=-⨯++⨯-+⨯+⨯+⨯++0.3897 1.346

)4720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.0188

⨯++⨯+⨯+= ∴ 2r =1.019

1132323

31312233112213321122333113223

ln 1ln()(

)

0.31250.4571ln(0.31250.4570.2987 1.3460.3897)(

0.3125 1.1930.29780.4570.3897

0.74720.29780.8540.31250.297x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧+∧+-+++∧+∧∧++∧∧+∧+⨯-⨯+⨯+-+⨯+⨯⨯+⨯+0.3897

)80.74720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.2431

+++⨯+⨯+= ∴ 3r =1.2752 故

87

.13.10148.2079132.0111=⨯==P

P r K s

8744

.03.10193.86019.1222=⨯==

P P r K s 4813.03.10123.382752.1333=⨯==

P P r K s

而完全理想系:

048.23.10148.20711===P P K s

8581.03.10193.8622===

P P K s 3774

.03.10123.3833===

P

P K s

2. 一液体混合物的组成为:苯0.50;甲苯0.25;对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 式的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想系。 解1:

(1)平衡常数法: 设T=368K 用安托尼公式得:

k P a P s

24.156

1= ;kPa P s 28.632= ;kPa P s 88.263= 由式(2-36)得:

562.11=K ;633.02=K ;269.03=K

781.01=y ;158.02=y ;067.03=y ;006.1=∑i y

由于∑i y >1.001,表明所设温度偏高。

由题意知液相中含量最大的是苯,由式(2-62)得:

553.11

'1==∑i y K K 可得K T 78.367'=

重复上述步骤:

553.1'1=K ;6284.0'2=K ;2667.0'

3=K

7765.0'1=y ;1511.0'2=y ;066675

.0'3=y ;0003.1=∑i y 在温度为367.78K 时,存在与之平衡的汽相,组成为:苯0.7765、

甲苯0.1511、对二甲苯0.066675。

(2)用相对挥发度法:

设温度为368K ,取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的: 13α

解2:

(1)平衡常数法。假设为完全理想系。设t=95℃

苯: 96.11)36.5215.27395/(5.27887936.20ln 1=-+-=s P ;

∴ Pa P s 5

110569.1⨯=

甲苯: 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2=-+-=s P ;

∴Pa P s 4210358.6⨯=

对二甲苯:204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3=-+-=s P ;

∴Pa P s 4310702.2⨯=

569.11010569.15

511=⨯==P P K s ;6358.022==

P P K s 2702

.033==

P

P K s

∴011.125.06358.025.02702.05.0596.1=⨯+⨯+⨯=∑i i x K

选苯为参考组分:552.1011.1569.112==K ;解得T 2=94.61℃

∴05.11ln 2=s P ; Pa P s 4210281.6⨯=

19.10ln 3=s P ;

Pa P s 43106654.2⨯=

∴2K =0.6281 3K =0.2665

∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑i i x K

故泡点温度为94.61℃,且776.05.0552.11=⨯=y ;

157.025.06281.02=⨯=y ;067.025.02665.03=⨯=y

(2)相对挥发度法

设t=95℃,同上求得1K =1.569,2K =0.6358,3K =0.2702

∴807.513=α,353.223=α,133=α

∴∑=⨯+⨯+⨯=74.325.0125.0353.25.0807.5i i x α 0.174.325

.0174.325.0353.274.35.0807.5=⨯+∑∑

⨯+⨯=∑=i

i i i i x x y αα

故泡点温度为95℃,且776.074

.35

.0807.51=⨯=

y ;

157.074.325.0353.22=⨯=

y ;067

.074.325

.013=⨯=y

3. 一烃类混合物含甲烷5%(mol),乙烷10%,丙烷30%及异丁烷55%,试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。

解1:因为各组分都是烷烃,所以汽、液相均可以看成理想溶液,i K 值只取决于温度和压力。可使用烃类的P-T-K 图。 ⑴泡点压力的计算:75348

∑i

i

x

K =1.005≈1,故泡点压力为1.8MPa 。

⑵露点压力的计算:

解2:(1)设P 1=1000KPa ,由25℃,1000KPa ,查P-T-K 列线图得i K

1K =16.5 2K =3.2

3K =1.0 4K =0.43

所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑i y

选异丁烷为参考组分

282.0907.0256.042

43===∑i

y K K ,查得P=1771KPa

在此条件下求得∑i y =1.02≠1,继续调整

279.002.1282.043

44===

∑i

y K K ,查得P=1800KPa

(2)求露点压力

设P 1=1000KPa ,由25℃,1000KPa ,查P-T-K 列线图得i K

1K =16.5 2K =3.2 3K =1.0 4K =0.43

所以∑∑=++==614.143.055.02.310.05.1605.0i

i i K y

x

选异丁烷为参考组分

694.0614.143.04142=⨯=⋅=∑i x K K

由25℃,42K =0.694查得P=560KPa ,查得各组分的i K 值

求得

∑i x 4. 含有80%(mol)醋酸乙酯(A)和20%乙醇(E)的二元物系,液相活度系数用Van Laar 方程计算,AE A =0.144,EA A =0.170。试计算在101.3kPa 压力下的泡点温度和露点温度。 安托尼方程为:

醋酸乙酯:()15.5750.2790

0444.21ln --=T P S

A

乙醇:()

68.4198.3803

8047.23ln --=T P S

E (P S :Pa ;T :K)

