分离工程课后习题答案-刘家祺
化学分离工程课后答案刘嘉琪
化学分离工程课后答案刘嘉琪1、关于前胡，说法正确的有（多选）（）*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案)C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂2、香豆素衍生物最常见的羟基取代位置是（）[单选题] *AC7位(正确答案)BC5位CC3位DC6位3、所有游离香豆素均可溶于热的氢氧化钠水溶液,是由于其结构中存在（）[单选题] * A异戊烯基B酮基C内酯环(正确答案)D酚羟基对位活泼氢4、牛蒡子属于（）[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D黄酮类5、临床用于上呼吸道抗菌消炎的是（）[单选题] *A穿心莲内酯(正确答案)B青蒿素C莪术醇D薄荷脑6、E何首乌(正确答案)下列不含蒽醌类成分的中药是（）* A丹参(正确答案)B决明子C芦荟D紫草(正确答案)7、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是（）[单选题] * A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)8、E与水任意比例相溶(正确答案)不耐热成分不宜采用的提取方法是（）* A浸渍法B渗漉法C煮法(正确答案)D回流提取法(正确答案)9、挥发油可析出结晶的温度是（）[单选题] *A0～-20℃(正确答案)B0～10℃C0～20℃D0～15℃10、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目11、挥发油的溶解性难溶于（）[单选题] *A水(正确答案)B乙醇C石油醚D乙醚12、二萜的异戊二烯单位有（）[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个13、由两个苯环通过三碳链相互连接成的具有6C-3C-6C基本骨架的一系列化合物是（）[单选题] *A苷类B黄酮类(正确答案)C醌类D生物碱类14、纸色谱是分配色谱中的一种，它是以滤纸为（），以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
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 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii 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≈=++=∑=∑∴iii 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。
分离工程习题完整答案
第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。
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. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。
3. 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。
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. 固有分离因子是根据（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。
6. 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）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i 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。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。
12. 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），（用蒸馏塔）。
13. 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。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。
15. 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。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。
19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。
2012分离工程习题解答及思考题
xD ,i = d i / D
xB ,i = bi / B
0.0113 0.5412 0.1919 0.1891
0.00 0.00 0.00 0.00
分离工程习题及解答
-4-
分离工程习题及解答
-5-
第二部分： 1） 组分 Xf i Xd i Xb i 丙烯 0.7811 0.997 0.05 丙烷 0.2105 0.003 0.914 异丁烷 0.0084 / 0.037
对丙烯物料衡算： FXf i = DXd i + BXbi 100×0.7811 = 0.997×D + (100-D) ×0.05 解得：D = 77.2 mol B = F – D =22.8 mol
=
lg(
0.997 0.914 × ) 0.003 0.05 = 76块 lg1.12184
4）求实际回流比（R）
理论板数不变：N = 96 块
吉利兰关联式（2 −140） 已知：Rm , N , N m ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → R = 25
5）能耗
V2 ( R2 + 1) D2 (24.53 + 1) × 77.2 = = = 1.195 V1 ( R1 + 1) D1 (20.3 + 1) × 77.4
分离工程习题及解答
-1-
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 塔顶产品 塔底产品 进料 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 92oC，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： 苯 0.995 0.005 0.600 甲苯 0.005 0.744 0.300 二甲苯 0 0.251 0.100
