分离工程题库精选.
第一章绪论
填空题：
1、分离技术的特性表现为其（重要性）、（复杂性）和（多样性）。
2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
3、分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类
4、分离剂可以是（能量）或（物质），有时也可两种同时应用。
5、若分离过程使组分i及j之间并没有被分离，则（a s ij = 1 ）。
6、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程分离的（难易程度）。
7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不相等）的原理，常采用（平衡级）作为处理手段，并把其它影响归纳于（级效率）中。
8、传质分离过程分为（平衡分离）和（速率分离）两类。
9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。
10、分离过程是将一混合物转变为组成（互不相等）的两种或几种产品的哪些操作。
11、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（固有分离因子）。
12、速率分离的机理是利用传质速率差异，其传质速率的形式为（透过率）、（迁移率）和（迁移速率）。
13、绿色分离工程是指分离过程（绿色化的工程）实现。
14、常用于分离过程的开发方法有（逐级经验放大法）、（数学模型法）
选择题：
1、分离过程是一个（ A ）
a.熵减少的过程；
b.熵增加的过程；
c.熵不变化的过程；
d. 自发过
程
2、组分i、j之间不能分离的条件是（C ）
a.分离因子大于1；
b.分离因子小于1；
c.分离因子等于1
3、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（A ）实现分离。
a. 组成不等；
b. 速率不等；
c. 温度不等
4、当分离因子（ C ）表示组分i 及j 之间能实现一定程度的分离。 a. a ij = 1 b. a s ij = 1 c.a ij <1
5.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（ C ）
a. 结晶；
b. 吸收；
c. 加热；
d. 浸取。
6、下列分离过程中属机械分离过程的是（D ）：
a.蒸馏；
b. 吸收；
c. 膜分离；
d.离心分离。
7、当分离过程规模比较大，且可以利用热能时，通常在以下条件选择精馏法（B ）：
a. 相对挥发度<1.05；
b. 相对挥发度>1.05；
c. 相对挥发度<1.5；
d. 相对挥发度>1.5。
8、以下分离方法中技术成熟度和应用成熟度最高的是（ C ）：
a. 超临界萃取；
b. 吸收；
c. 精馏；
d. 结晶。
9、工业上为提高分离或反应效果，常把不同的过程进行组合，以下不属于反应过程与分离过程的耦合的是（ C ）：
a. 化学吸收；
b. 在精馏塔里进行的由甲醇和醋酸制备醋酸甲酯的过程；
c. 分离沸点相近的混合物的萃取结晶过程；
d.催化精馏过程。
第二章 多组分分离基础
填空题：
1、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（ 设计变量数 ）。
2、设计变量是指在计算前，必须由设计者（ 制定 ）的变量。
3、一个含有4个组分的相平衡物流独立变量数有（6 ）个。
4、一个装置的设计变量的确定是将装置分解为若干进行（ 简单过程的单元 ），由（ 单元的设计变量数 ）计算出装置的设计变量数。
5、常用的汽液相平衡关系为 i
L i i V i x p y p φφ??=
6、相对挥发度的定义为两组分的( 气液组成 )之比，它又称为（ 分配系数 ）。
7、活度系数方程中A 可用来判别实际溶液与理想溶液的（ 偏离程度 ）。
8、用于泡点计算的调整公式为（ ）。
9、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汽泡时的温度叫（ 泡点温度 ）。
10、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（ 露点压力 ）。
11、计算泡点温度时，若，温度应调（ 低再试差计算 ）。
12、平衡常数与组成有关的露点计算，需迭代露点温度或压力外，还需对（ 活度系数 ）进行试差。
13、在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属（ 等温闪蒸 ）。
14、单级分离是指两相经（一次紧密接触达到平衡 ）后随即引离的过程。
15、等温闪蒸计算目标函数对收敛速度和稳定性有很大影响，采用Newton-Raphson 法时，较好的目标函数为（ F(v) =∑（y i -x i ）=0 ）
16、 若组成为zi 的物系, ∑Kizi ＜1时其相态为（ 过冷液体 ）。
17、 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（两相区 ）。
18、闪蒸按体系与环境有无热量交换分为（ 等温闪蒸 ）和（ 绝热闪蒸 ）两类。
19、绝热闪蒸与等温闪蒸计算不同点是需要考虑（ 焓平衡 ）。
选择题：
1、约束变量关系数就是（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。
1()G GM m i i K K K x -=∑
2、 每一单股进料均有（c ）个设计变量。
a. c ；
b. c +1；
c. c +2；
d. c +3
3、 一般吸收过程，可调设计变量数为（ c ）：
a.5个；
b.4个；
c. 1个；
d. 2个
4、 绝热操作的简单平衡级设计变量数为（d ）：
a. 2c +3个；
b. 2 c +4个；
c. c +5个；
d. 2 c +5个。
5、多组分精馏装置的可调设计变量数与进料中组分数的关系为（c ）： a. 随进料中组分数的增加而增加；b. 随进料中组分数的增加而减少； c. 与进料中组分数无关；d. 以上三种关系都不成立。
6、平衡常数计算式 在( a )条件下成立。
a. 气相是理想气体，液相是理想溶液；
b. 气相是理想气体，液相是非理想溶液；
c. 气相是理想溶液，液相是理想溶液；
d. 气相是理想溶液，液相是非
理想溶液
7、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
8、当汽相为理想气体混合物，液相为非理想溶液时，其汽液相平衡关系为（c ）
a. b. c. d. 9、关于溶液的蒸气压大小说法正确的是（ 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；
d. 与上述因素均无关
10、 当把一个气体溶液冷凝时，开始产生液滴的点叫作（ a ）
a. 露点；
b. 临界点；
c. 泡点；
d. 熔点
11、计算溶液泡点时，若 ，则说明（ c ） a. 温度偏低；b. 正好泡点；c. 温度偏高； d. 正好露点
12、在一定温度和压力下，由物料组成计算出的 ，i i i x p py 0=00V i i i i i
py p x
φφ=i i i i x p py 0γ=i
L
i i V i x p y p φφ??=p p K i i /0=110i i i K x =->∑
110i i
i K x =->∑
