华东理工大学分离工程期末复习题及参考答案

华东理工大学网络教育学院
（全部答在答题纸上，请写清题号，反面可用。

试卷与答题纸分开交）
分离工程_202210_模拟卷1
一、填空题（共10题,每题3分,共30分）
1. 分离过程是________________的逆过程，因此需加入________________来达到分离目的。

（3分）
.2. 分离剂可以是____________________或____________________，有时也可两种同时应用。

（3分）
.3. 图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为____________________________________________________________________________ ________________________________________________________。

（3分）
.4. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设________________________。

（3分）
.5. 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）
.6. 设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示________________________________。

（3分）
.7. 恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点________________以上。

（3分）
.8. 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。

（3分）
.9. 三对角矩阵法沿塔流率分布假定为________________。

（3分）
.10. 吸收因子A________于平衡常数。

（3分）
.
二、选择题（共5题,每题2分,共10分）
1. 下列哪一个是速率分离过程（）。

（2分）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
2. 下列哪一个不是均相恒沸物的特点（）。

（2分）
A.气化温度不变
B.气化时气相组成不变
C.活度系数与饱和蒸汽压成反比
D.冷凝可以分层
3. 当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（）。

（2分）
A.提高进料量
B.降低回流比
C.提高塔压
D.提高回流比
4. 萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在（）。

（2分）
A.塔的底部
B.塔的中部
C.塔的项部5. 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（）。

（2分）
A.提高压力
B.升高温度
C.增加液汽比
D.增加塔板数
三、判断题（共10题,每题1分,共10分）
1. 共沸精馏：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体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。

（）（1分）( )
.2. 绝对吸收率是指被吸收的组分的量占进料中的量的分率。

（）（1分）( )
.3. 膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对混合物进行分离、提纯和富集的方法。

（）（1分）( )
.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增加塔板数。

（）（1分）( )
.5. 对多组分物系的分离，应将最困难分离或分离要求高的组分放在最后进行分离。

（）（1分）( )
.6. 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。

（）（1分） ( )
.7. 在一定温度和组成下，A，B混合液的总蒸汽压力为P，若P> P A S，且P> P B S，则该溶液形成最低沸点的恒沸物。

（）（1分） ( )
.8. 萃取剂的选择性是指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。

（）（1分）( )
.9. 渗透是指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渗透。

（）（1分）( )
.10. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的，且，则该进料状态为过热蒸汽。

（）（1分）( )
.
四、简答题（共3题,每题10分,共30分）
1. 采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品，需几个塔？如何安排这些塔的序列？（10分）
2. 叙述用简捷法作萃取精馏过程理论板数的步骤。

（10分）
3. 简述精馏过程最小回流时和全回流时的特点。

（10分）
五、计算题（共2题,每题10分,共20分）
1. 乙醇-苯-水系统在101.3kPa，64.86℃形成恒沸物，其组成为2
2.8mol%乙醇，5
3.9mol%苯和23.3mol%水，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6
4.86℃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。

（10分）
2. 第一段甲烷塔的进料组成和在塔压与平均温度下各组分的如下
要求塔底乙烯的回收率为93.4%，塔顶甲烷回收率为98.9%，试确定：（1）关键组分，非关键组分，分配组分，非分配组分；（2）按清晰分割预算塔顶釜液的流量和组成；（3）若为非清晰分割，试叙述计算方法和步骤。

（10分）
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（全部答在答题纸上，请写清题号，反面可用。

试卷与答题纸分开交）
分离工程_202210_模拟卷1
一、填空题（共10题,每题3分,共30分）
1. 分离过程是________________的逆过程，因此需加入________________来达到分离目的。

（3分）
.★标准答案：1. 混合过程;2. 分离剂;
2. 分离剂可以是____________________或____________________，有时也可两种同时应用。

（3分）
.★标准答案：1. 能量ESA;2. 物质MSA;
3. 图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为_________________________________________________________________________ ___________________________________________________________。

