传递与分离复习题(新)7.15
传质与分离复习题
一、单项选择题
1．计算溶液泡点时，若∑=>-C i i i X K
10
1，则说明（ C ）
A.温度偏低
B.正好泡点
C.温度偏高
D. 冷液进料
2．萃取精馏时若饱和液体进料，则溶剂加入位置点：（ A ）
A.精馏段上部
B.进料板
C.提馏段上部
D.精馏段下部
3．在一定温度和组成下，A ，B 混合液的总蒸汽压力为P ，若S A P P >，且S B P P >，则该溶液（ A
）
A.形成最低恒沸物
B.形成最高恒沸物
C.不形成恒沸物
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（ C ）
A .提高压力
B .升高温度 C.增加液汽比 D.增加塔板数
5．分离过程的特征是 ( C )
A. 熵增加过程
B. 熵不变的过程
C. 熵减小的过程
D. 自发过程
6．三对角矩阵法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度（ A ）
A ．热量平衡方程 B.相平衡方程 C. 物料平衡方程
7．简单精馏塔是指 （ C ）
A .设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置
B.有多股进料的分离装置
C.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备
8．下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的 （ B ）
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
9．下列哪一个是速率分离过程 （ C ）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
10．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（ D ）
A.曲线
B.直线
C.有最高点
D.有最低点
11. 当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（ C ）
A.露点
B.临界点
C.泡点
D.熔点
12．设计变量数就是 （ D ）
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
13．如果二元物系，γ1=1,γ2=1,,,则此二元物系所形成的溶液一定是（ B ）
A . 正偏差溶液
B .理想溶液 C.负偏差溶液 D.不确定
14．下列哪一个不是吸收的有利条件（ A ）
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
15．下列关于吸附过程的描述哪一个不正确 （ C ）
A. 很早就被人们认识，但没有工业化
B.可以分离气体混合物
C.不能分离液体混合物
D.是传质过程
1．下列哪一个是传质分离过程 （ B ）
A.超滤
B.吸收
C.沉降
D.离心分离
2．lewis 提出了等价于化学位的物理量 （ A ）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
3．二元理想溶液的压力组成图中，P-X 线是 （ B ）
A.曲线
B.直线
C.有最高点
D.有最低点
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．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
6．约束变量数就是 （ D ）
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
7．简单精馏塔是指 （ C ）
A .设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置
B.有多股进料的分离装置
C.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备
8．下列哪一个不是影响吸收因子的物理量 （ A ）
A.温度
B. 气体浓度
C.压力
D.吸收剂用量
9．某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.5时泡点为t 1，与之相平衡的气相组成
y A =0.75时，相应的露点为则 （ C ）
A t 1 = t 2
B t 1 < t 2
C t 1 > t 2
D 不能确定
10．当体系的yi-yi*>0时 （ B ）
A. 发生解吸过程
B.发生吸收过程
C. 发生精馏过程
D.没有物质的净转移
11. 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
12．下列关于吸附过程的描述哪一个不正确 （ C ）
A. 很早就被人们认识，但没有工业化
B.可以分离气体混合物
C. 不能分离液体混合物
D.是传质过程
13．从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的()1/+j H L X X 比由提馏段操作线方程计
算得更大，则加料板为 （ A ）
A. j 板
B. j+1板
C. j+2板
14．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确 （ D ）
A. 所需理论板数最小
B.不进料
C.不出产品
D.热力学效率高
15．如果二元物系，A12<0 ,A21>0,则此二元物系所形成的溶液一定是（ C ）
A.正偏差溶液
B.理想溶液
C.负偏差溶液
D.不确定
1．下列哪一个是机械分离过程（ C ）
A.蒸馏
B.吸收
C.离心分离
D.膜分离
2．一个多组分系统达到相平衡，其气液平衡条件表示正确的为D
A. ?i= ?i B .?i L= ?j V C μi= μj D μi L = μi V
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．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
5．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（ D ）
A. 所需理论板数最小
B.不进料
C.不出产品
D.热力学效率高
6．下列哪一个过程不是闪蒸过程（ D ）
A.部分气化
B.部分冷凝
C.等含节流
D.纯组分的蒸发
7．下列关于简捷法的描述那一个不正确（ C ）
A.计算简便
B.可为精确计算提供初值
C.计算结果准确
D.所需物性数据少
8．完全不互溶的二元物系，当达到汽液平衡时，溶液的蒸气压力小（ A ）
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
9．气液两相处于平衡时（ B ）
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
10．对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（ D ）
A.一定是为塔底产品得到
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
11. 当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（ C ）
A.露点
B.临界点
C.泡点
D.熔点
12．平衡常数较小的组分是（ D ）
A.难吸收的组分
B.最较轻组分
C.挥发能力大的组分
D.吸收剂中溶解度大的组分
13．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
14．在吸收操作过程中，任一组分的吸收因子Ai与其吸收率Φi在数值上相应是（C ）
A. Ai<Φi
B. Ai=Φi
C. Ai>Φi
15．只有重非关键组分时，则以何处为起点逐板计算（B ）
A.塔顶往下
B.塔釜往上 C .两端同时算起
1．在一定温度和压力下，由物料组成计算出的∑
=
> -
C
i
i
i
X
K
1
1，且∑
=
<
c
i
i
i
K
Z
1
1
/，该进料状态为
（ C ）
A.过冷液体
B. 过热气体
C. 汽液混合物
D. 饱和液体
2．易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（ C ）
A.塔顶板
B.进料板
C.塔底板
D.不确定
3．下列关于简捷法的描述那一个不正确（ D ）
A.计算简便
B.可为精确计算提供初值
C.所需物性数据少 D .计算结果准确
4．选择的萃取剂最好应与沸点低的组分形成（ A ）
A.正偏差溶液