解1:⑴泡点温度

此时8.0=A x ,2.0=E x 0075

.02.0170.08.0144.01144.01ln 2

2

=⎪

⎭⎫ ⎝⎛⨯

+=

⎪⎪⎭

⎝⎛+=

E EA A AE AE

A x A x A A γ 0075.1=A γ 1013

.08.0144.02.0170.01170.01ln 2

2

=⎪

⎫ ⎝⎛⨯⨯

+=

⎪⎪⎭

⎝⎛+=

A AE E EA EA

E x A x A A γ 1067.1=E γ 设T=350K

()Pa

P T P S

A S

A 100271516.1115.5750.2790

0444.21ln ==--=

()Pa

P T P S

E S

E 955054669.1168.4198.3803

8047.23ln ==--=

9972

.0==

P

P K S

A A A γ

0434.1==

P

P K S

E E E γ

∑=⨯+⨯=+=0064

.12.00434.18.09972.0E E A A i

i x K x K x

K ∑≈1i

i x

K

所以泡点温度为350K 。 ⑵露点温度

此时8.0=A y ,2.0=E y 设T=350K ,

()Pa

P T P S

A S

A 100271516.1115.5750.2790

0444.21ln ==--=

()Pa

P T P S

E S

E 955054669.1168.4198.3803

8047.23ln ==--=

设1=A γ,1=E γ 9898

4.0==

P

P K S

A A A γ 94279.0==P

P K S

E E E γ

8082.0==

A

A

A K y x 2121.0==

E

E

E K y x 00806.02121.0170.08082.0144.01144

.01ln 2

2

'

=⎪

⎝⎛⨯⨯+=

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=

E EA A AE AE

A x A x A A γ

0081.1'

=A γ

09908

.08082

.0144.02121.0170.01170

.01ln 2

2

'

=⎪

⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯

+=

⎪⎪⎭

⎝⎛+=

A AE E EA EA

E x A x A A γ 1042.1'

=E γ 99785.0101300

100271

0081.1''

=⨯=

=

P

P K S

A A A γ

04103.1101300

95505

1042.1''

=⨯=

=P

P K S

E E E γ

9938

.01921.08017.0'

'

'=+=+

=

∑E

E A

A i

i

K y K y K

y

∑≈1i

i

K y

所以露点温度为350K 。

解2:(1)计算活度系数:

0075.0)2.017.08.0144.01(144

.0}1(ln 22=⨯⨯+=+=E

EA A AE AE A x A x A A r

A r =1.0075

10137.0}

8.0144.02.017.01(17

.0}1(ln 2

2=⨯⨯+=+=

A

AE E EA EA E x A x A A r

E r =1.107

(2)计算泡点温度 设T=353.15K(80℃)

617

.1115

.5715.35350.2790

0444.21ln =--=s A P

∴Pa P s A 5

101097.1⨯=

5917

.1168

.4115.35398.3808

8047.23ln =--=s E P

∴Pa P s E

5

10082.1⨯= ∴1037.110013.1101097.10075.15

5

=⨯⨯⨯==P P r K S A A A 1821.110013.110082.1107.15

5

=⨯⨯⨯==P P r K S E E E

∴1194.12.01821.18.01037.1=⨯+⨯=∑i i x K

调整98597.01194.11037.12==A K

)15

.575

.27900444.21exp(0075.110013.198597.0522

--=⨯⨯==T r P K P A A S

A

解得T 2=349.65,即T 2=76.50℃

∴s

A P ln =11.504 Pa P s

A 41091.9⨯=

s E P ln =11.453

Pa P s E 4104175.9⨯=

∴A K =0.9857 E K =1.0288

1

9943.02.00288.18.09857.0≈=⨯+⨯=∑i

i

x

K

故泡点温度为76.5℃ (3)计算露点温度 设T=353.15K(80℃)

∴9867.0894.01037.12=⨯=A K

)

15.575

.27900444.21exp(0075.110013.19867.0522

--=⨯⨯==T r P K P A A S

A

解得T 2=349.67K(76.52℃)

∴s

A P ln =11.505 Pa P s

A 41092.9⨯=

s E P ln =11.454

Pa P s E 410425.9⨯=

9866

.0013.1992

.00075.1=⨯=

A K 03

.1013.19425.0107.1=⨯=E K

1005.103.12.09866.08

.0≈=+=∑i

x

故露点温度为76.52℃

5. 设有7个组分的混合物在规定温度和压力下进行闪蒸。用下面给定的K 值和进料组成画出Rachford-Rice 闪蒸函数曲线图。

{}()()∑

=-ψ+-=ψc

i i

i i K K z f 1111

Ψ

根据上表所得数据画图: 由曲线图得:Ψ=0.527

6. 组成为60%(mol)苯,25%15%对二甲苯的100kmol 物,在101.3kPa 和100℃托尼方程计算蒸气压。 解:在373K 下 苯

(36.5251.27887936.20ln 1--=T P S kPa P S 315.179

1= 77.11=K

甲苯: ()67.5352.30969065.20ln 2--=T P S kPa P S 834.732= 729.02=K

对二甲苯:)84.5765.3346981.20ln 3--=T P S kPa P S 895.313=

315.03=K

计算混合组分的泡点T B T B =364.076K 计算混合组分的露点T D T D =377.83K

65

.0076.36483.377076.3643731=--=ψ

()()

()∑

=-ψ+-=ψ040443

.011111i i i K K z f

()()

()[]∑

-=-ψ+--=ψ414

.01112

12

1'

i i i K K z f

()()7477.01'112=ψψ-

ψ=ψf f

()00024.02≈-=ψf

此时:x 1=0.38,x 2=0.3135,x 3=0.3074,L=74.77kmol ; y 1=0.6726,y 2=0.2285,y 3=0.0968,V=25.23kmol 。 7. 用图中所示系统冷却反应器出来的物料,并从较重烃中分离轻质气体。计算离开闪蒸罐的蒸汽组成和流率。从反应器出来的物料温度811K ,组成如下表。闪蒸罐操作条件下各组分的K 值:氢-80;甲烷-10;苯-0.01;甲苯-0.004