且 ，该进料状态为（ b ） a. 过冷液体； b. 过热气体； c. 汽液混合物；d. 饱和液体
13、进行等温闪蒸时，对满足（c ）条件时系统处于两相区
a.T B b.T D >T ； c. T D >T>T B ； d. T B =T 14、系统温度小于泡点时，体系处于（ b ） a. 饱和液相； b. 过冷液体； c. 饱和汽相； d. 汽液两相 15、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 16、下列哪一个过程不是闪蒸过程（d ） a. 部分汽化； b. 部分冷凝； c. 等焓节流； d. 纯组分的蒸发 17、等焓节流之后（c ） a. 温度提高； b. 压力提高； c. 压力降低，温度也降低； d. 有气化现象发生，压力提高 18、下列分离过程可看为等焓过程的是（ d ） a. 精馏； b. 吸收； c. 等温闪蒸； d. 绝热闪蒸。 第三章 精馏 填空题： 1、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。 2、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（ 分配组分 ）。 3、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（ 全回流 ）时分布一致。 4、精馏塔计算中每个级由于（ 组成 ）改变而引起的温度变化，可用（ 泡露点方程 ）确定。 5、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ 萃取剂回收段 ）。 6、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（ 进料时补加一定量的萃取剂 ）。 7、当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂主要起（ 稀释 ）作 1/ 10i i i z K =-<∑ 用。 8、要提高萃取剂的选择性，可（ 增大 ）萃取剂的浓度。 9、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。 10、在一定温度和组成下，A,B 混合液形成最低沸点恒沸物的条件为 （ ）。 11、不加恒沸剂可完成恒沸物分离的方法有（ 变压蒸馏 ）和（ 非均相恒沸物的精馏 ）两种。 12、由耳波和马多克思关联图求理论级数时要求进料状态必须是（ 泡点进料 ）。 13、分配组分是指在馏出液和釜液（ 均出现的组分 ）；非分配组分是指仅在（馏出液或者釜液 ）出现的组分。 14、多组分精馏中，关键组分是指（ 由设计者指定浓度或提出分离要求 ）的组分。 15、回收率 是釜液W 中（重关键组分HK 的流率 ）与进料中HK 的流率之比，回收率 是馏出液D 中（ 轻关键组分LK 的流率 ）与进料中LK 的流率之比。 16、清晰分割是指馏出液中除了（ 重关键组分 ）外，没有其他重组分，釜液中除了（ 轻关键组分 ）外，没有其他轻组分。 17、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（ 热量衡算 ）的限制。 18、若加入的新组分和被分离系统的一个或几个组分形成最低恒沸物从（ 塔顶 ）蒸出。这种特殊精馏叫恒沸精馏。加入的新组分叫（恒沸剂 ）。 19、若加入的新组分不与原系统中任一组分形成恒沸物，而其沸点又较原系统任一组分高，从釜液离开精馏塔。这类特殊精馏叫（ 萃取精馏 ），所加入的新组分叫作（ 萃取剂 ）。 20、在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组分形成具有（正 ）偏差的非理想溶液。 21、在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔釜组分形成具有（ 负 ）偏差的非理想溶液。 00B A p p p >>W HK ,?D LK ,? 22、在萃取精馏中所选的萃取剂使A1S值越大，溶剂的选择性（越好）。 23、萃取精馏塔中，萃取剂是从塔（釜）出来。 24、恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时，恒沸剂从塔（釜）出来。 25、均相恒沸物在低压下其活度系数之比γ1/ γ2应等于（ P02）与（P01）之比。 26、精馏过程的关键组分是指由设计者（指定浓度或者提出分离要求）的那两个组分。 27、特殊精馏是既加入（能量分离媒介（ESA）），又加入（质量分离媒介（MSA））的精馏过程。 28、加盐萃取精馏是综合了（普通萃取精馏）和（溶盐精馏）的优点，把盐加入溶剂而形成的新的萃取精馏方法。 选择题： 1、A（轻组分）、B两组分的相对挥发度αAB越小（c ） a. A、B两组分越容易分离； b. 原料中含轻组分越多，所需的理论级 数越少； c. A、B两组分越难分离； d. 与A、B两组分的分离难易程度无关； 2、多组分精馏装置的可调设计变量数与进料中组分数的关系为（ c ） a. 随进料中组分数的增加而增加； b. 随进料中组分数的增加而减 少； c. 与进料中组分数无关； d. 以上三种关系都不成立。 3、当普通精馏塔的产品不合格时，可以考虑（ d ） a. 提高进料量； b. 降低回流比； c. 提高塔压； d. 提高回流比。 4、多组分精馏过程，当进料中的非分配组分只有重组分而无轻组分时， 恒浓区出现于（ a ） a. 上恒浓区出现于精馏段中部，下恒浓区出现于进料级下； b. 恒浓区出现于进料级上下； c．上恒浓区在进料级上，下恒浓区出现于提馏段中部； d. 上、下恒浓区分别出现于精馏段和提馏段的中部。 5、吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之 一（ c ） a. 最小理论级数； b. 最小回流比； c. 压力； d. 理论级数。 6、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。 7、下列说法正确的是（ b ） a. 多组分精馏中，回流比小于最小回流比时满足分离要求将需要无穷 多的理论级； b. 多组分精馏中，回流比小于最小回流比时无论多少理论级都不能满 足分离要求； c. 回流比R的值趋于零时的回流比叫最小回流比； d. 多组分精馏中，回流比小于最小回流比时整个精馏塔将无分离作 用。 8、全回流操作不能用于（ a ） a. 正常生产稳定过程； b. 开车时； c. 当产品不合格时进行调节； d. 实验室研究传质过程。 9、用芬斯克公式求全塔理论级数时，式中相对挥发度应为（ d ） a. 塔顶处的相对挥发度； b. 进料处的相对挥发度； c. 塔底处的相对挥发度； d. 全塔相对挥发度的平均值。 10、全回流操作时，精馏塔进料F、馏出液D和釜液W的流率应为（ a ） a. W = 0，D = 0，F = 0； b. W = 0，D = 0，F ≠ 0； c. W ≠ 0，D ≠ 0，F ≠ 0； d. W = 0，D ≠ 0，F ≠ 0。 11、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（ a ） a. 正偏差溶液； b. 理想溶液； c. 负偏差溶液； d. 不确定。 12、如果二元物系, >1, >1，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. 不确定。 