B.理想溶液
C.负偏差溶液
D.饱和液
5．当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（ A ）
A.露点
B.临界点
C.泡点
D.熔点
6．吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（ A ）
A.塔的底部
B.塔的中间
C.塔的顶部
D.进料板处
7．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（ D ）
A. 所需理论板数最小
B.不进料
C.不出产品
D.热力学效率高
8．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
9．如果二元物系，γ1=1,γ2=1,则此二元物系所形成的溶液一定是（ B ）
A. 正偏差溶液
B.理想溶液
C.负偏差溶液
D.不确定
10．下列哪一个不是吸收的有利条件（ A ）
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
11.平均吸收因子法 ( C )
A．假设全塔的温度相等 B．假设全塔的压力相等
C．假设各级的吸收因子相等 D．假设全塔的气液相流率相等。
12. 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
13.当体系的yi-yi*=0时（ D ）
A.发生解吸过程
B.发生吸收过程
C.发生精馏过程
D.没有物质的净转移
14．与板式塔相比，不属于填料塔的特点的是( A )
A．塔效率较高且稳定 B．液气比适应范围较小
C．持液量较小 D．压降小。
15．以下过程的浓差极化现象的规律为( C )
A ．反渗透>微滤>超滤
B ．微滤>反渗透>超滤
C ．微滤>超滤>反渗透
D ．超滤>微滤>反渗透
1. 计算溶液露点时，若01/<-∑i i K y ，则说明（ C ）
A.温度偏低
B.正好泡点
C.温度偏高
D.正好露点
2． 实际分离因子和理想分离因子的关系是 （ C ）
A. αsij ﹤αij
B. αsij=αij
C. αsij ﹥αij
D.不确定
3．闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度 （ B ）
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
4．平均吸收因子法( C )
A ．假设全塔的温度相等
B ．假设全塔的压力相等
C ．假设各级的吸收因子相等
D ．假设全塔的气液相流率相等。
5．当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作 （ A ）
A.露点
B.临界点
C.泡点
D.熔点
6．吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（ A ）
A.塔的底部
B.塔的中间
C.塔的顶部
D.进料板处
7．汽液相平衡K 值越大，说明该组分越 （ C ）
A. 沸点高
B.难挥发
C. 易挥发
D.蒸汽压小
8．在一定温度和压力下，由物料组成计算出的∑=>-C
i i i X K 101，且∑= i i i K Z 11/， 该进料状态为（ C ） A.过冷液体 B. 过热气体 C. 汽液混合物 9．选择的萃取剂最好应与沸点低的组分形成（ A ） A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.饱和液 10．当精馏塔的回流比小于最小回流比时（ B ） A ．液相不能汽化 B ．不能完成给定分离任务 C ．气相不能冷凝 D ．无法操作 11. 下列关于简捷法的描述那一个不正确 （ D ） A.计算简便 B.可为精确计算提供初值 C.所需物性数据少 D .计算结果准确 12．对多组分物系的分离，应将最困难分离的组分( C ) A ．最先分离 B ．中间分离 C ．最后分离 D.与顺序无关。 13. 关于吸收的描述下列哪一个不正确 （ D ） A.根据溶解度的差异分离混合物 B.适合处理大量大气体的分离 C.效率比精馏低 D.能得到高纯度的气体 14．关于萃取精馏塔的下列描述中，那一个不正确（ B ） A.气液负荷不均，液相负荷大 B.回流比提高产品纯度提高 C.恒摩尔流不太适合 D.是蒸馏过程 15．下列关于吸附分离机理的描述哪一个不正确( A ) A ．孔径大小 B ．位阻差异 C ．动力学差异 D ．平衡差异 二、多项选择题 16．相平衡常数的计算方法有（ABC ） A 、状态方程法 B、活度系数法 C、逸度系数法 D、NRTL方程法17．下列属于膜分离的操作是（ ABCD ） A、超滤 B、反渗透 C、电渗析 D、渗析 E、萃取 18. 气液传质设备的效率表示方法有（ ABC ） A、全塔效率 B、默弗里板效率 C、点效率 D、板效率 19．影响萃取塔效率的因素有（ ABCDE ） A、分散相液滴尺寸 B、液滴内的环流 C、液滴的凝聚和再分散 D、界面现象 E、轴向混合 20．在初步设计多组分分离的方法有（ ABC ） A、图解法 B、经验法 C、近似算法 D、严格算法 16．分离过程中的约束关系式主要有（ ABCE ） A、物料平衡式 B、能量平衡式 C、相平衡 D、速率平衡式 E、化学平衡式 17．对于平衡分离过程用于表示相平衡关系( ABCD ) A、相对挥发度 B、相平衡常数 C、吸收因子 D、相对挥发度 E、增强因子 18. 气液传质设备的效率表示方法有（ABC ） A、全塔效率 B、默弗里板效率 C、点效率 D、板效率 19．影响设备处理能力的因素有（ABCD ） A、液泛 B、雾沫夹带 C、压降 D、停留时间 E. 塔效率 20．评价膜分离透过特性的指标有（ ABC ） A、渗透通量 B、分离效率 C、通量衰减系数 D、热稳定性16．下列属于机械分离的有（ABCD ） A.过滤 B.沉降 C.离心分离 D.旋风分离 E.吸收分离 17．多组分分离严格算法中逐级计算法的基础是（ABC ） A.物料衡算 B.相平衡关系 C.热量衡算 D.速率平衡 18.影响气体膜分离的渗透通量与分离系数的因素有( ABCD ) A.膜材质 B. 膜厚度 C. 温度 D. 压力 E. 膜类型 19．液膜分离的类型有( ABCD ) A.选择性渗透 B.内相有化学反应 C.偶合同向迁移 D.偶合逆向迁移 20．分离的最小功主要决定于（ABCD ） A.被分离混合物的组成 B.被分离混合物的温度和压力 C.分离产品的组成 D.分离产品的压力和温度 16．精馏过程热力学不可逆性主要是由（ABCDE ）原因引起的。 A、一定压力梯度的动量传递 B、一定温度梯度的热量传递 C、不同温度物流直接混合 D、一定浓度梯度的质量传递 E、不同化学位物流的直接混合 17．反应精馏的工艺条件是（ ABCE ） A、加料位置 B、回流比 C、停留时间 D、塔板数 E、催化剂 18. 吸收过程的类型有（ABCD ） A、物理吸收 B、带可逆过程的吸收 C、带不可逆过程的吸收 D、化学吸收 19．影响设备处理能力的因素有（ABCD ） A、液泛 B、雾沫夹带 C、压降 D、停留时间 20．板式塔和填料塔的选择应考虑（ ABC ） A、系统的物性 B、塔的操作条件 C、塔的操作方式 D、塔的结构 16．下列属于机械分离的有（ ABCD ） A、过滤 B、沉降 C、离心分离 D、旋风分离 E、吸附分离 17．影响气体膜分离的渗透通量与分离系数的因素有( ABCD ) A、膜材质 B、膜厚度 C、温度 D、压力 E 膜类型 18. 影响设备处理能力的因素有（ ABC ） A、液泛 B、雾沫夹带 C、压降 D、停留时间 E. 塔效率 19．分离过程中的约束关系式主要有（ ABCDE ）- A、物料平衡式 B、能量平衡式 C、相平衡 D、速率平衡式 E、化学平衡式 20．板式塔和填料塔的选择应考虑（ABC ） A、系统的物性 B、塔的操作条件 C、塔的操作方式 D、塔的结构 三、判断题 21．当被分离混合物中各组分相对挥发度差别较小时可采用闪蒸或部分冷凝满足分离要求。（ B ） 22．分离因子与1的偏离程度表示组分i和j之间分离的难易程度。（ A ） 23．当气相为理想气体，液相为非理想液体时Ki值不仅与T、P有关，与x无关。（ B ） 24．多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极大值。（A ） 25．实际回流比的选择主要依据经济方面的考虑。（ A ） 26．在气液接触的板式塔中，液泛气速随L/V的减小和板间距的增加而增大。（ A ） 27．接触相在设备内停留时间愈长，则级效率愈高，处理能力愈低。（ B ） 28．填料塔可以处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。（ B ） 29．