解:以氢为1,甲烷为2,苯为3,甲苯为4。

总进料量为F=460kmol/h ,

4348.01=z ,4348.02=z ,1087.03=z ,0217.04=z 又K1=80,K2=10,K3=0.01,K4=0.004 由式(2-72)试差可得:Ψ=0.87, 由式(2-68)计算得:

y1=0.4988,y2=0.4924,y3=0.008,y4=0.0008;V=400.2mol/h 。

8. 下图所示是一个精馏塔的塔顶部分。图中以表示出总精馏物的组成,其中10%(mol)作为汽相采出。若温度是311K ,求回流罐所用压力。给出该温度和1379kPa 压力下的K 值为:C 2-2.7;C 3-0.95;C 4-0.34,并假设K 与压力成正比。 解:由图中可知z C2=0.10,z C3=0.20,z C4=0.70;

由题意知:'1379

i i K P

K =

,Ψ=0.1, 由式(2-72)试差得:P=2179kPa 。

9. 在101.3kPa 下,对组成为45%(摩尔)正己烷,25%正庚烷及30%正辛烷的混合物。 ⑴求泡点和露点温度

⑵将此混合物在101.3kPa 下进行闪蒸,使进料的50%汽化。求闪蒸温度,

两相的组成。

解:⑴因为各组分都是烷烃,所以汽、液相均可看成理想溶液,K I 只取决于温度

和压力,可使用烃类的P-T-K 图。 泡点温度计算得:T B =86℃。 露点温度计算得:T D =100℃。

⑵由式(2-76)

()()∑≈=-ψ+-00006.0111i

i

i K z K

所以闪蒸温度为93℃。 由式(2-77)、(2-68)计算得:

x C6=0.308,x C7=0.266,x C8=0.426 y C6=0.591,y C7=0.234,y C8=0.175

所以液相中含正己烷30.8%,正庚烷26.6%,正辛烷42.6%; 汽相中含正己烷59.1%,正庚烷23.4%,正辛烷17.5%。

生物分离工程练习题二(第4-5章)

《生物分离工程》练习题二(第4~5章) 一、选择题(22分) 1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力(B) A.重力 B. 压力 C.浮力 D. 阻力 2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度( A ) A.越小 B.越大 C.不变 D.无法确定 3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度( A )待分离的目标产物的密度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.以上均可 4、差速区带离心的密度梯度中最大密度( B )待分离的目标产物的密度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.以上均可 5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是( D )。 A.蔗糖 B.聚蔗糖 C.氯化铯 D.以上均可 6、当两种高聚物水溶液相互混合时,二者之间的相互作用不可能产生(D) A. 互不相溶,形成两个水相 B. 两种高聚物都分配于一相,另一相几乎全部为溶剂水 C. 完全互溶,形成均相的高聚物水溶液 D.形成沉淀 7、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C) A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂 8、物理萃取即溶质根据(B)的原理进行分离的 A.吸附 B.相似相溶 C分子筛 D 亲和 9、超临界流体萃取法适用于提取(B ) A、极性大的成分 B、极性小的成分 C、离子型化合物 D、亲水性成分 10、在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高(C) A.单级萃取 B.三级错流萃取 C.三级逆流萃取 D.二级逆流萃取 11、关于萃取下列说法正确的是(C) A. 酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取 C. 两性电解质在等电点时进行提取 D. 两性电解质偏离等电点时进行提取 12、液一液萃取时常发生乳化作用,如何避免(D) A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热 13、在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中,目标蛋白质存在于(A) A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D.以上都有可能 14、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C) A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂 15、关于反萃取的概念,下列说法正确的是:(A)。 A、溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程; B、萃取时,反向加入溶剂的方法; C、萃取时,反向加入料液的方法; D、以上都不对。 16、萃取剂对溶质分离能力的大小不可用下列哪种参数表示:(D)。 A、分配系数; B、分离因子; C、活度的比值; D、分离时间。 17、表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱,在工业上常用HLB数来表示。下列说法正确的是:(B)。 A、HLB数越小,亲水性越强; B、HLB数越大,亲水性越强; C、HLB数越大,亲酯性越强; D、以上说法都不对。 18、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有:(D)。

生化分离工程复习题2及答案

生化分离工程复习题 一、填空题 1. 生化分离过程主要包括四个方面:预处理、细胞分离、纯化、产品加工。 2. 发酵液常用的固液分离方法有沉淀法和结晶法等。 3. 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; 4. 离子交换分离操作中,常用的洗脱方法简单洗脱和梯度洗脱。 5. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其各种蛋白质等电点 的不同。 6. 典型的工业过滤设备有板框压滤机和转筒真空过滤机。 7. 常用的蛋白质沉析方法有盐析法、等电点沉淀和有机溶剂沉淀。 8. 离子交换树脂由载体、活性基团和可交换离子组成。 9. 超临界流体的特点是与气体有相似的扩散性能,与液体有相似的密度。 二、单选题 1.供生产生物药物的生物资源不包括( D ) A. 动物 B. 植物 C. 微生物 D. 矿物质 2.下列哪个不属于初步纯化:( C ) A. 沉淀法 B. 吸附法 C. 亲和层析 D. 萃取法 3.HPLC是哪种色谱的简称( C )。 A. 离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱 4.其他条件均相同时,优先选用那种固液分离手段( B ) A. 离心分离 B. 过滤 C. 沉降 D. 超滤 5.适合小量细胞破碎的方法是( C ) A. 高压匀浆法 B. 超声破碎法 C. 高速珠磨法 D. 高压挤压法 6.有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为( D ) A. 乙酸乙酯 B. 正丁醇 C. 苯 D. 丙酮 7.液-液萃取时常发生乳化作用,如何避免( D ) A. 剧烈搅拌 B. 低温 C. 静止 D. 加热 8.盐析法与有机溶剂沉淀法比较,其优点是( B ) A.分辨率高 B.变性作用小 C.杂质易除 D.沉淀易分离 9.工业上常用的过滤介质不包括( D ) A. 织物介质 B. 堆积介质 C. 多孔固体介质 D. 真空介质 10.哪一种膜孔径最小( C ) A. 微滤 B. 超滤 C. 反渗透 D. 纳米过滤 11.用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是( C ) A. 离子交换色谱 B. 亲和色谱 C. 凝胶过滤色谱 D. 反相色谱 12.“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质( B )A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.水 D.溶剂 13.下列细胞破碎的方法中,哪个方法属于非机械破碎法( A ) A. 化学法 B. 高压匀浆 C. 超声波破碎 D. 高速珠磨 14.离子交换树脂适用( A )进行溶胀 A. 水 B. 乙醇 C. 氢氧化钠 D. 盐酸 15.使蛋白质盐析可加入试剂( D )