分离工程第二章第一次作业参考答案
解：普通双组分精馏塔c=2
如右图所示：共六个单元
单元
全凝器
C+4=6
回流分配器
C+4=6
N-(M+I)级平衡串级
2c+(N-M-1)+5=N-M-1+9
进料级
3c+7=13
（M-)级平衡串级
（2）N+2个压力等级；
所以：Niu=6
2、确定下图吸收-解吸流程的设计变量数
2c+(M-1)+5=M-1+9
再沸器
C+4=6
合计
10c+N+2Fra bibliotek=N+47
由于联结各单元共有9股物流，及n=9，没有串联重复单元，及Nr=0。所以
即Niu=N+11
固定设计变量Niu:（1）一股进料，c+2-1=3（加料压力与塔压相同，当某一进料的压力和进入单元的压力相等时，则在进料变量总数中减1）
《分离工程》思考题及习题（整理）（1）
《分离工程》思考题及习题（整理）（1）《生化分离工程》思考题及习题第一章绪论2、生化分离工程有那些特点？3、简述生化分离过程的一般流程？第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？3、发酵液中去除杂蛋白的原因是什么？方法主要有那些？7、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？第三章细胞破碎法1、革兰氏阳性菌和阴性菌在细胞壁在组成上有何区别？2、细胞破碎主要有那几种方法？3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？4、何谓化学破碎法？其原理是什么？包括那几种？5、何谓酶法破碎法？有何特点？常用那几种酶类？第四章萃取分离法1、何谓溶媒萃取？其分配定律的适用条件是什么？2、在溶媒萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取？3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？5、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D, 现用醋酸丁酯进行多级萃取。
已知平衡常数K=57.0，料液流量450升/时，有机相流量20升/时。
为达到此抗生素收率为98%的要求，需要多少级的萃取过程？(计算题)8、何谓双水相萃取？双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？9、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？第五章沉淀分离法1）何谓盐析沉淀？其沉淀机理是什么？有何特点？2) 生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？3) 何谓分步盐析沉淀？4）何谓等电点沉淀？其机理是什么？pH是如何影响pI的？第六章吸附分离法1、吸附作用机理是什么？2、吸附法有几种？各自有何特点？5、已知80g的活性炭最多能吸附0.78 mol腺苷三磷酸（ATP），这种吸附过程符合兰缪尔等温线。
其中b=2.0×10E3mol/L,请问在1.2L的料液浓度为多少时才能使活性炭吸附能力达90%? （计算题）★第七章离子交换法1、何谓离子交换法（剂）?一般可分为那几种?2、离子交换剂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？3、pH值是如何影响离子交换分离的？5、在离子交换层析分离过程中，离子交换剂是如何选择的？6、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么？7、软水、去离子水的制备工艺路线？★第八章膜分离技术2）膜在结构上可分为那几种？膜材料主要用什么？3）简述微滤、超滤、纳滤及反渗透膜在膜材料、结构、性能、分离机理及其应用等方面的异同点5）何谓浓差极化现象？它是如何影响膜分离的？减少浓差极化现象的措施？6）膜的清洗及保存方法有那几种？7）膜分离设备按膜组件形式可分为几种？相比较的优缺点？第九章层析技术1）何谓色层分离法？可分为那几大类？4）何谓亲和色层分离法？亲和力的本质是什么？亲和色层中常用的亲和关系有那几种？5）何谓疏水作用层析？其最大的特点是什么？6）凝胶层析的原理是什么？何谓排阻极限？第十章电泳技术2、聚丙稀酰胺凝胶电泳的原理什么？影响其操作的因素主要有那些？3、SDS聚丙稀酰胺凝胶电泳原理是什么？有何应用？第十一章结晶法2、何谓过饱和度？饱和度形成有那几种方法？4、结晶法与沉淀法相比较有何区别？综合题1、已知某一氨基酸G是一酸性氨基酸，水溶性随温度升高而升高，pI=6.2，在中性和酸性条件下较稳定。
分离工程施工第一章作业参考答案
1、说明分离过程与分离工程的区别？答：分离过程：是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作；分离工程：是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学，研究分离过程中分离设备的共性规律，是化学工程学科的重要组成部分。
2、实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么？答：前者是根据实际产品组成而计算，后者是根据平衡组成而计算。
两者之间的差别用级效率来表示。
错误：固有分离因子与分离操作过程无关3、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度？答：分离因子的大小与1相差越远，越容易分离；反之越难分离。
4、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。
通常，分离混合物优先选择能量媒介（ESA）方法。
5、按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为哪两类？答：平衡分离过程：采用平衡级（理论板）作为处理手段，利用两相平衡组成不相等的原理，即达到相平衡时，原料中各组分在两个相中的不同分配，并将其它影响参数均归纳于级效率之中，如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。
速率分离过程：通过某种介质，在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下，依靠传递速率的差别来操作，而把其它影响参数都归纳于阻力之中。
如超滤、反渗透和电渗析等。
通常，速率控制过程所得到的产品，如果令其互相混合，就会完全互溶。
8对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。