（3分）
.★标准答案：1. 三组分物系中，xA与xS的比值与共沸物中组分A与组分B的相对量一样;
4. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设________________________。

（3分）
.★标准答案：1. 萃取剂回收段;
5. 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）
.★标准答案：1. 分离因子;2. 固有分离因子;
6. 设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示________________________________。

（3分）
.★标准答案：1. Ni=Nv-Nc;7. 恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点________________以上。

（3分）
.★标准答案：1. 大10K;
8. 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。

（3分）
.★标准答案：1. 汽液相平衡;2. 板效率;
9. 三对角矩阵法沿塔流率分布假定为________________。

（3分）
.★标准答案：1. 恒摩尔流;
10. 吸收因子A________于平衡常数。

（3分）
.★标准答案：1. 反比;
二、选择题（共5题,每题2分,共10分）
1. 下列哪一个是速率分离过程（）。

（2分）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
.★标准答案：C
2. 下列哪一个不是均相恒沸物的特点（）。

（2分）
A.气化温度不变
B.气化时气相组成不变
C.活度系数与饱和蒸汽压成反比
D.冷凝可以分层
.★标准答案：D
3. 当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（）。

（2分）
A.提高进料量
B.降低回流比
C.提高塔压
D.提高回流比
.★标准答案：D
4. 萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在（）。

（2分）
A.塔的底部
B.塔的中部
C.塔的项部
.★标准答案：A
5. 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（）。

（2分）
A.提高压力
B.升高温度
C.增加液汽比
D.增加塔板数
.★标准答案：A
三、判断题（共10题,每题1分,共10分）
1. 共沸精馏：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体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。

（）（1分） ( )
.★标准答案：错误
2. 绝对吸收率是指被吸收的组分的量占进料中的量的分率。

（）（1分）( ) .★标准答案：正确
3. 膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对混合物进行分离、提纯和富集的方法。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
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增加塔板数。

（）（1分）( )
.★标准答案：错误
5. 对多组分物系的分离，应将最困难分离或分离要求高的组分放在最后进行分离。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
6. 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。

（）（1分）( )
.★标准答案：正确
7. 在一定温度和组成下，A，B混合液的总蒸汽压力为P，若P> P A S，且P> P B S，则该溶液形成最低沸点的恒沸物。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
8. 萃取剂的选择性是指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。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
9. 渗透是指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渗透。

（）（1分） ( )
.★标准答案：错误
10. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的，且，则该进料状态为过热蒸汽。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
四、简答题（共3题,每题10分,共30分）
1. 采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品，需几个塔？如何安排这些塔的序列？（10分）
★标准答案：采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品，需C-1个塔。

安排分离流程的一些经验规则:（1）首选分离方法为能量分离剂的方法，其次选用是使用分离剂的方法；（2）易分离的组分先分；（3）易挥发组分先分（直接分离序列）；（4）尽可能对分，（料液的等摩尔分割）；（5）量多的组分先分；（6）分离要求高和最困难分离的组分后分；（7）有特殊组分的要先分。

2. 叙述用简捷法作萃取精馏过程理论板数的步骤。

（10分）
★标准答案：（1）选定关键组分，（2）由分离要求，进行物料衡算，求得塔顶、塔釜的组成（3）计算萃取剂用量，并决定加料板，塔顶、塔釜的泡点温度（4）求各组分的相对挥发度（5）由Fenske公式计算（6）计算最小
回流比（7）由用Gilliland图求N。

3. 简述精馏过程最小回流时和全回流时的特点。

（10分）
★标准答案：最小回流比是精馏的极限情况之一，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。

五、计算题（共2题,每题10分,共20分）
1. 乙醇-苯-水系统在101.3kPa，64.86℃形成恒沸物，其组成为2
2.8mol%乙醇，5
3.9mol%苯和23.3mol%水，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6
4.86℃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。