分离工程复习题及答案

1、分配系数: 指一定温度下,处于平衡状态时,组分在流动相中的浓度和在固定相中的浓度之比,以K表示。分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能,是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中,K有不同的概念:吸附色谱法为吸附系数,离子交换色谱法为选择性系数(或称交换系数),凝胶色谱法为渗透参数。但一般情况可用分配系数来表示。 2、絮凝: 使水或液体中悬浮微粒集聚变大,或形成絮团,从而加快粒子的聚沉,达到固-液分离的目的,这一现象或操作称作絮凝。通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂,其作用是吸附微粒,在微粒间“架桥”,从而促进集聚。胶乳工业中,絮凝是胶乳凝固的第一阶段,是一种不可逆的聚集。絮凝剂通常为铵盐一类电解质或有吸附作用的胶质化学品。 3、层析分离: 根据蛋白质的形态、大小和电荷的不同而设计的物理分离方法。各种不同的层析方法都涉及共同的基本特点:有一个固定相和流动相,当蛋白质混合溶液(流动相)通过装有珠状或基质材料的管或柱(固定相)时,由于混合物中各组份在物理化学性质(如吸引力、溶解度、分子的形状与大小、分子的电荷性与亲和力)等方面的差异使各组分在两相间进行反复多次的分配而得以分开。流动相的流动取决于引力和压力,而不需要电流。用层析法可以纯化得到非变性的、天然状态的蛋白质。层析的方法很多,其中凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等是目前最常用的层析方法。 4、吸附分离: 是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面,再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程。 5、分子印迹技术: 将各种生物大分子从凝胶转移到一种固定基质上的过程称为分子印迹技术。 6、反渗析: 是指在推动力作用下,溶剂(水)从高溶质浓度一侧到低溶质浓度一侧,克服渗透压作用的过程。 7、共沉淀分离 是利用溶液中主沉淀物(称为载体)析出时将共存的某些微量组分载带下来而得到分离的方法。 8、离子交换分离法 离子交换分离法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应而使离子分离的方法。离子交换分离法分离效果好,交换容量大,设备简单,不仅是分析化学中的常用分离方法,也是工业生产中的常用提纯方法。 离子交换分离法特点: (1)分离效率高 (2)适用于带电荷的离子之间的分离,还可用于带电荷与中性物质的分离制备等。 (3)适用于微量组分的富集和高纯物质的制备 (4)方法缺点是操作比较麻烦,周期长,一般只用它解决某些比较复杂的分离问题。 9、沉降分离 沉降分离是利用物质重力的不同将其与流体加以分离。 空气的尘粒在重力的作用下,会逐渐落到地面,从空气中分离出来;水或液体中的固体颗粒也会在重力的作用下逐渐沉降到池底,与水或液体分离。

化工分离工程复习题及答案

化工分离过程试题库 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。

培训班分离工程练习题

《分离工程》练习题 第一章绪论 (一)填空题 1、分离作用是由于加入_______而引起的,因为分离过程是熵________过程。 2、分离过程是________的逆过程,因此需加入__________来达到分离目的。 3、分离剂可以是___________或____________,有时也可两种同时应用。 4、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种___________作用下经过某种介质时的__________差异而实现分离。 5、传质分离过程分为____________和____________两类。 6、速率分离可分为__________和__________两大类。 (二)选择题 1、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 2、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 3、分离过程的特征是该过程是() a.熵增过程 b.熵不变化过程 c.熵减少过程 4、下列分离过程中属于平衡分离过程的是(b): a.重力沉降分离过程; b.吸收; c.膜分离; d. 离心分离。 第二章多组分分离基础 (一)填空题 1、汽液相平衡的条件是汽液两相中温度压力相等,每一组分的_________相等。 2、根据泡、露点的概念,精馏塔塔顶(全凝器)温度即为对应塔顶产品组成的__________,塔釜温度即为对应塔釜液相组成的___________。 3、在进行闪蒸计算时,需判断混合物在指定温度和压力下是否处于__________。 4、一定压力下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化产生第一个气泡时的温度叫____________。 5、泡点压力是指一定__________下降低系统__________,当液体混合物开始汽化产生第一个气泡时的__________。 6、一定压力下冷却气体混合物,当气体混合物开始冷凝产生第一液滴时的温度叫____________。 7、一定温度下压缩气体混合物,当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫____________。 8、露点T是在一定压力下冷却气体混合物,当气体混合物______时的温度。 9、泡点温度计算时若∑K i x i>1,温度应调__________。 10、泡点压力计算时若∑K i x i>1,压力应调__________。 11、对单相物流的独立变量数为(c+2),多相但相间成平衡得物流的独立变量数为__________。 12、设计变量分为__________和__________。 13、分离过程涉及的变量数减去描述该过程的方程数即为该过程的__________。 14、设计变量是指在计算前,必须由设计者__________的变量。

分离工程阶段练习4

一、判断下列各题的正误,并改正。 1、在一定温度和压力下,由物料组成计算出的∑ =>-C i i i Z K 1 1,且∑=,且S B P P >,则该溶液形成最低沸点的恒沸物 正确 9、多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是恒摩尔流。 错误,应为贫气吸收 10、吸收操作中,若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是增加塔板数。 错误,N 增大,吸收率增加,但超过10块板后,增加幅度减慢 11、常用于吸收过程的相平衡表达式为Av l =,在低温或高压操作下有利于吸收。 正确 12、分离最小功是在可逆的情况下,分离过程所消耗的功。 错误,应为在完全可逆的情况下、低温高压 13、对多组分物系的分离,应将最困难分离或分离要求高的组分放在最后进行分离。 正确 14、膜分离是用天然或人工合成膜,以外界能量或化学位差作推动力,对混合物进行分离、提纯和富集的方法。 正确 二、简答题 1、萃取精馏的实质是什么?如何提高其选择性。 1、实质:⑴原分离物系中两组分沸点相近,非理想性不大的物系,加入萃取剂的作用是萃取剂与其中一个组分或两个组分形成非理想溶液,从而改变了远组分间的相对挥发度,变化