(1)列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质：沸点、熔点、临界温度、临界压力、偏心因子、偶极矩等，利用哪些性质的差别进行该二元物系的分离是最好的？(2)为什么使用精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的？(3)为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯？(1)熔点、偶极矩(2)沸点接近，相对挥发度太小(3)凝固点、偶极矩相差较大，故可采用熔融结晶、吸附法进行分离。
分离工程习题完整答案
第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。
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. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。
3. 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。
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. 固有分离因子是根据（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。
6. 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）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i 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。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。
12. 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），（用蒸馏塔）。
13. 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。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。
15. 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。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。
19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。
分离工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
分离工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下萃取设备中，哪些是没有外加机械能量输入的？参考答案:喷淋塔2.闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度。
参考答案:较低3.下列哪一个过程不是闪蒸分离过程。
参考答案:纯组分的蒸发4.Gilliland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？参考答案:压力5.某连续精馏塔的进料、馏出液、釜液组成以及平均条件下各组分对重关键组分的平均相对挥发度如下：【图片】进料为饱和液体进料。
通过计算判断，所需最少理论板数Nm最接近以下哪一项？参考答案:106.等温闪蒸过程计算，是针对【图片】和【图片】的混合进料而进行的。
参考答案:错误7.采用特殊精馏的目的在于实现分离、降低能耗？参考答案:正确8.溶剂的关键作用是引起了待分离的两关键组分间活度系数的变化。
参考答案:正确9.根据从同系物中选择的原则，萃取溶剂最好与塔釜组分形成理想溶液，也就是说，应该选择沸点较高的关键组分对应的同系物。
参考答案:错误10.恒沸精馏可用于________操作，萃取精馏可用于________操作。
参考答案:连续和间歇、连续11.萃取精馏中，溶剂浓度越高，则？参考答案:分离效果越好_生产能力下降12.多组分精馏料液中，含有非分布的重组分和轻、重关键组分，塔在最小回流比操作时，塔中将只出现一个加料板恒浓区，即加料板恒浓区。
参考答案:错误13.在萃取精馏中，所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有_____偏差的非理想溶液，与塔釜馏出组份形成具有_____偏差的溶液。
参考答案:正、负或无14.加盐精馏的原理与哪种特殊精馏最为类似？参考答案:萃取精馏15.膜分离过程中，浓差极化有时是有利的。
参考答案:错误16.对于超滤等膜分离过程，可以用截留率表征其分离效率。
参考答案:正确17.现在工业实用中的反渗透膜，其微观结构是以下哪些种类？参考答案:复合膜_不对称膜18.以下哪些是过滤式的膜分离过程？参考答案:微滤19.M-V近似解法求解扩散模型时，将轴向混合的影响归类到传质单元高度的变化上，表观传质单元高度分为“真实”传质高度和分散单元高度两部分。
分离工程第二章部分课后题答案
5.由于绝大部分体系是非理想溶液，为进行定量的热力学分析与计算，溶液中的各组分浓度必须以活度代替。
由正辛烷(1)、乙苯(2)和2-乙氧基乙醇(3)所组成的溶液，其组成为: x 1=0.25 (均为摩尔分数)，x 2= 0.52， x 3= 0.23，试求总压为0. 1MPa 达到平衡时该溶液中各组分的活度系数。
已知: 0. 1MPa 时有关各端值常数如下。
A 12= 0. 085,A 21= 0.085， A 23= 0.385，A 32= 0. 455， A 13=0. 700， A 31= 0.715，c=-0.03。
解：ln γ1=x 22[A 12+2x 1(A 21−A 12)]+x 32[A 13+2x 1(A 31−A 13)]+x 2x 3[A 21+A 13−A 32+2x 1(A 31−A 13)+2x 3(A 32−A 23)−c (1−2x 1)]=0.1064γ1=1.1123ln γ2=x 32[A 23+2x 2(A 32−A 23)]+x 12[A 21+2x 2(A 12−A 21)]+x 3x 1[A 32+A 21−A 13+2x 2(A 12−A 21)+2x 1(A 13−A 31)−c (1−2x 2)]=0.0198γ2=1.0200ln γ3=x 12[A 31+2x 3(A 13−A 31)]+x 22[A 32+2x 3(A 23−A 32)]+x 1x 2[A 13+A 32−A 21+2x 3(A 23−A 32)+2x 2(A 32−A 23)−c (1−2x 3)]=0.3057γ3=1.35767.若要将上题中甲醇与醋酸甲酯的均相共沸物用水作萃取剂将其分离，需计算醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度。