分离最小功的数值主要决定于分离混合物与分离所得产物的的组成、压力、温度。（ A） 30．压力差是超滤过程的推动力，压差越高效果越好。（ B ） 21．平衡分离的分离媒介可以是能量媒介也可以是物质媒介。（A ） 22．超滤是一种以浓度差为推动力的膜分离操作。（ B ） 23．用硫酸溶液吸收氨的过程属于化学吸收。（A ） 24．任何逆流流动的分离设备的处理能力都不受液泛的限制。（B） 25. 精馏过程所需的最少理论板数与进料中易挥发组分含量无关。（ A ） 26．压力差是超滤过程的推动力，压差越高效果越好。（ B） 27．接触相在设备内停留时间愈长，则级效率愈高，处理能力愈低。（ B ） 28．化学吸附就是伴随有化学反应的吸附过程。（ B ） 29．分离最小功的数值主要决定于分离混合物与分离所得产物的的组成、压力、温度。 （A ） 30．多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极小值。（B ） 21．对拉乌尔定律有偏差的物系一定是恒沸体系。（B ） 22．绝热闪蒸过程，节流后的温度降低。（ A ） 23．在精馏操作中回流比是可调设计变量。（ A ） 24. 任何逆流流动的分离设备液泛是其处理能力的极限。（ B ） 25. 分离因子为1时，表示两组分不能用精馏方法将其分离。（ B） 26．在气液接触的板式塔中，液泛气速随L/V的减小和板间距的增加而增大。（ A） 27．接触相在设备内停留时间愈长，则级效率愈高，处理能力愈低。（ B ） 28．填料塔不能处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。（ A） 29．分离最小功的数值主要决定于分离混合物与分离所得产物的的组成、压力、温度。（ A） 30．压力差是超滤过程的推动力，压差越高效果越好。（ B ） 21. 分离过程是将化合物分离成为组成互不相同的两种产品的操作。（ B ） 22．结晶过程可分为溶液结晶、熔融结晶、升华和沉淀四类。（ A） 23．超滤是一种以浓度差为推动力的膜分离操作。（ B ） 24．热场扩散分离主要应用于分离同位素、高粘度润滑油等。（ A ） 25．当被分离混合物中各组分相对挥发度差别较小时可采用闪蒸或部分冷凝满足分离要求。（ B ）26．用硫酸溶液吸收氨的过程属于物理吸收。（ B ） 27．任何逆流流动的分离设备的处理能力都受到液泛的限制。（ A ） 28．接触相在设备内停留时间愈长，则级效率愈高，处理能力愈低。（ B ） 29．分离最小功的数值主要决定于分离混合物与分离所得产物的的组成、压力、温度。（ A ）30．一般来说采用能量分离剂的过程，其热力学效率较高。（ A ） 21．从物理意义上讲，逸度可视为各相中组分的热力学压力。（ A ） 22．超滤是一种以浓度差为推动力的膜分离操作。（ B ） 23．全部组分均匀存在于进料板上，进料板浓度等于进料浓度。（ B ） 24．任何逆流流动的分离设备的处理能力都受到液泛的限制。（ A） 25．填料塔可以处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。（ B ） 26．一般来说采用能量分离剂的过程，其热力学效率较高。（ A ） 27．多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极小值。（ B ） 28．实际回流比的选择主要依据经济方面的考虑。（ A ） 29．热场扩散分离主要应用于分离同位素、高粘度润滑油等。（ A ） 30．当被分离混合物中各组分相对挥发度差别较小时可采用闪蒸或部分冷凝满足分离要求。（B ） 四、名词解释题 31．分离过程 32．理想流体33．边界层34. 吸附过程 31．实际流体32．湍流33．传质分离过程34. 萃取精馏 31．机械分离过程32．相平衡33．反渗透34. 稳态流动 31．传质分离过程32．精馏过程33．吸收过程34. 稳态流动 31．萃取剂的选择性32．相对挥发度33．半透膜34. 理论板 五、简答题 35．简述精馏过程最小回流比和全回流时的特点 36．工艺角度简述萃取剂的选择原则。 37. 吸附过程的优点。 38. 简述工业生产中的吸收过程有哪些？ 35．比较使用ESA 与MSA 分离方法的优缺点 36．闪蒸过程主要分为哪两种类型？ 该两种类型有何异同？ 37. 简述萃取塔操作要注意的事项。 38. 简述吸附剂的选择原则 35．说出4种恒沸剂的回收方式。 36．怎样判断混合物在T ，P 下的相态 37. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有哪些？ 38. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。 35．怎样判断混合物在T ，P 下的相态。 36．工艺角度简述萃剂的选择原则。 37. 吸附过程的优点。 38．说明精馏过程回流比对分离费用影响。 35．简述绝热闪蒸过程的特点 36．简述工业生产中的吸收过程有哪些？ 37. 确定精馏操作的操作压力要考虑哪些因素？ 38．简述膜分离过程的特点 六、计算题 39、含45％(摩尔分数，以下同)的苯一甲苯混合液用连续精馏进行分离，每小时处理料液量5000kg 。要求塔顶馏出液中含苯98％，塔釜产物中含甲苯95％。料液在饱和液体下加入塔中，操作回流比R=2.5。试应用简捷算法进行估算分离所需的理论级数和加料位置。苯与甲苯的平均相对挥发度a=2.41。 附图吉利兰关联图 解：（1）计算N m=41 .2lg 05.095.098.0198.0lg ??? ???-=m N =7.8 （2）计算Rm =()?? ????--?--45.0198.0141.245.098.0141.21=1.48 (3) 计算N= 18.71+-=+-N N N Nm N ，291.015.248.15.211=+-=+-=+-R Rm R R Rm R () 377.0291.0175.018.75668.0=-?=+-N N 查吉利兰关联图：35.01 8.7=+-N N 解得 ： N=12.5 40、有一精馏过程如下图所示，已知塔顶冷凝器换热负荷QD=5000kJ ／s ，塔顶气体冷凝温度为65℃， 所用冷却剂温度为30℃；塔釜再沸器换热负荷为QR=6500kJ ／s ，塔釜液体沸腾温度为120℃，所用加热剂温度为160℃；环境温度为25℃。(1)试求过程消耗的净功?(2)若该过程系统有效能改变值为420kJ ／s ，求此过程的热力学效率。 解：（1） 根据精馏过程的净耗功公式： ??? ? ??--???? ?? -=-C C R R T T Q T T Q W 0011净 ??? ??+--??? ??+- =-273302981500027316029816500净W =1944kw (2) 热力学效率： %100?-?= 净分离W B η==?%1001944 42021.6% 39．要求在常压下分离环己烷(1)(沸点80．8℃)和苯(2)(沸点80．2℃)，它们的恒沸组成为苯0．502(摩尔分数)，恒沸点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，恒沸组成为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、塔釜馏出物各为多少(以100kmol ／h 进行计算) 解：以100kmol/h 进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为S kg ，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F 、D ，Xm,X iD 对环己烷作物料衡算：D X 1，D =F ×X 1F ； D =D F x Fx ,1,1=60 .0498.0100?=83kmol/h 恒沸剂 S 的用量D Dx S ,3=S= 83×0.40=33.2kmol/h 由于塔斧希望得到几乎纯净的苯，===F Fx W W ,22100×0.502=50.2kmol/h 40. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成及在吸收塔内操作压力为1MPa 操作温度为308K 下的相平衡常数 如下表： 组分 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 yN+1 26.5 6.5 4.5 12.5 Ki 19 3.6 1.2 0.53 (1)计算操作液气比为最小液气比的1．15倍时异丁烷组分被吸收90％时所需的理论级数；(2)丙烷的吸收率。 40、解： 关键组分为异丁烷 （1） 477.053.090.0min =?==??? ??关关K V L ? 549.0477.015.115.1min =?=??? ??=??? ??V L V L 035.153.0549.0=??? ??