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()

分离工程复习题

一、填空题(每空2分, 共40分) 1. 衡量分离过程的难易程度用( )表示,固有分离因子是根据( )来计算 的,它与实际分离因子的差别用( )来表示。 2. 根据泡、露点的概念,精馏塔塔顶温度即为对应塔顶汽相组成的( ),塔釜温度 即为对应塔釜液相组成的( )。 3. 若组成为Z i 的物系, ∑K i Z i <1时其相态为( )。 4. 要提高萃取剂的选择性,可( )萃取剂的浓度。 5. 逐级计算起点选择应从组成( )的一端算起,逐级计算法从上到下采用 ( )计算多组分精馏的各级温度。 6. 特殊精馏是既加入( ),又加入( )的精馏过程。 7. 流量加合法在求得ij x 后,由( )方程求j V ,由( )方程求j T 。 8. 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。 9. 在相同的组成下,分离成纯组分时所需的功( )分离成两个非纯组分时所需的功。 10. 当板上液体达到完全混合时,点效率( )气相默弗里板效率。 11. 吸收过程各级的温度采用( )来计算。 12. 根据单级萃取流程的不同组合,多级萃取流程有( )、( )、分馏萃取等。 二、选择题(每题2分, 共20分) 1. 当分离因子为( )表示组分i 及j 之间并没有被分离 A 1>s ij α; B 1=s ij α; C 0>s ij α; D 1γγ;C 010221p p <γγ;D 02 0121p p =γγ 3. 易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收( ) A 塔顶级; B 进料级; C 塔底级; D 全塔平均吸收 4. 当两个易挥发组分为关键组分时,则以何处为起点逐级计算( ) A 塔顶往下; B 塔釜往上; C 两端同时算起 5. 当板上液体呈活塞流,即不完全混合时,则( ) A Pe = 0; B Pe =∞; C 0 < Pe <∞; D Pe < 0 6. 如果二元物系,r1=1,r2=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

分离工程习题集

第二章习题 一、填空题 1.衡量分离的程度用()表示,处于相平衡状态的分离程度是()。固有分离因子是根据()来计算的。它与实际分离因子的差别用()来表示。 2.分离过程分为( )和( )两大类。传质分离过程分为 ()和()两大类。下列属于机械分离过程是(),速率分离过程是(),平稳分离过程是()。(吸收、萃取、膜分离、渗透、过滤、离心分离、蒸馏) 3.汽液相平衡是处理()过程的基础。相平衡的条件是 ()。Lewis 提出了等价于化学位的物理量(),它是()压力。 4.气液相平衡常数定义为()。理想气体的相平衡常数与()无关。 5.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。在多组分精馏中塔顶温度是由()方程求定的,其表达式为( )。在多组分精馏中塔釜温度是由 ()方程求定的,其表达式为( )。 6.低压下二元非理想溶液的对挥发度α12等于( )。 7.泡点温度计算时若∑Kixi>1,温度应调()。泡点压力计算时若∑Kixi>1,压力应调()。 8.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。若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时,其相态为()。若组成为Zi的物系,Kixi<1时其相态为()。若组成为Zi的物系,∑Zi/Ki<1时,其相态为()。 9.绝热闪蒸过程,饱和液相经节流后会有()产生,节流后的温度()。 二、选择题 1.溶液的蒸气压大小() 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 2.对两个不同纯物质来说,在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大,说明 该物质沸点() a.越低 b.越高 c.不一定高,也不一定低 3.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 4.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.两相间各组份的化学位相等 d.相间不发生传质