系统温度为60°C，已知醋酸甲酯(1)-甲醇(2)-水(3)三元体系各相应二元体系的端值常数A 12= 0.447, A 21= 0.411，A 23=0.36，A 32= 0.22, A 13=1.3，A 31= 0.82， 醋酸甲酯和甲醇的饱和蒸气压p 10= 0.1118MPa ， p 20= 0. 0829MPa ，试用三元Margules 方程来推算出在60°C 时x 1=0.1, x 2=0.1, x 3= 0.8 (均为摩尔分数)的三元体系中醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度a 12。
分离工程课后习题答案刘家祺
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/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。
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 )（2）Nc 物 c能 1相 c内在(P，T) 2Nc = 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011.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9c+11=7+11=18N a u 串级单元 1传热 1合计 2N V U = N x u+N a u = 20附加变量：总理论板数。
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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 -2F z iT F P FV , y i ,T v , P vL , 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011.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=18N 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 = 47N a u 3+1+1+2 = 7 N v u = 54进料，227K ，2068kP a组分N 2C 1C 2C 3C 4C 5C 6K m ol/h1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物底产物92习题6附图设计变量：回流比，馏出液流率。
第二章4.一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：kPa P s 24.1561= ；kPa P s 28.632= ；kPa P s 88.263= 由式(2-36)得：562.11=K ；633.02=K ；269.03=K781.01=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==∑iy 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： 5.807 13=α ； 2.353 23=α ；000.133=α组分i苯(1) 甲苯(2) 对二甲苯(3) ∑i x0.50 0.25 0.25 1.000 ij α5.8072.3531.000 i ij x α2.9035 0.58830.2500 3.7418 ∑⋅⋅iij iij x x αα 0.7760 0.15720.06681.0000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 5110569.1⨯=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⨯=569.11010569.15511=⨯==P P K s ；6358.022==PP K s2702.033==PP K s011.125.06358.025.02702.05.0596.1=⨯+⨯+⨯=∑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 =0.62813K =0.266519997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑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 =0.2702807.513=α，353.223=α，133=α∑=⨯+⨯+⨯=74.325.0125.0353.25.0807.5i i x α.174.325.0174.325.0353.274.35.0807.5=⨯+∑∑⨯+⨯=∑=ii 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=⨯=y11.组成为60%(mol)苯，25%甲苯和15%对二甲苯的100kmol 液体混合物，在101.3kPa 和100℃下闪蒸。
试计算液体和气体产物的量和组成。
假设该物系为理想溶液。
用安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 315.1791=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 =377.83K65.0076.36483.377076.3643731=--=ψ()()()∑=-ψ+-=ψ040443.011111i i i K K z f()()()[]∑-=-ψ+--=ψ414.01112121'i i i K K z f()7477.01'112=ψ-ψ=ψf()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 。
12.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 。
14.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)组分 正己烷 正庚烷 正辛烷 z i 0.45 0.25 0.30 K i1.920.880.41组分 流率，mol/h氢 200 甲烷 200 苯 50 甲苯10()11-ψ+i ii K0.2836 -0.0319 -0.2511()()∑≈=-ψ+-00006.0111iii 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%。
第三章12.在101.3Kpa 压力下氯仿(1)-甲醇(2)系统的NRTL 参数为： 12τ=8.9665J/mol ，12τ=-0.83665J/mol ，12α=0.3。