13、如果二元物系， =1, =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、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、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（ c ） a. 正偏差溶液； b. 理想溶液； c. 负偏差溶液； d. 不一定 16、萃取精馏过程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. 不一定。 ?17、萃取精馏时若饱和液体进料，萃取剂应该从（ c ）： a. 精馏段上部； b. 进料级； c. 精馏段上部和进料级； d. 精馏段下部。 ?18、“”是加入溶剂在任何脱溶剂浓度（为任何值）时均能增加原溶液的相对挥发度（提 高选择性）的（ a ） a. 充分条件； b. 必要条件； c. 充要条件； d. 以上三项都不是。?19、在萃取精馏中，当进料为饱和液体进料时，下列说法正确的是（ b ） a. 全塔范围内液相中溶剂浓度可近似看为不变； b. 精馏段液相中溶剂浓度可近似看为不变； c. 塔釜和塔底第一个级上液相中溶剂浓度可近似看为不变； d. 溶剂回收段液相中溶剂浓度可近似看为不变。 20、当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用（ b ）方法来调节 a. 加大回流比； b. 加大萃取剂用量； c. 增加进料量； d. 减少进料量。 21、在一定温度和组成下，A 、B 混合液的总蒸汽压力为p ，若 ，且 ,则该溶液（ a ） a. 形成最低沸点恒沸物；b. 形成最高恒沸物； c. 不形成恒沸物； d. 理想溶液。 22、对于最高沸点恒沸物，压力增加使恒沸组成中汽化潜热小的组分（ a ） a. 增加； b. 不变； c. 减小。 23、最有可能形成三元最低共沸物的三元物系是（ a ） a. 物系中三个组分可两两形成三个二元最低共沸物； b. 物系中三个组分可两两形成三个二元最高共沸物； c. 物系中三个组分可两两形成两个二元最低共沸物，一个最高共沸 物； d. 物系中三个组分可两两形成一个二元最低共沸物，两个最高共沸 物。 24、在下列单元操作中属于双向传质过程的是（ c ） a. 吸收过程； b. 蒸出过程； c. 精馏过程； d. 以上三种操作过程。 25、关于恒沸精馏塔的下列描述中，不正确的是（ c ） a. 恒沸剂用量不能随意调整； b. 恒沸剂为塔项产品； c. 恒沸剂可能是塔顶产品，也可能是塔底产品 d. 恒沸精馏可用于间歇操作过程。 26、对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物，则有较纯组 分的产品应从（ a ） a. 塔釜得到； b. 塔顶得到； 0A p p >0B p p > c. 可能是塔项得到，也可能是塔底得到； d. 视具体情况而变。 27、对形成恒沸物的体系，下列说法不正确的是（ d ） a. 在恒沸点其气相组成必等于液相组成； b. 经过恒沸点轻重组分互 换； c. 在恒沸点，其露点温度和泡点温度相等； d. 其恒沸组成将随着气 化率的大小而变。 28、对形成恒沸物的某体系，下列说法不正确的是（ b ） a. 当压力确定后，其恒沸温度和恒沸组成确定； b. 二元恒沸物的压力确定后，则恒沸温度和恒沸组成确定，而三元恒 沸物则不然； c. 除恒沸点外，在其余组成下，精馏仍具有分离作用； d. 体系在恒沸点的自由度数目与恒沸物的组分数无关。 29、对某一恒沸体系，随着外压增大，其恒沸组成变化趋势为（d ） a.摩尔汽化潜热大的组分的浓度增大； b.摩尔汽化潜热小的组分的浓度增大； c.对最高恒沸物，摩尔汽化潜热大的组分的浓度增大；对最低恒沸物， 摩尔汽化潜热小的组分的浓度增大； d. 对最低恒沸物，摩尔汽化潜热大的组分的浓度增大；对最高恒沸物， 摩尔汽化潜热小的组分的浓度增大。 30、容易形成恒沸物的为（ d ） a. 各组分的化学结构相似，其沸点差较大 b. 各组分的化学结构相似，其沸点差较小； c. 各组分的化学结构不相似，其沸点差较大； d. 各组分的化学结构不相似，其沸点差较小 31、在下列单元操作中，气液两相近似看成恒摩尔流而误差较小的是（ c ） a. 吸收过程； b. 蒸出过程； c. 精馏过程； d. 以上三种操作过程。 32、分离同一混合物采用萃取精馏与采用普通精馏相比有（ b ） a. 汽液比更大些； b. 级效率更低些； c. 级效率更高些； d. 精馏温度更低些 第四章气体吸收 填空题： 1、用于吸收的相平衡表达式为（ l=Av ），当（温度）降低，（压力） 升高时有利于吸收。 2、应用平均吸收因子法进行计算时，假设各平衡级的（吸收因子） 相等。 3、通常多组分精馏有（2 ）个关键组分，多组分吸收有（ 1 ）个关 键组分。 4、吸收过程在塔顶的限度为（y i,1≧K i x i,0 ），它决定了尾气中（该组分 的最低浓度）。 5、吸收操作中，最小液气比下，关键组分的吸收因子和关键组分的吸 收率在数值上（相等）。 6、多组分吸收过程液气比一般取最小液气比的（ 1.2 ）~（ 2.0 ） 倍。 7、吸收操作中，最小液气比是指在无穷多塔级下，达到规定分离要求 时，1kmol进料气所需要（吸收剂）的kmol数。 8、吸收过程主要由（塔顶釜两个级）完成的。 9、蒸出因子定义式为（ S=（KV）/L ），其值可反映蒸出过程（分离 的难易程度）。 10、相对吸收率与吸收率相等的条件是（吸收剂中不含溶质）。 11、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），（用再沸器的精馏塔）。 12、吸收过程中通常气体为（过热蒸汽），液体为（过冷液体）。 13、化学吸收的增强因子就是与相同条件下化学吸收与物理吸收的（传 质系数）之比，其定义式为（ E=（KL）/（KL ））。 14、化学吸收按反应类型又分为为（可逆反应）和（不可逆反应） 两类。 选择题： 1、平均吸收因子法的适用范围是（ c ） a. 单组分吸收； b. 恒摩尔流； c. 贫气吸收； d. 富气吸收。 2、吸收作用发生的条件为（ b ） a.p i i * ；b.p i >p i * ；c. y i i * ；d. p i =p i *。 3、吸收由于是单向传质，吸收塔每个级的温度的变化主要由（ a ）起。 a. 热量变化； b. 组成改变； c. 流率变化； d. 其他原因。 4、吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用最有效措施是（ a ） a. 提高压力； b. 升高温度； c. 增加液汽比； d. 增加塔级数。 5、多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是（ c ） a. 恒温操作； b. 恒摩尔流； c. 贫气吸收； d. 富气吸收。 6、吸收过程各组分的吸收量主要发生在（ b ） a. 每个级均匀吸收； b. 主要在塔顶一级和塔釜一个理论级； c. 主要在塔釜； d. 塔中部。 7、当体系的y i =y i *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。 8、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. 适合处理大量气体的分离； c. 效率比精馏低； d. 能得到高纯度的气体。 