分离工程习题

分离工程习题 一、填空: 1、分离过程分为(机械分离方法)和(传质分离)两大类。 2、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。 3、分离剂可以是(能量)和(物质)。 4、机械分离过程是(过滤、离心分离)、旋风分离、静电除尘 5、速率分离过程是超滤、渗析(膜分离、渗透)。 6、平衡分离过程是(吸收、萃取)、精馏、蒸发。 7、气液平相衡常数定义为(气相组成与液相组成的比值)。 8、理想气体的平衡常数与(组成)无关。 9、活度是(修正的)浓度。 10、低压下二元非理想溶液的相对挥发度α12等于(02201 1p p γγ)。 11、气液两相处于平衡时,(化学位)相等。 12、Lewis 提出了等价于化学位的物理量(逸度)。 13、逸度是(修正的)压力。 14、在多组分精馏中塔顶温度是由(露点方程)方程求定的。 15、露点方程的表达式为(∑=1K /y i i ) 16、泡点方程的表达式为(∑=1x K i i )。 17、泡点温度计算时若1x K i i >∑,温度应调(小)。 18、泡点压力计算时若1x K i i >∑,压力应调(大)。 19、在多组分精馏中塔底温度是由(泡点)方程求定的。 20、绝热闪蒸过程,节流后的温度(降低)。 21、若组成为Z i 的物系,1K /Z 1Z K i i i i >∑>∑且时,其相态为(气液两相)。 22、若组成为Z i 的物系,1Z K i i <∑时,其相态为(过冷液相)。 23、若组成为Z i 的物系,1K /Z i i <∑时,其相态为(过热气相)。 24、绝热闪蒸过程,饱和液相经节流后会有(气相)产生。 25、设计变量与独立变量之间的关系可用下式来表示(Ni =Nv -Nc )。 26、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。 27、回流比是(可调)(固定、可调)设计变量。 28、关键组分的相挥发度越大,精馏过程所需的最少理论板数(越少)。 29、分离要求越大,精馏过程所需的最少理论板数(越多)。 30、进料中易挥发含量越大,精馏过程所需的最少理论板数(不变)。 31、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。 32、在萃取精馏中所选的萃取剂使A P 1'值越(大)越 好。 33、在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔底组分形成具有(负)偏差的非理想溶液。 34、在萃取精馏中所选的萃取剂使A P 1'值越大,溶剂的选择性(增大)。 35、萃取精馏塔中,萃取剂是从塔(底)出来。 36、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。 37、均相恒沸物在低压下其活度系数之比γγ12/应等于(02P )与(o 1P )之比。 38、在板式塔的吸收中,原料中的平衡常数小的组分主要在塔内(底)板被吸收。 39、吸收中平衡常数大的组分主要在塔内(顶)板被吸收。 40、吸收中平衡常数大的组分是(难)吸收组分。 41、吸收中平衡常数小的组分是(易)吸收组分。 42、吸收因子越大对吸收越(有利)。 43、温度越高对吸收越(不利)。 44、压力越高对吸收越(有利)。 45、吸收因子A (反比)于平衡常数。 46、吸收因子A (正比)于吸收剂用量L 。 47、吸收因子A (反比)于液气比。 48、完成一个给定的分离要求所需功最小的过程是(可逆)。 49、从节能的角度分析难分离的组分应放在(最后)分离。 50、从节能的角度分析分离要求高的组分应放在(最后)分离。 51、从节能的角度分析进料中含量高的组分应(先)分离。 52、物理吸附一般为(多层)吸附。 53、化学吸附一般为(单层)吸附。 54、化学吸附选择性(强)。 55、物理吸附选择性(不强)。 56、吸附负荷曲线是以(距床层入口的距离)为横坐标绘制而成。 57、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。 58、吸附负荷曲线是分析(吸附剂)得到的。 59、透过曲线是以(时间)横坐标绘制而成。 60、透过曲线是以(流出物中吸附质的浓度)为纵坐标绘制而成。 61、透过曲线是分析(流出物)得到的。 62、透过曲线与吸附曲线是(镜面对称相识关系)相似关系。 二、选择: 1、下列哪一个是机械分离过程(4、离心分离)。 2、下列哪一个是速率分离过程(3、膜分离)。 3、下列哪一个是平衡分离过程(1、闪蒸)。 4 、Lewis 提出了等价于化学位的物理量(1、逸度)。 5、二元理想溶液的压力组成图中,P-x 线是(2、直线)。 6、形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中,P-x 线是(4、有最低点)。 7、溶液的蒸气压大小(2、不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关)。 8、对两个不同纯物质来说,在同一温度压力条件下汽液相平衡K 值越大,说明该物质的沸点(1、越低)。 9、汽液相平衡K 值越大,说明该组分越(1、易挥发)。 10、气液两相处于平衡时(3、两相间各组份的化学位相等)。 11、完全不互溶的二元物系,当达到汽液平衡时,两组分各自呈现的蒸气分压(1、等于各自的饱和蒸汽压)。 12、完全不互溶的二元物系,当达到汽液平衡时,溶液的蒸气压大小(1、只与温度有关)。 13、完全不互溶的二元物系,当达到汽液平衡时,溶液的蒸气压大小(3、等于01P +02P )。 14、完全不互溶的二元物系,沸点温度(4、小于S 1T )。 15、当把一个溶液加热时,开始产生气泡的点叫作(3、泡点)。 16、当把一个气相冷凝时,开始产生液滴的点叫作(1、露点)。 17、当物系处于泡、露点之间时,体系处于(4、气液两相)。 18、系统温度大于露点时,体系处于(2、过热气相)。 19、系统温度小于泡点时,体系处于(1、饱和液相)。 20、闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到的分离程度(2、较低)。 21、下列哪一个过程不是闪蒸过程(4、纯组分的蒸发)。 22、等焓节流之后(4、压力降低,温度也降低)。 23、设计变量数就是(4、独立变量数与约束数的差)。

生物分离工程习题

一、名词解释 1.亲和吸附 2.凝聚 3.乳化 4.吸附 5.反萃取 二、填空题 1. 发酵液常用的固液分离方法有___离心______ 和__过滤_______ 等。 2. 离心设备从形式上可分为 __管式_______,___套筒式______ ,___碟片式______ 等型式。 3. 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__ ,_超滤__ ,__纳滤_ 和_反渗透___。 4. 影响吸附的主要因素有__吸附剂性质____ ,_吸附物性质_____ ,__温度____ ,__pH____ ,__吸附物浓度_和吸附剂用量____。 5. 离子交换树脂由 __惰性载体_______, __活性功能基团_______和___平衡离子______ 组成。 6. 常用的化学细胞破碎方法有__碱处理_____ ,_金属螯合剂______ ,__表面活性剂_____ ,_有机溶剂_______。 7. 影响盐析的因素有___盐的种类______ , _溶质的种类和性质________,___温度______ 和___pH_____ 。 8. 晶体质量主要指 __晶体大小_______,__晶体的形状_______ 和___晶体的纯度______ 三个方面。 9. 工业上常用的超滤装置有板式,管式,和螺旋式 和中空纤维式。 10.在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有自然起晶,刺激起晶, 和晶种起晶; 11.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 换三个步骤; 12.超临界流体的特点是与气体有相似的流动性(扩散性),与液体有相似的密 度(溶解性); 13.离子交换树脂的合成方法有共聚和均聚两大类; 14.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其等电点(pI)的不同; 15.离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有 pH梯度和离子浓度梯 度;