=???? ??=关 关VK L A 72.71lgA 1-lg =-????? ? ??-=??A N (2) 4575.02 .1549.0===VK L A ()()457.01 4575.04575.04575.01172.7172.711=--=--=++++N N A A A ?=45.7% 39．试求将下列溶液在等温、等压下分离成纯组分所需的最小分离功：（假设溶液为理想溶液，环境温 度为20℃，101．3kPa 条件下）。 (1)含苯44％的苯一甲苯溶液； (2)含苯5％的苯一甲苯溶液； 解： 由于假设溶液为理想溶液： -????????? ??-??? ??=∑∑∑∑出进i j i j i j i k i k i k T x x n x x n RT W ,,,,min,ln ln 在等温条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为： -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑， 若nF=1kmol/h (1) -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑ =- 8.314×298×[0.44ln0.44+0.56ln0.56] =1699.44kJ/kmol (2) -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑ = - 8.314×298×[0.05ln0.05+0.95ln0.95] = 491.84 kJ/kmol 40. 某原料气组成如下表： 组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8 i-C 4H 10 n-C 4H 10 i-C 5H 12 n-C 5H 12 n-C 6H 14 y 0(摩尔分率) 0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045 现拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38℃，压力为1.013Mpa ，如果要求将i-C4H10回收90%。试求： ①为完成此吸收任务所需的最小液气比。 ②操作液气比为组小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板数。 解：由题意知，i-C 4H 10为关键组分 由P=1.013Mpa ，t 平=38℃ 查得K 关=0.56 （P-T-K 图） ①在最小液气比下 N=∞，A 关=中关=0.9 关关）（A K V L ?=min =0.56 ?0.9=0.504 ②.min 1.1）（V L V L ==1.1?0.504=0.5544 99.056.05544.0=== 关关关V K L A 所以 理论板数为48.9199.0log 9.019.099.0log 1log 1log =---= ---=）（）（A A N ? ? 39. 有一精馏过程如下图所示，已知塔顶冷凝器换热负荷QD=5000kJ ／s ，塔顶气体冷凝温 度为65℃，所用冷却剂温度为30℃；塔釜再沸器换热负荷为Q R =6500kJ ／s ，塔釜液体沸腾温度为120℃，所用加热剂温度为160℃；环境温度为25℃。(1)试求过程消耗的净功?(2)若该过程系统有效能改变值为420kJ ／s ，求此过程的热力学效率。 39. 解：（1） 根据精馏过程的净耗功公式： ??? ? ??--???? ?? -=-C C R R T T Q T T Q W 0011净 ?? ? ??+--??? ??+- =-273302981500027316029816500净W =1944kw (2) 热力学效率： %100?-?=净分离 W B η==?%1001944 42021.6% 40. 某裂解气组成如下表所示。 组分 H 2 CH 4 C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6 i-C 4H 10 ∑ i y ,0 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000 现拟以i-C 4H 10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%的乙烯，原料气的处理量为100kmol/h ，塔的操作压力为4.052Mpa ，塔的平均温度按-14℃计，求： ①为完成此吸收任务所需最小液气比。 ②操作液气比若取为最小液气比的1.5倍，试确定为完成吸收任务所需理论板数。 在4.052Mpa 和-14℃下各组分的相平衡常数列于下表。 组分 H 2 CH 4 C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6 i-C 4H 10 ∑ K i / 3.15 0.72 0.50 0.145 0.056 40. 解：（1）最小液气比的计算 在最小液气比下∞=N ，99.0==关关?A ， ()7128.099.072.0min =?=?=∴关关K V L ? （2）理论板数的计算 操作液气比()0692.17128.05.15.1min =?==V L V L 关键组分的吸收因子为485.172.00692.1=== 关关VK L A 39. 乙醇-苯-水系统在101.3kPa ，64.86℃形成恒沸物，其组成为22.8mol%乙醇a.，53.9mol%苯b. 和23.3mol%水c.，利用恒沸点气相平衡组成与液相组成相等这样有利条件，计算在64.86℃等温分离该恒沸混合液成为三个纯液体产物所需的最小功。 解：在等温等压条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为 ∑∑-=-Fi Fi Fi F T x x n RT W γln min, 设为理想溶液，1=Fi γ，若kmol n F 1= ∑-=-Fi Fi T x x RT W ln min, kmol kJ /2836]233.0ln 233.0539.0ln 539.0228.0ln 228.0)[15.27386.64(31.8=+++?-= 40. 用烃油吸收含85%乙烷，10%丙烷和平演变%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1， 该塔处理的气体量为100kmol/h 操作压力为3大气压，实际板数为20块，板效率为25% .计算： （1）.平均温度为多少，才能回收90%的丁烷；（2）各组份的平衡数。（3）吸收因子、吸收率； 操作务件下各组分的平衡常数如下： 乙 烷： K=0.13333t+5.46667 丙 烷: K=0.06667t+1.3333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 (t 的单位为℃) 40、解：(1)求平均温度 解得t=26.09℃ (2)各组份的平衡常数 K1=0.13333×26.09=5.46667=8.945 K2=0.06667×26.09+1.13333=2.873 K3=0.02857×26.09+0.08571=0.831 (3)吸收因子、吸收率 参考答案 一、选择题 1、c 2、a 3、A 4、c 5、c 6、a 7、c 8、b 9、c 10、d 11、c 12、d 13、b 14、a 15、c 1、B 2、A 3、B 4、A 5、D 6、D 7、C 8、B 9、A 10、B 11、A 12、C 13、A 14、D 15、C 1、C 2、D 3、A 4、B 5、D 6、D 7、C 8、A 9、C10、B 11、C 12、D 13、B 14、C 15、B 1、C 2、C 3、D 4、A 5、A 6、A 7、D 8、D 9、B 10、A 11、C 12、A 13、D 14、A 15、C 1、C 2、C 3、B 4、C 5、A 6、A 7、C 8、C 9、A 10、B 11、D 12、C 13、D14、B 15、A 二、多选题 16、ABC 17、ABCD 18、ABC 19、ABCDE 20、ABC 16、ABCE17、ABCD18、ABC19、ABCD20、ABC 16、ABCD17、ABC 18、ABCD19、ABCD 20、ABCD 16、ABCDE 17、ABCE 18、ABCD19、ABCD 20、ABC 16、ABCD17、ABCD 18、ABC19、ABCDE20、ABC 三、判断题 21、b 22、a 23、b 24、 a 25、a 26、a 27、b 28、b 29、a 30、b 21、A 22、B 23、A 24、B 25、A 26、 B 27、B 28、 B 29、A 30、B 21、B 22、A 23、A 24、B 25、B 26、A 27、B 28、A 29、A 30、B 21、B 22、A 23、B 24、A 25、B 26、B 27、A 28、B 29、A 30、A 21、A 22、B 23、B 24、A 25、 B 26、A 27、B 28、A 29、A 30、 B 四、名词解释 31、分离过程: 将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。 