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2012年分离工程习题及思考题

第一章多组分精馏

1、欲分离苯（1）、甲苯（2）和二甲苯（3）的三元混合物，精馏塔的进料、塔顶产品和塔底产品的组成如下：

组分

苯甲苯二甲苯塔顶产品

0.995 0.005 0 塔底产品

0.005 0.744 0.251 进料

0.600 0.300 0.100

塔于常压下操作。试求：

（1）塔顶分凝器和塔釜温度。

（2）若进料温度为92o C ，确定进料相态。

假设液相服从拉乌尔定律，汽相可作为理想气体。三个组分的蒸汽压分别用下列各式计算： K T mmHg P T P T P T P i S S S S ????

?????=??=??=)04.58/(99.33661390.16ln 67.53/(52.30960137.16ln )36.52/(51.27889008.15ln 321

2、异丙醇（1）—水（2）系统的无限稀释活度系数Y Y 试用此对数值计算wilson 常数λ12和λ21，并计算x 1=0.1665（mole 分率）时的泡点温度和汽相组成y 1。 12978322∞∞==..，。已知：异丙醇和水的蒸汽压可分别用下列各式计算：

ln ../(.)ln ../(.)P T P T P mmHg T K

S S S i 1218692936402053541830363816444613=??=??????? 系统处于常压。

（提示：试差求λ12和λ21时，可取初值λ12=0.1327）

3、用常规精馏分离下列烃类混合物：

组分 CH 4 C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6 C 3H 8 C 4（烷烃）

mole% 0.52 24.9 8.83 8.7 3.05 54.0 工艺规定塔顶馏出液中C 4浓度不大于0.002，塔釜残液中C 3H 8不大于0.0015，试应用清晰分割法估算塔顶和塔底产品的量和组成。

4、某料液的组成如下：

组分丙烯丙烷异丁烷

mole 分率 0.7811 0.2105 0.0084 于泡点时加入常规精馏塔进行分离。要求塔顶产品中丙烯的mole 分率≥99.5%，塔底产品中的丙烯mole 分率≤5%。试计算：

（1）分离所需的R m ，并取R=2R m ，计算所需的理论板数N 。

（2）如果塔顶精丙烯产品中精丙烯浓度达99.7%，塔底组成保持不变，试计算此时能耗比生产99.5%产品时的增加多少？

已知：α12=1.12184，α22=1.0，α32=0.54176。

第二章特殊精馏

1、某合成橡胶厂欲用萃取精馏分离丁烯一1（1）和丁二烯（2），以乙腈作为萃取剂，料液量为100Kmol/h ，含丁烯一1为0.7，丁二烯为0.3（mole 分率），于露点加入塔中。塔内萃取剂浓度基本保持为x S =0.8。工艺要求塔釜液脱腈后丁二烯纯度达99.5%；塔顶丁二烯浓度小于0.05%，乙腈含量小于0.1%，试计算所需的理论板数和溶剂量。

已知：x S =0.8时，α12/s =1.67，α1s =19.2，α2s =11.5，取R=1.5R m 。

2、由乙酸乙酯和乙醇组成的二元系，在常压下汽相可以作为理想气体处理，液相的活度系数可由范拉尔方程计算，范拉尔常数为A 12=0.8552，A 21=0.7526。试判别72.6o C 时此系统是否是恒沸物？如存在其组成如何？

已知：两组分的蒸汽压可以按下列方程计算：

1216151627905057151891193803984168s s s ln P ../(T .)