华东理工大学分离工程期末复习题及参考答案

华东理工大学网络教育学院 (全部答在答题纸上,请写清题号,反面可用。试卷与答题纸分开交) 分离工程_202210_模拟卷1 一、填空题(共10题,每题3分,共30分) 1. 分离过程是________________的逆过程,因此需加入________________来达到分离目的。(3分) .2. 分离剂可以是____________________或____________________,有时也可两种同时应用。(3分) .3. 图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数,假定条件为____________________________________________________________________________ ________________________________________________________。(3分) .4. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设________________________。(3分) .5. 衡量分离的程度用________________表示,处于相平衡状态的分离程度是________________。(3分) .6. 设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示________________________________。(3分) .7. 恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点________________以上。(3分) .8. 固有分离因子是根据____________________来计算的。它与实际分离因子的差别用____________________来表示。(3分) .9. 三对角矩阵法沿塔流率分布假定为________________。(3分) .10. 吸收因子A________于平衡常数。(3分) . 二、选择题(共5题,每题2分,共10分) 1. 下列哪一个是速率分离过程()。(2分) A.蒸馏 B.吸收 C.膜分离 D.离心分离 2. 下列哪一个不是均相恒沸物的特点()。(2分) 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 3. 当蒸馏塔的产品不合格时,可以考虑()。(2分) A.提高进料量 B.降低回流比 C.提高塔压 D.提高回流比 4. 萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在()。(2分) A.塔的底部 B.塔的中部 C.塔的项部5. 吸收操作中,若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是()。(2分) A.提高压力 B.升高温度 C.增加液汽比 D.增加塔板数 三、判断题(共10题,每题1分,共10分) 1. 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,从塔底出来的精馏过程。()(1分)( ) .2. 绝对吸收率是指被吸收的组分的量占进料中的量的分率。()(1分)( ) .3. 膜分离是用天然或人工合成膜,以外界能量或化学位差作推动力,对混合物进行分离、提纯和富集的方法。()(1分)( ) .4. 吸收操作中,若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是增加塔板数。()(1分)( ) .5. 对多组分物系的分离,应将最困难分离或分离要求高的组分放在最后进行分离。()(1分)( ) .6. 理论板:离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。()(1分) ( ) .7. 在一定温度和组成下,A,B混合液的总蒸汽压力为P,若P> P A S,且P> P B S,则该溶液形成最低沸点的恒沸物。()(1分) ( ) .8. 萃取剂的选择性是指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。()(1分)( ) .9. 渗透是指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渗透。()(1分)( ) .10. 在一定温度和压力下,由物料组成计算出的,且,则该进料状态为过热蒸汽。()(1分)( ) . 四、简答题(共3题,每题10分,共30分) 1. 采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品,需几个塔?如何安排这些塔的序列?(10分) 2. 叙述用简捷法作萃取精馏过程理论板数的步骤。(10分)

化工分离工程习题

化工分离工程习题 习题崔群20XX年 6,8,10,13 [P163,6] 用芬斯克方程计算附图精馏塔的最少理论板数与非关键组分的分配。解题思路:① 假设清晰分割→D,W ② 计算塔顶、塔釜温度③ 计算各组分平均相对挥发度④ Nm=? ⑤ 验证清晰分割 20XX年-9-17 第三章习题 [P163,6]解:① 假设清晰分割→D,W用清晰分割方法对各组进行分预分配,如下表:进料组分 1 2 3 4 5 6 7 8 C3 i-C4 n-C4 (LK) i-C5(HK) n-C5 n-C6 n-C7 n-C8 进料fi kmol/h 2500 400 600 100 200 40 50 40 馏出液di 2500 400 600-6 15 6 100 -15 200 40 50 40 釜液wi [P163,6] 求和 3930 3509 421 20XX年-9-17 第三章习题

[P163,6]解:② 计算塔顶露点温度塔顶露点tD近似代表塔顶蒸汽温度计算各组分的相对挥发度。最小平衡级(理论板)对应于全回流, R=1,yi=xi [P163,6] 由d i y i / k i 1 计算塔顶馏出液的露点温度tD=31℃ 令t= 31℃ ,已知P=700kPa , 查P21 图2-1(a)得Ki列于下表。塔顶组分di 1 2 3 4 求和C3 i-C4 n-C5 i-C5 2500 400 594 15 3509 yi 0.7125 0.1140 0.1693 0.0043 1 Ki 1.58 0.67 0.483 0.20 yi/Ki 0.4509 0.1701 0.3505 0.0215 0.9931 20XX年-9-17 第三章习题 [P163,6]解:③ 计算塔釜液泡点温度tB塔底tb代表塔底液相温度计算相对挥发度。 [P163,6] 令t=127 ℃ ,已知P=700kPa , 查P21 图2-1(a)得Ki列于下表。釜液组成kmol/h xw Ki yi=Kixi 34 5 6 n-C4i-C5 n-C5 n-C6 685 200 40 0.0*****.20XX年0.4751 0.0950 2.81.5 1.27 0.68

《生物分离工程》复习题(解答版)

《生物分离工程》复习题 《绪论细胞分离》 1。在细胞分离中,细胞的密度ρS越大,细胞培养液的密度ρL越小,则细胞沉降速率越大。2。表示离心机分离能力大小的重要指标是C。 A.离心沉降速度 B.转数C。分离因数D。离心力 3.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力,其中滤饼占主导作用。 4。简答:对微生物悬浮液的分离(过滤分离),为什么要缓慢增加操作压力? 5。判断并改错:在恒压过滤中,过滤速率会保持恒定。(×)改:不断下降。 6。简答:提高过滤效率的手段有哪些? 7。判断并改错:生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。(×)改:更易破碎. 8。简答:采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率? 9。简答: 蛋白质复性收率低的主要原因是什么? 10。简答:常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一。 11。B可以提高总回收率。 A。增加操作步骤B.减少操作步骤C。缩短操作时间D.降低每一步的收率 12.重力沉降过程中,固体颗粒不受C的作用。 A.重力B。摩擦力C。静电力 D.浮力 13.过滤的透过推动力是D。 A.渗透压B。电位差 C.自由扩散 D.压力差 14。在错流过滤中,流动的剪切作用可以B。 A。减轻浓度极化,但增加凝胶层的厚度B.减轻浓度极化,但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化,但增加凝胶层的厚度D。加重浓度极化,但降低凝胶层的厚度 15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间A相互作用的结果。