32、理想流体:完全没有粘性的流体称为理想流体。 33、边界层:壁面附近区域存在着一层薄的流体层在该层流流体中与流动相垂直方向上的速度梯度很 大。这一层称为边界层。 34、吸附过程: 当用多几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。 31、实际流体: 具有粘性的流体称为实际流体。 32、湍流: 流体的质点杂乱无章地在各个方向以大小不同的流速运动，流体质点强烈地混合。 33、传质分离过程: 将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品中有物质传递的过程。 34、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。 31、机械分离过程：原料本身两相以上，所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程。32．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。 33．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。 34. 稳态流动：流体流过任一截面时，流速、流率和其他有关的物理量不随时间变化称为稳态流动。 31、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。 32、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。 33、吸收过程：按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程。 34、稳态流动：流体流过任一截面时，流速、流率和其他有关的物理量不随时间变化称为稳态流动。 31、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。 32、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。 33、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。 34、理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。 五、简答题 35、简述精馏过程最小回流比和全回流时的特点 答：最小回流比是馏的极限情况之一，此时，未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。 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。36、工艺角度简述萃取剂的选择原则。 答：a.容易再生，即不起化学反应、不形成恒沸物、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。 37、简述吸附过程的优点。 答：a.选择性高；b.吸附速度快，过程进行的完全； c.常压压操作，操作费用与投资费用少。 38、简述工业生产中的吸收过程有哪些？ 答：(1)净化或精制气体为除去原料气中所含的杂质，吸收是最常用的方法。(2)分离气体混合物用 以得到目的产物或回收其中一些组分。(3)将最终气态产品制成溶液或中间产品将气体中需用的组分以指定的溶剂吸收出来，成为液态的产品或半成品。(4)废气治理。 35、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。 36、闪蒸过程主要分为哪两种典型类型？ 该两种类型有何异同？ 答：闪蒸过程主要分为等温闪蒸和绝热闪蒸过程； 等温闪蒸：进料温度=闪蒸温度，Q ≠0，进料压力>闪蒸压力 计算之前要核实闪蒸问题是否成立； 绝热闪蒸：Q=0，进料温度>闪蒸温度，进料压力>闪蒸压力 计算分为宽沸程混合物和窄沸程混合物分开计算 37、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。 38、简述吸附剂的选择原则 答：a.选择性高；b.比表面积； c.有一定的机械强度； d.有良好的化学稳定性和热稳定性。 35. 说出4种恒沸剂的回收方式。 （1）冷疑分层回收 （2）过冷分层回收（3)变压精馏回收 （4）萃取回收 （5）盐析回收 36．怎样判断混合物在T ，P 下的相态 对进料作如下检验。 = 1 B T T = 进料处于泡点，0=ν i i Z k ∑ > 1 T >B T 可能为汽液两相区，ν>0 < 1 T = 1 D T T = 进料处于露点，1=ν i i k Z ∑ > 1 T < 1 T >D T 进料为过热蒸汽 37. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有哪些？ 答：(1)液泛 (2)雾沫夹带 (3)压降 (4)停留时间 38. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。 答：(1)原理不同。吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。精馏利用组分间相对挥发度不同 使组分分离。(2)塔形式不同。(3)传质形式不同。吸收是单向传质，精馏是双向传质。(4)温度范围、变化不同。(5)物料的预分布不同。(6)精馏有两个关键组分，吸收只有一个关键组 分。(7)组分分布不同。 36．工艺角度简述萃剂的选择原则。 答：a.容易再生，即不起化学反应、不形成恒沸物、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。 37. 吸附过程的优点。 答：a.选择性高；b.吸附速度快，过程进行的完全； c.常压压操作，操作费用与投资费用少。 38．说明精馏过程回流比对分离费用影响。 答：在进料组成、状态、塔压与分离要求一定的情况下，精馏塔的主要能耗有操作费(即加热蒸汽 费和冷却水费用)和固定设备费。操作费是随回流比的增大而增大的，而固定设备费中的塔设备费用是与塔级数成正比的，当R=Rmin=1.14时，级数为无穷多，即塔费用为无穷大；当R> Rmin 时，级数突然下降，设备费也徒然下降，总能耗最小点多出现在Rmin=(1.1—1.25)Rmin. 35．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，体系的漫度降低。 36．简述工业生产中的吸收过程有哪些？ 答：(1)净化或精制气体为除去原料气中所含的杂质，吸收是最常用的方法。(2)分离气体混合物用 以得到目的产物或回收其中一些组分。(3)将最终气态产品制成溶液或中间产品将气体中需用的组分以指定的溶剂吸收出来，成为液态的产品或半成品。(4)废气治理。 37. 确定精馏操作的操作压力要考虑哪些因素？ 答：确定操作压力应考虑四方面的影响：(1)塔顶蒸汽的冷凝温度和塔釜液体的沸腾温度；2)对组分 问相对挥发度的影响；(3)塔的造价和操作费；(4)对传质分离效率的影响。 38．简述膜分离过程的特点 答： (1)不发生相变，能耗低；(2)常温操作，适用于热敏感物质；(3)膜分离技术适用范围广；(4) 膜分离装置简单，易控制，分离程度高。 六、计算题 39、含45％(摩尔分数，以下同)的苯一甲苯混合液用连续精馏进行分离，每小时处理料液量5000kg 。 要求塔顶馏出液中含苯98％，塔釜产物中含甲苯95％。料液在饱和液体下加入塔中，操作回流比R=2.5。试应用简捷算法进行估算分离所需的理论级数和加料位置。苯与甲苯的平均相对挥发度a=2.41。 解：（1）计算N m=41 .2lg 05.095.098.0198.0lg ??? ???-=m N =7.8 （2）计算Rm =()?? ????--?--45.0198.0141.245.098.0141.21=1.48 (3) 计算N= 18.71+-=+-N N N Nm N ，291.015.248.15.211=+-=+-=+-R Rm R R Rm R () 377.0291.0175.01 8.75668.0=-?=+-N N 查吉利兰关联图：35.018.7=+-N N 解得 ： N=12.5 40、解：（1） 根据精馏过程的净耗功公式： ??? ? ??--???? ?? -=-C C R R T T Q T T Q W 0011净 ??? ??