P mmHg ln P ../(T .)T K

=???=???乙酸乙酯：乙醇：i

3、某二元混合液用恒沸精馏方法进行分离，加入的挟带剂 S 和组分A 形成最低恒沸物，从塔顶蒸出，应用空气冷却器使它全部冷凝，部分作为回流，部分作为塔顶产品。设定空冷器的空气进出口温度分别为35℃和45℃，要求空冷器的有效温差为10℃。

（1）试估算塔的操作压力最小为多少？

（2）计算恒沸物的组成。

已知：组分A 和挟带剂S 的饱和蒸汽压分别由下式计算：

ln ../(.)ln ../(.)P T P T P mmHg T K

SA SS Si =??=???????15752727666350501665132940463593 两者活度系数按下列方程估算：

ln .ln .γγA s s x x ==151522

汽相可以作为理想气体处理。

第三章吸收

1、某厂脱乙烷塔顶气体组成如下：

组分 C 2H 6 C 2H 4

C 2H 2 总和公斤分子数 12.6

87.0 0.4 100 拟用丙酮作吸收剂除去其中乙炔，操作压力为18绝对压，操作温度为-20℃，此条件下各组分的相对平衡常数K 为：

K C2H6 =3.25

K C2H4 =2.25 K C2H4 =0.3

乙炔的回收率为0.9995

求：（1）完成此任务所需的最小液气比。

（2）取操作液气比为最小液气比1.83倍所需的理论板数。

（3）各组分的回收率和出塔尾气组成。

（4）进料为100公斤分子/小时，塔顶应加入吸收剂丙酮的用量。

2、气体混合物中的SO 2用水吸收，此时水溶液中发生如下电离过程： SO 2 + H 2O H + + HSO 3- ?→←

吸收温度20o C ，常压操作。试求：当气相中SO 2的mol 分率为0.04时，SO 2 在水中被吸收的平衡总浓度kgSO 2/m 3。

已知上述电离过程的平衡常数为[][][]K H

HSO SO kmol m ==×+??3221710.3/m )，20o

C 时SO 2的溶解度常数。 H atm Kmol SO 206133=./(/

3、一级不可逆反应的化学吸收过程。已知k 1=10-4m/s ，D L =1.5×10-9m 2/s 。试讨论：（1）反应速度常数k 1*高于什么值时，将在液膜中进行快速反应过程；k 1*低于什么值时，将在液流主体中发生慢反应？

（2）如果k 1*=0.1S -1，试问液相主体体积与液膜体积之比α1大于多少，反应方能在液相主体中完成？

（3）如果α1=30，k 1*=0.2S -1，试求增强因子β多大。

4、计算25o C 时，用浓度为0.8Kmol/m 3的NaOH 溶液吸收CO 2 的速率N A 。已知k 1=2×10-4m/s ，CO 2的溶解度常数，气相中CO 2分压p A=105Pa ，扩散系数D AL =D BL =1.5×10-9，k g =3×10-2Kmol/(m 2.s.atm)，反应速率常数k *2=8800m 3/Kmol.S 。（提示：

计算时可首先假设C Ai =p A /H A ，再校正）

。 H Pa Kmol CO 23106=×/(/)m 3

5、某易溶于水的气体A 的亨利系数H A =0.5atm/mole 分率，难溶于水的气体B 的亨利系数H B =50000atm/mole 分率。溶液的mole 密度C M =55.6Kmol/m 3 。

（1）如果是物理吸收，分别计算这两种气体的气膜和液膜阻力之比。此时，k 1=10-3cm/s ，k g =1.67×10-5mol/(cm 2.s.atm)。

（2）试分析对于哪一种气体应用快速反应的化学吸收增强作用会更大些。

6、空气中含有有害杂质A 需要除去，要求其含量由0.1%减至0.02%(mol)，用C B =0.8Kmol/m 3 即（0.8N ）的强酸溶液进行吸收。已知D AL =D BL ，k AL =k BL ，

反应为瞬间反应：A + B → P

试计算逆流吸收的填料层高度。

7、用纯水吸收混合气体中的组分A 。气体中A 的浓度为0.01，塔内的液气比L/G 为10，操作压力P=3.039×105Pa ，

当t ＝10℃，H A ＝2.453Mpa ，尾气中A 的浓度达到0.001。

当t ＝30℃，H A ＝4.852Mpa 。

问：用30℃水吸收时尾气中A 的含量为多少？

思考题

1．气液相平衡系统分几类？各类相应的K i 的计算式怎样？

2．工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条？各自的K i 计算式怎样？

3．应用状态方程计算和的方程相同，那么如何确定算得的结果是和？ L i ?V i ?L i ?V

i ?4．现有乙烷，丙烷和异丁烷组成的三元混合物，采用SRK 状态方程计算它们的相平衡常数K i ,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的K i ?