A。疏水性B。亲水性C。氢键 D.静电 16.判断并改错:原料目标产物的浓度越高,所需的能耗越高,回收成本越大.(×)改:原料目标产物的浓度越低. 17。菌体和动植物细胞的重力沉降操作,采用D手段,可以提高沉降速度. A.调整pH B。加热 C.降温D。加盐或絮状剂 18。撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸C。细胞壁D。细胞器 19。重力沉降过程中,固体颗粒受到重力,浮力,摩擦阻力的作用,当固体匀速下降时,三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。 20。为了提高最终产品的回收率:一是提高每一级的回收率,二是减少操作步骤。 21.评价一个分离过程效率的三个主要标准是:①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。 22。区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 23。差速区带离心的密度梯度中最大密度 B 待分离的目标产物的密度。 A。大于 B.小于C。等于D。大于或等于 24。简答:管式和碟片式离心机各自的优缺点。 25.单从细胞直径的角度,细胞越小,所需的压力或剪切力越大,细胞越难破碎. 《沉淀》 1。防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。 2.判断:当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时,静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力,使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。(√) 3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度,可以破坏蛋白质溶液的稳定性,实现蛋白质沉淀. 4.常用的蛋白质沉淀方法有:盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀。 5.判断并改错:蛋白质水溶液中离子强度在生理离子强度(0.15~0.2mol·kg-1)之外,蛋白质的溶解度降低

(完整版)生物分离工程练习题二(第4-5章)

《生物分离工程》练习题二(第4~5章) 一、选择题(22分) 1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力( B ) A.重力 B。压力 C.浮力 D. 阻力 2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度( A ) A.越小 B.越大 C。不变 D.无法确定 3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度( A )待分离的目标产物的密度. A.大于 B.小于 C.等于 D.以上均可 4、差速区带离心的密度梯度中最大密度( B )待分离的目标产物的密度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.以上均可 5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是( D )。 A。蔗糖 B。聚蔗糖 C。氯化铯 D。以上均可 6、当两种高聚物水溶液相互混合时,二者之间的相互作用不可能产生(D) A。互不相溶,形成两个水相 B. 两种高聚物都分配于一相,另一相几乎全部为溶剂水C。完全互溶,形成均相的高聚物水溶液 D. 形成沉淀 7、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C) A.降温 B升高压力 C。升温 D。加入夹带剂 8、物理萃取即溶质根据(B)的原理进行分离的 A。吸附 B.相似相溶 C分子筛 D 亲和 9、超临界流体萃取法适用于提取( B ) A、极性大的成分 B、极性小的成分 C、离子型化合物 D、亲水性成分 10、在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高(C) A。单级萃取 B。三级错流萃取 C.三级逆流萃取 D.二级逆流萃取 11、关于萃取下列说法正确的是(C) A。酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取 C. 两性电解质在等电点时进行提取 D. 两性电解质偏离等电点时进行提取 12、液一液萃取时常发生乳化作用,如何避免(D) A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热 13、在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中,目标蛋白质存在于(A) A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D。以上都有可能 14、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C) A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂 15、关于反萃取的概念,下列说法正确的是:(A)。 A、溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程; B、萃取时,反向加入溶剂的方法; C、萃取时,反向加入料液的方法; D、以上都不对。 16、萃取剂对溶质分离能力的大小不可用下列哪种参数表示:(D)。 A、分配系数; B、分离因子; C、活度的比值; D、分离时间。

(完整版)生物分离工程复习题一(第1-9章)

《生物分离工程》复习题一(第1~3章) 一、选择题 1、下列物质不属于凝聚剂的有(). A、明矾 B、石灰 C、聚丙烯类 D、硫酸亚铁 2、发酵液的预处理方法不包括() A. 加热 B絮凝 C。离心 D. 调pH 3、其他条件均相同时,优先选用哪种固液分离手段() A。离心分离 B过滤 C. 沉降 D。超滤 4、那种细胞破碎方法适用工业生产() A. 高压匀浆 B超声波破碎 C。渗透压冲击法 D。酶解法 5、为加快过滤效果通常使用( ) A.电解质 B高分子聚合物 C.惰性助滤剂 D。活性助滤剂 6、不能用于固液分离的手段为() A。离心 B过滤 C.超滤 D。双水相萃取 7、下列哪项不属于发酵液的预处理: ( ) A。加热 B.调pH C.絮凝和凝聚 D。层析 8、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是() A.过滤 B.萃取 C.离子交换 D.蒸馏 9、从四环素发酵液中去除铁离子,可用( ) A.草酸酸化 B.加黄血盐 C.加硫酸锌 D.氨水碱化 10、盐析法沉淀蛋白质的原理是( ) A.降低蛋白质溶液的介电常数 B。中和电荷,破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D。调节蛋白质溶液pH到等电点 11、使蛋白质盐析可加入试剂( ) A:氯化钠;B:硫酸;C:硝酸汞;D:硫酸铵 12、盐析法纯化酶类是根据( )进行纯化。 A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法 C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 13、盐析操作中,硫酸铵在什么样的情况下不能使用() A。酸性条件 B碱性条件 C.中性条件 D。和溶液酸碱度无关 14、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为( ) A.乙酸乙酯 B正丁醇 C.苯 D.丙酮 15、有机溶剂为什么能够沉淀蛋白质() A.介电常数大 B介电常数小 C.中和电荷 D.与蛋白质相互反应 16、蛋白质溶液进行有机溶剂沉淀,蛋白质的浓度在()范围内适合。 A。 0。5%~2% B1%~3% C。 2%~4% D。 3%~5% 17、生物活性物质与金属离子形成难溶性的复合物沉析,然后适用( )去除金属离子。

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