+--??? ??+- =-273302981500027316029816500净W =1944kw (3) 热力学效率： %100?-?=净分离 W B η==?%1001944 42021.6% 39、解：以100kmol/h 进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为S kg ，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F 、D ，Xm,X iD 对环己烷作物料衡算：D X 1，D =F ×X 1F ； D =D F x Fx ,1,1=60 .0498.0100?=83kmol/h 恒沸剂 S 的用量D Dx S ,3=S= 83×0.40=33.2kmol/h 由于塔斧希望得到几乎纯净的苯，===F Fx W W ,22100×0.502=50.2kmol/h 40、解： 关键组分为异丁烷 （1） 477.053.090.0min =?==??? ??关关K V L ? 549.0477.015.115.1min =?=??? ??=??? ??V L V L 035.153.0549.0=??? ??=???? ??=关关VK L A 72.71lgA 1-lg =-????? ? ??-=??A N (2) 4575.02 .1549.0===VK L A ()()457.01 4575.04575.04575.01172.7172.711=--=--=++++N N A A A ?=45.7% 39、解： 由于假设溶液为理想溶液： -????????? ??-??? ??=∑∑∑∑出进i j i j i j i k i k i k T x x n x x n RT W ,,,,min,ln ln 在等温条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为： -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑， 若nF=1kmol/h (1) -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑ =- 8.314×298×[0.44ln0.44+0.56ln0.56] =1699.44kJ/kmol (2) -=-T W min,F x x nF RT i F i ,ln ,∑∑ = - 8.314×298×[0.05ln0.05+0.95ln0.95] = 491.84 kJ/kmol 40、解：由题意知，i-C 4H 10为关键组分 由P=1.013Mpa ，t 平=38℃ 查得K 关=0.56 （P-T-K 图） ①在最小液气比下 N=∞，A 关=中关=0.9 关关）（A K V L ?=min =0.56 ?0.9=0.504 ②.min 1.1）（V L V L ==1.1?0.504=0.5544 99.056.05544.0=== 关关关V K L A 所以 理论板数为 48.9199.0log 9.019.099.0log 1log 1log =---= ---=）（）（A A N ? ? 39. 解：（1） 根据精馏过程的净耗功公式： ???? ??--???? ? ?-=-C C R R T T Q T T Q W 0011净 ?? ? ??+--??? ?? +-=-273302981500027316029816500净W =1944kw 西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题 一、单选题（共35 道试题，共70 分。） 1. 简单精馏塔是指 A. 设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置 B. 有多股进料的分离装置 C. 仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 D. 无 正确答案： 2. 平均吸收因子法（） A. 假设全塔的温度相等 B. 假设全塔的压力相等 C. 假设各板的吸收因子相等 D. 无 正确答案： 3. 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 正确答案： 4. 气液两相处于相平衡时，（） A. 两相间组分的浓度相等 B. 只是两相温度相等 C. 两相间各组分的逸度相等 D. 相间不发生传质 正确答案： 5. lewis提出了等价于化学位的物理量（） A. 蒸馏 B. 吸收 C. 膜分离 D. 离心分离 正确答案： 6. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 7. 液相双分子吸附中，U型吸附是指在吸附过程中吸附剂（） 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 正确答案： 8. 二无理想溶液的压力组成图中，P-X线是（） A. 曲线 B. 直线 C. 有最高点 D. 有最低点 正确答案： 9. 平衡常数较小的组分是 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 正确答案： 10. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 11. A. B. C. D. 正确答案： 12. 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. 正确答案： 13. 约束变量数就是（） @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 分离技术复习及思考题 1、角种分离技术的原理、应用（沉淀分高、溶剂莘取、离子交换、薄层层析、蒸偏、过 滤、离心、电泳、泡沫浮选、电解、固相莘取、超临界流体萃取膜分离、毛细管电泳、微波萃取） 2、什么情况下要进行样品预处理分离？ 3、采样的基本原则是什么？简述土壤样品前处理的主要步骤。 有代表性均匀多次重复取样。 4、同体试样消解方式有哪些？ 5、有机沉淀分离较无机沉淀分离的优点有哪些？何谓共沉淀分离，举例说明。 6、共沉淀与后沉淀对分析结果的影响的处理 7、晶型沉淀与无定型沉淀的沉淀条件选择 8、何谓均相沉淀，获得均相沉淀的方式有哪儿种？ 均相沉淀是在均相溶液中，借助于适当的化学反应，有控制地产生为沉淀作用所需的离子，使在整个溶液中缓慢地析出密实而较至的无定形沉淀或大颗粒的品态沉淀的过程。控制溶液pH的均相沉淀酉旨类或其他化合物水解络合物分解以释出待沉淀离子氧化还原反应产生所需的沉淀离子合成螯合沉淀剂法酶化学反应 9、金属离了溶剂萃取分离的原理是什么？分配系数、分配比、分离系数、萃取率的概念及 相关计算 液-■萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另…个液相，或在两相中重新分配的过程. 指一定温度下，处于平衡状态时，--种溶质分肥在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值. 有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比 分离系数（separation coefficient）又称分离因「（separation factor）。表示某单元分囱操作或某分离流程将两种物质分离的程度。通常有两种定义：单级分离系数，表示物料中两种物质在某一单元分离操作（单级分离操作）前后相对含景的比值，流程分离系数，表示物料中两种物质在经过某一分离流程前后相对含量的比值。 100D E（%）=57* 式中，Vw——水相体积V—TT机相体积 萃取效率就等于A在有机相中的总含量比A在两相中的总含量的百分比 10、溶剂萃取体系中两种组分一次萃取完全分离的分配比成满足的条件是什么？ 11、何谓逆流萃取？对萃取率比较低的萃取体系，应采取怎样的萃取方式？ 其原理为利用螺旋柱在行星运动时产生的多维离心力场，使7［不相溶的两相不断混合，同时保留其中的-相（固定相），利用恒流亲连续输入另-相（流动相），随流动相进入螺旋柱的溶质在两相之间反夏分配，按分配系数的次序，被依次萃取分离出。在流动相中分配比例大的先被洗脱，反之，在固定相中分配比例大的后被洗脱，从而实现分离。 （@）①利用协同萃取：用两种或两种以上苹取剂组成的混合萃取剂革取某一金属高了或化合... %1反萃取：反萃取是用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返叵I水相的过程。... %1改变元素价态和种类：金属高子的种类和价态对萃取过程也有较大影响。... %1选择合适掩蔽剂：出两种或多种金属离了与螯合剂均形成可萃取的螯合物时，W加入掩蔽剂使其中的一种或多种金属离子形成易溶于水的配合物而相互分离。