5．现有乙醇，水，正丙烷组成的三元混合物，采用Wilson 活度系数和Virial 方程计算气相逸度系数，试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的K i ？ 6．何谓真实气体的理想溶液？当气液两相均可作为理想溶液处理时，K i 取决于哪些因素？ 7．以局部组成概念为基础的活度系数方程用来预计多元系的气液平衡，比起Whol 型一类方程有哪些优点？

8．教材介绍的泡点计算的框图用来计算压力不十分高系统泡点十分有效，试分析原因。 9．如何比较简单地判别一个混合物状态？试归纳相态判别的关系式。

10.等温闪蒸计算机的计算，采用目标函数何迭代变量是什么？用它们有什么优点？ 11．构成一个计算机计算的要点是什么？试以Wang －Hanke 法为例进行剖析并由此说明算法的局限性。

12．试推导多级分离过程的MESH 方程组。

13．三对角线的BP 法何SR 法的框图怎样？两法各自适用的物系是哪些？

14．

精馏塔的操作压力的上，下限各由什么因素决定？增大操作压力对分离效果和能耗有何影响？

15．何谓关键组分？精馏分离的多元混合物可能含有哪些组分？

16．有A ，B ，C ，D （以挥发度递减次序排列）四组分组成的料液加入精馏塔中进行分离。试对A ，B:B ，C 或C ，D 是轻重关键组分时，塔在R 下操作时塔中的恒沸区位置进行分析。因为什么组分的变化而引起恒浓区位置的变化？

m 17．估算精馏塔塔顶和塔底产品的量和组成有哪两种方法？各自的基本假定有哪些？

18．试应用教材中推导的s /12α计算式（式2－153）

，说明萃取精馏中溶液的作用。如果原料中两组分的相对挥发度十分接近1，靠加入溶剂的什么作用才可能使s /12α较大地偏离1？ 19．何为萃取精馏溶液剂的选择性？其值是否一定要大于1？

20．萃取精馏捷算法计算溶剂用量，回流比与理论级数的假定有哪些？

21．

预测压强不高时物系恒沸点的基本关系式怎样？一般两组分的沸点差在什么范围内才能形成恒沸物？如何判别计算得到的恒沸物是最低恒沸的，还是最高恒沸的？

22．分别画出恒沸精馏塔塔顶产物是三元非均相恒沸物和两元均相恒沸物的流程。 23．决定恒沸精馏塔塔顶和塔底产物的基本原则有哪几条？

24．实际板和理论板的差异有哪些？AIChE 的效率估算法是如何计及这些差异的？哪些差异尚未考虑到？

25．玻璃Oldshaw 筛板塔测得的板效率与工业规模大塔的什么效率在什么条件下相当？一般此测得的效率比大塔的效率大还是小？为什么？

26.板效率随塔径如何变化？请说明变化的原因。

27．试分析精馏正负系统的适宜工况？

28．N 和N 间如何换算？在什么条件才相等？

T OG 29．化学反应是如何影响吸收相平衡的？当物理溶解量可以忽略时，化学吸收相平衡有何特点？

30．化学吸收速率式中增强因子有哪两种定义？β＝1时，吸收速率是否有所增强？ 31．当吸收速率式表示为Na ＝βk 1（C －C ）时，在溶质A 的气相分压不变的条件下，吸收速率是否增大了Ai 1A β倍？

32．

化学吸收促使传质速率增大的原因是什么？对于气膜控制物系还是液膜控制物系其增强作用更大？

33．如何判别不可逆瞬时反应是气膜控制还是双膜控制？各自的吸收速率式怎样？ 34．归纳教材中讨论的三类不可逆反应化学吸收速率式，并画出相应的溶质在气、液两相中的浓度分布线。