9、通常对物理吸收操作最有利的操作条件是（ b ） a. 高温高压； b. 低温高压； c. 低温低压； d. 高温低压。 10、在多组分吸收中，吸收主要发生于塔顶附近几个级的组分是（ b ） a. 易溶组分； b. 难溶组分； c. 关键组分； d. 所有组分。 11、在多组分吸收中，吸收发生于全塔所有塔级的组分是（ c ） a. 易溶组分； b. 难溶组分； c. 关键组分； d. 所有组分。 12、吸收塔的气、液相最大负荷处应在（a ） a. 塔的底部； b. 塔的中部； c. 塔的顶部； d. 不确定。 13、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的组分主要在（ b ）被吸收 a. 塔上部少数几块板； b. 塔下部少数几块板； c. 塔中部少数几块 板；d. 全塔所有板。 14、在板式塔的吸收中，原料中关键组分组分主要在（ d ）被吸收 a. 塔上部少数几块板；b. 塔下部少数几块板；c. 塔中部少数几块 板；d. 全塔所有板。 15、当关键组分的相对吸收率大于其吸收因子A 时，应有结论（ a ） a. 吸收塔无论有多少个理论级也完不成给定的分离任务； b. 吸收塔需有无穷多个理论级才能完成给定分离任务； c. 吸收塔有限多个理论级即可完成给定的分离任务； d. 上述结论均成立。 16、一般吸收过程，可调设计变量数为（ c ） a. 5个； b. 4个； c. 1个； d. 2个。 17、在吸收操作过程中，任一组分的吸收因子Ai 与其吸收率在数值 上相应是（ c ） a. ； b. ； c. ； d. 以上三种情况均有可能。 18、下列吸收的有利条件的是（c ） a. 提高温度；b. 提高原料气流率量；c. 提高压力；d. 减少吸收剂 流率。 19、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. 吸收剂中的溶解度大的组分。 i i A ? 20、难吸收组分主要在塔的（ a ）被吸收 a. 塔顶级； b. 进料级； c. 塔釜级； d. 全塔平均吸收。 第五章多组分多级分离的严格运算 填空题： 1、仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备的塔型称为（常规塔或者简单塔）。 2、描述多级分离过程的数学模型为（MESH方程）。 3、对窄沸程的精馏过程，其各级的温度变化由（组成）决定，故可由（ES 方程）计算各级的温度。 4、用精馏或吸收的方法分离含有c个组分的混合物，描述一个平衡级的M 方程有（N c ）个，E方程有（N c ）个，S方程有（2N ）个，H方程有（N） 个。 5、三对角矩阵法沿塔流率分布和温度的初值分别假定为（恒摩尔流和线性分布）。 6、三对角矩阵法在求得x ij后，由（ES方程）求Tj，由（H方程）求V j 。 7、三对角矩阵法在用S方程计算新的温度分布，在未收敛前x ij1,则采用（硬性归一）的方法。 8、逐级计算起点选择应从组成（精确）的一端算起。 9、逐级计算合适的进料位置定义为达到规定分离要求所需（理论级数最少）的进料位置。 10、逐级计算法求平衡级数中交替使用（相平衡）关系和（物料平衡）关系。 11、逐级计算法从上到下采用（露点温度）计算多组分精馏的各级温度。 12、CMB矩阵法用物料衡算来校正圆整后的液相组成，使之（满足S方程，和尽量满足M方程和）。 13、松弛法的开发是仿照精馏过程由不稳态趋向稳态的进程来求解，故其中间计算结果可模拟精馏过程的（开车）。 选择题： 1、下面哪种塔型不是复杂精馏塔（ c ） a.设有中间再沸换热设备的精馏分离装置； b.有多股进料的精馏分离装置； c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备的精馏分离装置； d.设有中间冷凝换热设备的精馏分离装置。 2、下面哪个关系或方程不属于MESH方程组（b ） a. 物料平衡关系； b. 化学平衡关系； c. 相平衡关系； d. 热量平衡方程 3、流量加和露点法选择的迭代变量为（d ） ；b. y i，j；c. l i，j；d. v i，j a. x i，j 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（ b ） a.塔顶往下 b.塔釜往上 c.两端同时算起 5、当采用逐级计算法从上到下计算多组分精馏的理论级数时，第j级为适宜进料位置应满足下条件（ a ） 6、当采用逐级计算法从下到上计算多组分精馏的理论级数时计算结束判据为（b ） 7、流量加和法在求得xij后由什么方程来求各级的温度（ a ） a. 热量平衡方程； b.相平衡方程； c. 物料平衡方程； d. 摩尔分率加和式 8、同时校正法在求得xij后由什么方程来求各级的温度（ a ） a. 热量平衡方程； b.相平衡方程； c. 物料平衡方程； d. 热量平衡方程和 摩尔分率加和式同时求解 9、三对角矩阵法在求得x ij后，若∑x ij≠1则（ b ） a. 直接用S方程计算温度； b. 硬性归一后用 S方程计算温度； c. 组分物料衡算校正后用S方程计算温度 10、矩阵求逆法与三对角矩阵法不同之处在于（ c ） a. 迭代变量不同； b. 迭代变量的组织方法不同； c．解三对角矩阵求xij的方法不同；d. x ij的归一方法不同 11、三对角矩阵法在求得xij后由什么方程来求各级的流率（ a ） a. 热量平衡方程； b. 相平衡方程； c. 物料平衡方程； d. 摩尔分率加和式 12、采用三对角线矩阵法对多组分多级分离进行严格计算，适用于（c） a. 操作计算； b. 设计计算； c. 设计计算和操作计算 13、CMB矩阵法在求得xij后，若∑x ij≠1 ，则（ c ）： a. 直接用S方程计算温度； b. 硬性归一后用 S方程计算温度； c. 组分物料衡算校正后用S方程计算温度 第六章分离过程设备及效率与节能综合 填空题： 填空题 1、影响气液传质设备的处理能力的因素有（液泛）、（雾沫夹带）、（压力降）和(液体在降液管的停留时间； )。 2、精馏中液体在降液管内停留时间一般≮（ 3-5 ）秒。 3、气液传质设备可分为（板式塔）和（填料塔）两大类。 4、板式气液分离设备常见的表示方法有（全塔效率）、（默弗利板效率）、 （点效率）。 5、当板上液体达到完全混合时，点效率（等于）气相默弗里板效率。 6、可用（彼克来（Peclet）；）准数表示板上液体的混合情况，当板上完全不混合时，则该准数（Pe=∞）。 7、雾沫夹带是气液两相在传质后分离（气速较高时）引起的。 8、实际板上液相为（完全不混合），板上液相各点浓度（不相等）。 9、一般精馏过程的效率高于吸收过程，主要是因为精馏过程的（温度比吸收过程更高）。 10、等温最小分离功与被分离组成的相对挥发度（无关）。 11、分离最小功表示（分离过程耗能的最低限），最小分离功的大小标志着（物质分离的难易程度；）。 12、等温分离低压液体混合物，除温度外最小功仅决定于（物料组成及性质）。 13、若分离过程的产品温度与原料温度不同时，分离过程所需的最小功用该过程的（有效能变化）变化来表示。 14、分离过程消耗的净功与环境温度有关，一般夏天的同一分离过程消耗的最小功（更大）。 15、要提高分离过程的热力学效率，应通过减少分离过程的（不可逆性）来实现。 16、精馏过程的不可逆性主要表现在（流体流动）、（传热）、（传质）方面。 17、多效精馏过程将高压塔（塔顶蒸汽；）作为低压塔（塔釜再沸器；）的加热介质，使能耗下降。 18、热泵精馏是将温度较低的塔顶蒸汽（经压缩升温）后作为塔底再沸器的热源。 