这是提高溶剂萃取选择性的重要途径之一。 12、连续萃取的优越性有哪些？憧得连续萃取的萃取装置的使用。 萃取效率高——相平衡建立快，易于实现单级或多级串联逆流或错流洗涤和萃取，传质效率高，级效率接近100%,停车后不破坏所建立的各级浓度分布，可在各级随时取样，便 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。 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。 化工分离过程试题库 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】 化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室 目录 前言 ...................................................................................................................... 目录 ...................................................................................................................... 第一部分填空题 ................................................................................................... 第二部分选择题 ................................................................................................... 第三部分名词解释............................................................................................... 第四部分计算题 ................................................................................................... 《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； 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 1、名词解释 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，为选择性系数（或称交换系数），凝胶色谱法为渗透参数 2)絮凝，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快的，达到固 -液分离的目的，这一现象或操作称作 3)层析分离，是利用各组分（、、分子的形状与大小、分子的电荷性与）的不 同，将多组分混合物进行分离的方法。主要是利用不同物质在固定和流动相上的亲和性差异，利用移动速度的不同进行分离。 4)吸附分离，吸附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)分子印迹技术分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分 子(印迹分子) 完全匹配的聚合物的实验制备技术。 6)反渗析，利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）的性质，对溶液 施加压力，克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。 7)共沉淀分离，共分离法是富集痕量组分的有效方法之一，是利用溶液中主沉 淀物（称为）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，通过分子中的活性离子将溶液中带相反电荷的物质吸附在离 子交换剂上，然后用适当的洗脱溶剂将吸附物质再从离子交换剂上洗脱下来，达到分离的目的。 9)沉降分离，在外力场作用下，利用分散相和连续相之间密度差，使之发生相 对运动而实现非均相混合物分离。 10)液膜分离，液膜萃取，也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个 液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接收液，从而实现料液组分的分离。 11)临界胶团浓度，分子在溶剂中缔合形成的最低浓度 12)液膜分离， 13)反相色谱，根据流动相和相对不同，液相色谱分为和反相色谱。流动相大于 固定相极性的情况，称为反相色谱。合相色谱可作反相色谱。 化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室 目录 前言................................. 错误!未定义书签。目录................................................ II 第一部分填空题 (3) 第二部分选择题 (8) 第三部分名词解释 (14) 第四部分计算题 (15) 第一部分填空题 1.分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。 2.质量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 4.工业上常用（）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（）。 5.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。 6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.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。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.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。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.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。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.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（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 （）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出 （）的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。 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 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 ） 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 1、下列物质不属于凝聚剂的有（C）。 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（C） 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（B） 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） 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（C） 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（C） 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：（D ） 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（C） 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（B） 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（B） 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（D） 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（B）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（B） 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（D） 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（B） 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（A）范围内适合。 