35．

一级不可逆反应的化学吸收，当反应为快反应和慢反应时相应的增强因子如何计算？要使慢反应进行得完善有什么方法？

36．超临界流体得主要特点有哪些？超临界萃取又有哪些特点？

37．泡沫分离吸附技术分成哪几类？泡沫分离各种流程得特点怎样？

38．液膜分离的机理有哪些？

39．超过滤和反渗透在分离原理、推动力、操作条件和应用场合等方面有何相同和相异？ 40．何谓浓度极化？有何危害？

41．超滤膜得两个主要特性是什么？

42．电渗析的膜有何特点？其作用原理怎样？

43．

多元精馏安排的定性原则有哪几条？如果三元料液中有一个组分含量甚少，只要求其余两个组分的产品相当纯洁，试问能否用一个塔将它们分开？如能，请画出流程。

化工分离工程复习题及答案..

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。

分离工程习题解答

［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：

分离工程课后习题答案-刘家祺

分离工程习题第一章 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=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 。 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

化工分离工程试题答卷及参考答案

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。

分离工程考试题库及答案

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

生物分离工程题库+答案

《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；

分离工程课后习题答案_汇总

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

《分离工程》试卷及答案

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。

分离工程习题集及答案

分离工程习题集

目录第一部分填空题 (1) 第二部分选择题 (6) 第三部分名词解释及参考答案 (12) 第四部分问答题及参考答案 (14) 第五部分计算题及参考答案 (18) 第一、第二部分参考答案 (49)

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.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。

2019分离工程考试题库及答案全

2019分离工程考试题库及答案一、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 、流量加合法在求得后，由（ S ）方程求，由（ H ）方程求。 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）。

《生化分离工程》思考题与答案

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？

化工分离工程习题答案模板

分离工程习题第一章 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/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。因此反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 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? F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图

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: （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

化工分离工程Ⅰ期末复习试题库及答案

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。

分离工程试卷及答案

分离工程一、单项选择题(共27空，每空2分，共54分) 1. 按所依据的物理化学原理，传质分离过程可以分为________________分离过程和________________ 分离过程，常见的平衡分离过程有__________________、__________________、_________________。 2. 表征表征能量被利用的程度有两类效率：________________和_________________。要降低分离过程的能耗，提高其___________________效率，就应该采取措施减小过程的有效能损失。有效能损失是由_________________引起的。 3. 泡露点计算是分离过程设计中最基本的汽液平衡计算，按规定哪些变量和计算哪些变量可分为如下四种类型：________________________、________________________、________________________和________________________。 4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有______________、______________、_______________和________________。 5. 多组分多级分离过程严格计算中围绕非平衡级所建立的MERQ 方程分别是指________________________、________________________、________________________和________________________。 6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、________________________________________、 ________________________________________。 7. 理想气体和理想溶液混合物传热速率________________最小分离功，非理想溶液混和物传热速率________________最小分离功，最小分离功的大小标志着_______________。二、不定项选择题（共15小题，每题2分，共计30分） 1. 当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 . 2. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（） A.很高 B.较低 C.只是冷凝过程，无分离作用 D.只是气化过程，无分离作用 3. 设计变量数就是（） A.设计时所涉及的变量数 B.约束数 C.独立变量数与约束数的和 D.独立变量数与约束数的差 4. 在多组分混合物的吸收过程中，不同组分和不同塔段的吸收程度是不同的。（）一般主要在靠近塔顶的几级被吸收，在其余级变化很小。 A.轻关键组分 B.重关键组分 C.轻非关键组分 D.重非关键组分 5. 多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。（） A.1 B.2 C.3 D.4 6. 下列各单元中，( )单元的可调设计变量数为 0，( )单元的可调设计变量数为 1。（） A.混合器 B.分相器 C.分配器 D.再沸器 7. 对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（） A.一定是做为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到 C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品 D.视具体情况而变 8. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（） A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.不一定

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分离工程习题解答模板

［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, 因此汽、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。

化工分离工程习题答案

分离工程习题第一章 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=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 。 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：（1） Nv = 3 ( c+2 ) V-2 F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图