19、采用简单精馏塔将c个组分所组成的溶液分离成c个产品需要（c－1 ）个塔。 20、含有质量分离剂的分离方法不作为首选的方法，是因为该法需（须增设质量分离剂的回收设备）。 21、对多组分物系的分离，（易分离）的组分和（易挥发）的组分要先分离。 22、从节能的角度分析最难分离的组分应放在（最后）分离；分离要求高的组分应放在（最后）分离；进料中含量高的组分应（优先）分离。 选择题： 1、下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的（ c ）？ a. 全塔效率可大于1； b. 点效率不必小于1； c. Murphere板效率可大于1； d. 板效率必小于点效率 2、当板上液体达到完全混合时，则（ a ）： a. Pe = 0； b. Pe =； c. 0 < Pe <； d. Pe < 0 3、当板上液体存在返混时，点效率与板效率的关系为（ a ）： a. EMV>EOG b. EMV=EOG c. EMV 4、从液体粘度对流体状态的和液相传质阻力的影响来看，精馏过程的效率比 吸收过程的效率（ a ） a. 更大； b. 相等； c. 更小 5、与板式塔相比，填料塔常具有的特点是（ d ）： a. 塔效率较高且稳定； b. 液气比适应范围较大； c. 用于大直径塔较适 d. 压降小 6、与填料塔相比，不属于板式塔的特点的是（ d ）： a.塔效率较高且稳定； b.安装检修较困难； c.较适用于处理含有固体悬浮物 的物系；d.压降小。 7、适合于选用填料塔的情况为（ a ）： a. 物料具有腐蚀性时； b. 要求具有较大操作弹性时； c. 有多个进料口和 侧线采出的精馏塔；d. 需要从塔的分离段移入或移出较多热量时 8、适合于选用填料塔的情况为（ a ）： a. 欲分离物料为易发泡物系； b. 要求具有较大操作弹性时； c. 有多个进 料口和侧线采出的精馏塔；d.需要从塔的分离段移入或移出较多热量时。 9、不适合于选用填料塔的情况为（ b ）： a. 物料具有腐蚀性时； b. 要求具有较大操作弹性时； c. 间歇操作，塔持 液量较小时；d.欲分离物料为易发泡物系。 10、汽液接触板式塔中，液泛随（ c ）而增大： a. L/ V减小和板间距减小； b. L/ V减小和板间距增大； c. L/ V增大和 板间距减小；d. L/ V增大和板间距增大 11、塔板上液层越厚，气泡越分散，表面湍动程度越高，则点效率（ a ）。 a. 越高； b. 越低； c. 无必然联系； d. 不变 12、等温下将同组成的二元混合物分离分离成两个纯组分，分离最小功最小 的情况是（ d ）： a. 分离理想溶液； b. 分离具有正偏差的非理想溶液； c. 分离具有负偏差 的非理想溶液；d. 分离完全不互溶的液体。 13、分离最小功是指下面的过程中所消耗的功（ c ） a. 实际过程； b. 可逆过程； c. 完全可逆过程； d. 不可逆过程 14、在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功与分离成两非纯组分时所需 的功（ a ） a. 更大； b. 相等； c. 更小 15、分离过程消耗的净功与环境温度有关，一般冬天的同一分离过程消耗的 最小功比夏天消耗的最小功（ b ） a. 更大； b. 更小； c. 相等 16、要提高分离过程的热力学效率，应通过下列方法来实现（ d ）： a. 加大回流比； b. 减少分离过程的不可逆性； c. 增大关键组分间的相对 挥发度 17、热泵精馏是将温度较低的塔顶蒸汽经下面的过程后作为塔底再沸器的 热源（a ） a. 压缩升温； b. 节流降温a. 压缩降温；b. 节流升温 18、采用简单精馏塔将c个组分所组成的溶液分离成c个产品需要几个塔 （ a ）： a. c－1； b. c； c. c + 1 19、对多组分物系的分离，应将分离要求高的组分（ c ）： 山科大生物分离工程试题（ A ）卷 一、填充题（40分，每小题2分） 1. 生物产品的分离包括R ，I ，P 和P 。 2. 发酵液常用的固液分离方法有和等。 3. 离心设备从形式上可分为，，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，和； 5. 多糖基离子交换剂包括和两大类。 6. 工业上常用的超滤装置有，，和。 7. 影响吸附的主要因素有，，，，和。 8. 离子交换树脂由，和组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是；甲叉双丙烯酰胺的作用 是；TEMED的作用是； 10 影响盐析的因素有，，和； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和； 12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三个步骤； 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； 14. 反相高效液相色谱的固定相是的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流 动相有和； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的； 16.离子交换树脂的合成方法有和两大类； 17.常用的化学细胞破碎方法有，，，和； 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同； 19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和； 20. 晶体质量主要指，和三个方面； 三.计算题（30分） 1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3，萃取平衡常数为K=40，处理能力为H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为L=0.03m3/h，若要产品收率达96%，试计算理论上所需萃取级数？（10分） 2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量（10分） 3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物，适应高渗透压，能在含有0.32mol/LNaCl, 0.02mol/LMgCl2, 0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/LFeCl3 的培养基这培养，当其从含盐量高的培养基中转移至清水中，在数分钟内能将胞内 @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 ［例2-3］ 求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。 假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑=i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得 故泡点温度为 58.7℃。 