A. ％～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（C ）去除金属离子。 A. SDS B CTAB C. EDTA D. CPC 18、单宁沉析法制备菠萝蛋白酶实验中，加入1%的单宁于鲜菠萝汁中产生沉淀，属于(D )沉析原理。 A盐析B有机溶剂沉析C等电点沉析D有机酸沉析 第一章 1、分离过程分类？机械分离传质分离(平衡分离、速率控制分离) 反应分离 分离装置中，利用机械力简单地将两相混合物相互分离的过程称为机械分离过程。 2、列举几种典型的机械分离过程：过滤、沉降、离心分离、旋风分离、除尘。 3、传质分离的分离过程如何分类？举例说明： 平衡分离：蒸发、闪蒸、蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换、萃取蒸馏结晶 速率控制分离：气体渗透、反渗透、渗析、渗透蒸发、泡沫分离、色谱分离、电渗析4、几种典型的反应分离技术？可逆反应：（离子交换、反应萃取）不可逆反应：（反应吸收、反应结晶）生物分解反应：（生物降解）电化学反应：（双极膜水解反应） 第二章 1、按膜的分离原理及推动力不同，膜分几类？ 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 2、按膜的形态分类？ 按膜的形状分为平板膜(Flat Membrane)、管式膜(Tubular Membrane)和中空纤维膜(Hollow Fiber)、卷式膜。 3、按膜结构分类？对称膜、非对称膜和复合膜。 4、按膜的孔径大小分类？多孔膜和致密膜。 5、微滤、超滤、纳滤、反渗透，推动力是压力差。渗析，推动力浓度差。电渗析，推动力电位差。气体分离、渗透蒸发推动力是压力差。液膜分离推动力是浓度差。 6、常用的有机高分子膜材料？聚砜类、聚酰胺类、纤维素脂类。 7、醋酸纤维膜的优缺点？优点：醋酸纤维素性能稳定缺点：在高温和酸、碱存在下易发生水解，易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 8、醋酸纤维膜的结构？是一种非对称的多孔膜。表皮层、过渡层、支撑层（多孔层） 9、固体膜的保存应注意？主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。 10、工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种 11、四种膜组件中装填密度最大的是？料液流径最快的是？中控纤维膜装填密度最高，管式料液流动最快。 12、什么是浓差极化？如何消除浓差极化？ 在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。可通过降低膜两侧压差，减小料液中溶质浓度，改善膜面流体力学条件，来减轻浓差极化程度，提高膜的透过流量。 13、微孔过滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)有什么共同特点？1、推动力都是压力差。2、四种膜中溶剂分子都能通过。不同：截流溶质大小不同。 14、反渗透系统的主要部件 主要部件有：压力容器（膜壳）、高压泵、保安过滤器、自动控制与仪器仪表、辅助设备15、.保安过滤器 是反渗透装置的最后一级过滤器，要求进水浊度小于2mg/L以下，出水浊度低于0.3-0.12mg/L。 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。 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（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P10=P20= 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=(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。 生物分离技术复习题 选择题： 1．HPLC是哪种色谱的简称（）。 A．离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱 2．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（）。 A.凝胶过滤 B.离子交换层析 C.亲和层析 D.纸层析 3．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 4．从组织中提取酶时，最理想的结果是（） A.蛋白产量最高 B.酶活力单位数值很大 C.比活力最高 D.Km最小 5．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（）。 A．活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸钙 6．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（） A.该酶的活力高 B.对底物有高度特异亲合性 C.酶能被抑制剂抑制 D.最适温度高 E.酶具有多个亚基 7．用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是（） A．离子交换色谱 B.亲和色谱 C.凝胶过滤色谱 D.反相色谱 8．适合小量细胞破碎的方法是（） 高压匀浆法 B.超声破碎法 C.高速珠磨法 D.高压挤压法 9．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 10．蛋白质分子量的测定可采用（）方法。 A．离子交换层析 B.亲和层析 C.凝胶层析 D.聚酰胺层析 11．基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法（） A．盐析 B.超声波 C.膜过滤 D.层析 12．离子交换剂不适用于提取（）物质。 A．抗生素 B.氨基酸 C.有机酸 D.蛋白质 13．人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向（） A ：正极移动；B：负极移动；C：不移动；D：不确定。 14．蛋白质具有两性性质主要原因是（） A：蛋白质分子有一个羧基和一个氨基；B：蛋白质分子有多个羧基和氨基；C：蛋白质分子有苯环和羟基；D：以上都对 15．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 16．凝胶色谱分离的依据是（）。 A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同 C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同 17．非对称膜的支撑层（）。 A、与分离层材料不同 B、影响膜的分离性能 C、只起支撑作用 D、与分离层孔径相同 18．下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团（） A 磺酸基团（-SO3 H） B 羧基-COOH C 酚羟基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH 19．依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有（）。 A、Fe3+﹥Ca2+﹥Na+ B、Na+﹥Ca2+﹥Fe3+ C、Na+﹥Rb+﹥Cs+ D、Rb+﹥Cs+﹥Na+ 20．乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题
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