分离工程期末习题

一、填空题（每空2分，共30分）

1．相对挥发度依次降低顺序排列的混合物ABCDEFG分离，要求馏出液中D组

分的浓度≤2.5mol%，釜液中C组分的浓度≤5.0mol%，则轻关键组分

是，重关键组分是。假定为清晰分割，则馏出液中的组分

为 ,釜液中的组分为。

2．利用状态方程法计算汽液相平衡常数K i的公式为；活度系数法

计算汽液相平衡常数的通式是，当汽相为理想气体，液相

为非理想溶液时，活度系数法计算汽液相平衡常数的通式简化

为。

3．萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点：

和，当原有两组分的沸点接近，非理想性不大时，加入溶剂主要目

的是。

4．多组分多级分离严格计算平衡级的理论模型，简称为

方程，分别是、、和

方程。

二、选择题（每题1分，共10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，即速率分离过程和（ C ）两大类。

A．机械分离；B．膜分离；C．平衡分离。

2．在多组分精馏中，最小回流比下由于非关键组分的存在使塔中出现（ C ）个恒浓区。

A．3； B．2； C．1； D．4。

3.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸

物的系统，如向这种溶液中加入一种新组分，该新组分和被分离系统中的一

个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏称为（ D ）。

A.热泵精馏；B．萃取精馏； C．普通精馏；D．共沸精馏。

4．多组分吸收和精馏同属于传质过程，多组分吸收过程中，对操作起关键作用的关键组分有（ C ）个。

A．2； B．3； C．1； D．0。

5．萃取塔内两相之间的相际传质面积愈大，传质效率（ B ）。

A．愈大； B．愈小； C．不变； D．先增大后减小。

6．在给定温度下进行闪蒸计算时，先需核实闪蒸问题是否成立，可采用泡点方

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程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度，如果闪 蒸温度（ ）泡露点温度，则闪蒸问题成立。 A ．大于； B ．介于； C ．小于； D ．不等于。 7．对含水系统，（B ）活度系数方程常比其它活度系数方程更好。 A ．UNIQUAC ； B ．NRTL ； C ．Wilson ； D ．Margules 。 8．多组分精馏中，如果有轻非关键组分存在，当要求轻关键组分的回收率高时，馏出液中所有（ ）的组成能准确估计。 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 9．装置可以由若干个单元组成，因此由组成装置的各个单元的设计变量数和单元间的关系计算装置的设计变量数N i U =（ ）。 A ．U e U

i i r c N N N N =+-； B ．U e U i i r c i

N N N N =+-∑；C ．U U i r c N N N =-；

D 。U e

i i i

N N =∑ 。 10．若在精馏塔内分离三组分abc 时，其中a 轻关键组分，b 重关键组分，c

重组分，那么在精馏塔内的浓度分布曲线上，（ ）组分会出现极大值。

A ．b

B ．c 和b

C ．a

D ．a 和b

三、简答题（每题5分，共20分）

1．简述与传统萃取过程相比超临界流体萃取的优势。

2． 2.简要说明在多组分多级分离的严格计算中，泡点法（BP 法）和流率加和法（SR 法）各自适用于那种分离塔的计算，并列出这两种算法的优点。

3．写出精馏过程热力学效率的定义式；并阐述精馏过程的主要节能技术。 4．对于普通精馏塔所组成的塔序，确定塔序的经验法包含的主要规则有哪些？ 四、计算题 （共40分） 1.在一精馏塔中分离苯（B ）、甲苯（T ）、二甲苯（X ）和异丙苯（C ）四元混合物，进料量100kmol/h ，进料组成z B =0.2，z T =0.3，z X =0.1，z C =0.4（摩尔分数）。塔顶采用全凝器，饱和液体回流。相对挥发度数据为：αBT =2.25，αTT =1.0，αXT =0.33，αCT =0.21。规定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为99.7%。求最少理论板数和全回流操作下的组分分配。（10分） 2.分离苯（B ）、甲苯（T ）和异丙苯（C ）的精馏塔，塔顶采用全凝器，分析釜

液组成x B =0.1,x T =0.3, x C =0.6（摩尔分数）。蒸发比V /

/W=1.0。假设为恒摩

尔流。相对挥发度为：αBT =2.5，αTT =1.0，αCT =0.21。求再沸器以上一板的下流

液体的组成。（12分）

3．已知原料气组成为：(取100kmol/h进料为计算基准)

组分 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 n-C6H14

y0（摩尔分数）0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045

k i 17.4 3.75 1.3 0.56 0.4 0.18 0.144 0.056

现拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式吸收塔中进行吸收,平均吸收温度为38℃,压力为1.013MPa, 如果要求i- C4H10的回收率为92%.试计算（18分）

（1）试写出吸收因子的定义式及影响吸收因子的因素。（5分）

（2）为完成此任务所需的最小液气比。（3分）

（3）操作液气比为最小液气比的1.2倍时所需的理论板数。（5分）

（4）各组分的吸收率和离塔尾气的数量和组成。（5分）

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