解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑=∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分，则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6， 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x 故混合物在78℃。 ［例2-7］ 进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。 解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T 和p ，从p - T - K 图查K i ，再采用上述顺序解法求解。 (1)核实闪蒸温度 假设50℃为进料泡点温度，则 假设50℃为进料的露点温度，则 说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求Ψ ，令Ψ 1 =0.1(最不利的初值) =0.8785 因f (0.1)>0，应增大Ψ 值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程: 计算R - R 方程导数公式为： 试卷编号： 一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分） 1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相， 并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。 利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代 后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。 二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错（不确定） 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。 对 5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉 素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保 护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积 的特点。错（不确定） 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错 三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是：C A 超滤 B 微滤 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。 生物分离工程复习题 一、名词解释 1.凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。 2.分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一 常数叫分配系数。 3.絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程 4.过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常 用方法之一。 5.萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的 6.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的过程。 7.反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。 8.离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离 9.离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液， 而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高 10.离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂 上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。 11.固相析出技术：利用沉析剂（precipitator）使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定 形固体沉淀的过程。 12.助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤 13.色谱技术：是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两 相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。 14.有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。 15.等电点沉淀：调节体系pH值，使两性电解质的溶解度下降，析出的操作称为等电点沉淀。 16.膜分离：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁 移率不同而实现分离的一种技术。 17.化学渗透破壁法：某些化学试剂，如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等，可以改变细胞 壁或细胞膜的通透性，从而使胞内物质有选择地渗透出来。 18.超临界流体：超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。 19.反渗透：在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧，形成大于渗透压的压力差，就可以使溶剂发生倒流，使溶液达到 浓缩的效果，这种操作成为反渗透。 20.树脂工作交换容量：单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数称为树脂交换容量，在 充填柱上操作达到漏出点时，树脂所吸附的量称为树脂工作交换容量。 21.色谱阻滞因数：溶质在色谱柱（纸、板）中的移动速率与流动相移动速率之比称为阻滞因数，以Rf表示。 22.膜的浓差极化：是指但溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度。 23.超滤：凡是能截留相对分子量在500以上的高分子膜分离过程称为超滤，它主要是用于从溶剂或小分子溶质中 将大分子筛分出来。 24.生物分离技术：是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品 中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 25.物理萃取：即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 26.化学萃取：则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。 27.盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，使原溶解的物质沉 淀析出的分离技术。 28.有机聚合物沉析：利用生物分子与某些有机聚合物形成沉淀而析出的分离技术称为有机聚合物沉析。 29.离子交换平衡：当正反应、逆反应速率相等时，溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态，即称为离子交 换平衡。 30.功能基团：离子交换树脂中与载体以共价键联结的不能移动的活性基团，又称功能基团 31.平衡离子：离子交换树脂中与功能基团以离子键联结的可移动的平衡离子，亦称活性离子。 32.树脂的再生：就是让使用过的树脂重新获得使用性能的处理过程，树脂的再生反应是交换吸附的逆反应。 33.层析分离：是一种物理的分离方法，利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别，使各组分以不同的程度 分布在两个相中。 34.流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体或租临界体等，都称为流 动相。 35.正相色谱：是指固定相的极性高于流动相的极性，因此，在这种层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性 大的分子移动的速度快，先从柱中流出来。 《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； 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 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 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 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（k 0L ） 。 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) 0(1) 1c i i i i z K K ψ=-=-+∑ 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。 第一章复习题 1.生物分离工程在生物技术中的地位？ 2.生物分离工程的特点是什么？ 3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 4.在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？ 5.生物分离效率有哪些评价指标？ 第二章复习题 1．简述细胞破碎的意义 2．细胞破碎方法的大致分类 3．化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？ 第三章复习题 1．常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ 2．影响盐析的主要因素有哪些？ 3．何谓中性盐的饱和度？ 4．盐析操作中，中性盐的用量（40% 硫酸铵饱和度）如何计算？5．简述盐析的原理。6．简述有机溶剂沉析的原理。 7．简述等电点沉析的原理。 第四章复习题 1．膜分离技术的概念 2．膜的概念 3．根据膜孔径大小，膜分离技术的分类 4．基本的膜材料有哪些？ 5．常用的膜组件有哪些？ 6．何谓反渗透？实现反渗透分离的条件是什么？其特点有哪些？ 7．强制膜分离的概念？ 8．电渗析的工作原理？ 9．膜污染的主要原因是什么？常用的清洗剂有哪些？如何选择？ 10．膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些方面？ 第五章复习题 1.什么是萃取过程？ 2.液－液萃取从机理上分析可分为哪两类？ 3.常见物理萃取体系由那些构成要素？ 4.何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？ 5.何谓超临界流体萃取？其特点有哪些？有哪几种方法？ 6.何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？ 7.反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理 第六章复习题 1.影响吸附的主要因素？ 2.亲和吸附的原理和特点是什么？ 3.常用的离子交换树脂类型有哪些？ 4.影响离子交换速度的因素有哪些？ 5.用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些哪些特殊要求，主要有哪几类？ 第七章复习题 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 ） 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 《生物分离工程》练习题 绪论 1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显着特点是什么？ 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原 料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准，目标产物的浓缩程 度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂质。C、P 和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC 的计算公式。书本第九页 第一章细胞分离与破碎 1.在细胞分离中，细胞的密度ρ S 越大，细胞培养液的密度ρ L 越小，则细 胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力，其中滤 饼占主导作用。 3.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 4.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 5.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 6.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 7.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，流体摩擦阻力的 作用，当固体匀速下降时，三个力的关系平衡 8.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 9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。 管式，优点:离心力较大缺点：沉降面积小，处理能力降低 碟片式，优点：沉降面积大缺点：转速小，离心力较小 11.单从细胞直径的角度，细胞直径越小，所需的压力或剪切力越大，细 胞越难破碎 12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、 超声波破碎 13.细胞的化学破碎技术包括酸碱处理、酶溶、化学试剂处 理。 第二章初级分离 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围水化层和双电层。 2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ电位足够大时，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。（正确） 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。 研究生《分离工程》考试试卷（2009-12） 年级 专业 导师 姓名 成绩 一、填空题（20分） 1. 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 平衡分离过程 和 速率控制分离过程 。 分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，分离剂有 能量媒介（ESA ） 和 物质媒介（MSA ） 两种类型. 2. 影响板式精馏塔分离效率的因素包括： 传质速率 ， 流型和混 合 效应 ， 雾沫夹带 和 物性的影响 。 4. 精馏操作中, 以板效率定义理论板和实际板的差异, 以汽相浓度表示的板效率定义为: (数学式,在第i 块板上) i i i+1 MV *i+1y -y E = y -y 。 5. 萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点： 对原溶液各组分产生不同程度的作用 和 稀释原溶液，减小各组分相互作用 。 6. 全回流精馏状态下得到的理论板数是,,,,,lg lg D lk B hk D hk B lk m lk hk x x x x N α??? ? ?? ? = 为最少理论塔板数 , 而最小回流比为 1iB Di m i iB x R ααθ=--∑ 理论塔板数无穷多时的回流比 。 7. 液液萃取的分配比定义为: 达到萃取平衡时，被萃物在萃取相中的浓度与被萃物在被萃相中的浓度之比 . 8. 固膜分离技术包括: 微过滤 超过滤 和 反渗透 等。 9. 分离的过程耦合是将不同性质的分离过程自身或与反应过程耦合起来，例如：萃取结晶、吸附蒸馏、化学吸收和化学蒸馏等. 10. 结晶图中，饱和S-S和过饱和曲线T-T将整个区域分为3个区，其中S-S和T-T之间的区称为亚稳定区，它又分为刺激结晶区和养晶区两个区。 11 相平衡常数的计算方法有状态方程法和活度系数法两种方法 12. 相平衡关系可用相图，相平衡常数和分离因子等来表达。 13. 通常所说多组分精馏的FUG简捷计算法中，F代表芬斯克方程，用于计算全回流操作时，达到分离要求所需要的最少理论塔板数，U代表恩德吾特公式，用于计算最小回流比，G代表吉利兰关联，用于确定实际回流比下所需理论塔板数。 14. 如果想用离子交换法去除溶液中的Na+，应用阳离子型的离子交换树脂，并用稀酸洗脱。 二、简答题（20） 1. 什么是物料的露点？它与物料的哪些参数有关？ 答：物料的露点分为露点温度和露点压力两类。当压力一定时，物料蒸汽凝结出第一个液滴时的温度为露点温度；当温度一定，恒温增压到结出第一滴露珠时的压力为露点压力。它与物料的粘度，沸点等参数有关，也与气体压力以及待结露物质在气体中含量有关。。 2. 反胶束萃取的萃取效率与什么效率有关？ 答：影响反胶束萃取蛋白质的主要因素，如下： 1）与反胶束相有关因素包括：表面活性剂的种类、表面活性剂的浓度、有机溶剂的种类、助表面活性剂及其浓度； 第一章绪论 1、何为生化分离技术？其主要研究那些容？ 生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。 2、生化分离的一般步骤包括哪些环节及技术？ 一般说来，生化分离过程主要包括4个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调PH、凝聚和絮凝等方法；②初步纯化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化(精制)，常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。 3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？ 特点：1、目的产物在初始物料（发酵液）中的含量低；2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等；3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面力等非常敏感；4、对最终产品的质量要求高 重要性：生物技术产品一般存在于一个复杂的多相体系中。唯有经过分离和纯化等下游加工过程，才能制得符合使用要求的产品。因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的50％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部分占总成本的40～80％；精细、药用产品的比例更高达70～90％。显然开发新的分离和纯化工艺是提高经济效益或减少投资的重要途径。 4、生物技术下游工程与上游工程之间是否有联系？ 它们之间有联系。①生物工程作为一个整体，上游工程和下游工程要相互配合，为了利于目的产物的分离与纯化，上游的工艺设计应尽量为下游的分离纯化创造条件，例如，对于发酵工程产品，在加工过程中如果采用液体培养基，不用酵母膏、玉米浆等有色物质为原料，会使下游加工工程更方便、经济；②通常生物技术上游工程与下游工程相耦合。发酵-分离耦合过程的优点是可以解除终产物的反馈抑制效应，同时简化产物提取过程，缩短生产周期，收到一举数得的效果。 5、为何生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？ 第二章预处理、过滤和细胞破碎 1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部分可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中(多数是液相)，以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。 方法：①加热法。升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝聚形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。使用加热法时必须注意加热温度必须控制在不影响目的产物活性的围，对于发酵液，温度过高或时间过长可能造成细胞溶解，胞物质外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化； ②调节悬浮液的pH值，pH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH可以改善其过滤特性；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。 2、何谓絮凝？何谓凝聚？何谓混凝？各自作用机理是什么？ 3、常用的凝聚剂有哪些？常用的絮凝剂有哪些？生物分离工程试题
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