（10分）
★标准答案：在等温等压条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为
设为理想溶液，，若
2. 第一段甲烷塔的进料组成和在塔压与平均温度下各组分的如下
要求塔底乙烯的回收率为93.4%，塔顶甲烷回收率为98.9%，试确定：（1）关键组分，非关键组分，分配组分，非分配组分；（2）按清晰分割预算塔顶釜液的流量和组成；（3）若为非清晰分割，试叙述计算方法和步骤。

（10分）★标准答案：（1）关键组分为乙烯和甲烷，非关键组分为H2、C2H6、C3H6；按清晰分割，非分配组分为乙烯和甲烷，分配组分为H2、C2H6、C3H6；非清晰分割，非分配组分为所有组分。

（2）设进料量为100 Kmol/h，D=1000.128+1000.2512 98.9%+1000.231(1-93.4%)=39.618 Kmol/h，W=100-39.618=60.382 Kmol/h。

其它组成为
塔顶
H2
CH4
C2H4
塔釜
CH4
C2H4
C2H6
C3H6
（3）若为非清晰分割，则假定在一定回流操作时，各板的组成与回流比操作是相同，用芬斯克公式反算塔顶塔釜组成，其计算步骤为
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（全部答在答题纸上，请写清题号，反面可用。

试卷与答题纸分开交）
分离工程_202210_模拟卷2
一、填空题（共10题,每题3分,共30分）
1. 分离因子表示任一分离过程所达到的________________，其定义为________________。

（3分）
.2. 常见复杂分离塔流程有________________，________________，________________。

（3分）
.3. 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。

（3分）
.4. 若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑K iZi>1时，其相态为________________。

（3分）.5. 透过曲线是分析________得到的。

（3分）
.6. 逸度是____________压力。

（3分）
.7. 在多组分精馏中塔底温度是由________方程求定的。

（3分）
.8. 恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点________________以上。

（3分）
.9. 吸收过程主要在________________________完成的。

（3分）
.10. 物理吸附选择性________ （3分）
.
二、选择题（共5题,每题2分,共10分）
1. 下列哪一个是速率分离过程（）。

（2分）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
2. 设计变量数就是（）。

（2分）
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
3. 气液两相处于平衡时（）。

（2分）
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
4. 最高恒沸物，压力增加使恒沸组成中汽化潜热小的组分（）。

（2分）
A.增加
B.不变
C.减小
5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（）。

（2分）
A.饱和液相
B.过热蒸汽
C.饱和蒸汽
D.气液两相
三、判断题（共10题,每题1分,共10分）
1. 膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对混合物进行分离、提纯和富集的方法。

（）（1分）( )
.2. 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。

（）（1分） ( )
.3. 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增加吸收剂用量。

（）（1分）( )
.4. 设计变量数是指设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的和。

（）（1分）( )
.5. 热力学效率是指可逆功与实际功的比值。

（）（1分）( )
.6. 当两个难挥发组分为关键组分时，则应从塔顶往下为起点进行逐板计算。

（）（1分）( )
.7. 常用于吸收过程的相平衡表达式为l=Av，在低温或高压操作下有利于吸收。

（）（1分）( )
.8. 吸收因子：平衡线的斜率（KI）与操作线的斜率（L/V）的比值。

（）（1分）( )
.9. 从塔釜往上逐板计算时，若由提馏段操作线方程计算的(x L/x H)j+1比由精馏段操作线方程计算的更大，则加料板为j板。

（）（1分）( )
.10. 绝对吸收率是指被吸收的组分的量占进料中的量的分率。

（）（1分）( )
.
四、简答题（共3题,每题10分,共30分）
1. 萃取精馏塔如果不设回收段，把萃取剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什么后果，为什么？（10分）
2. 什么是是分离因子，叙述分离因子的特征和用途？（10分）
3. 叙述用简捷法作萃取精馏过程理论板数的步骤。

（10分）
五、计算题（共2题,每题10分,共20分）
1. 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：（1）含苯44%的苯-甲苯溶液；（2）含苯5%的苯-甲苯溶液；假设溶液为理想溶液，环境温度为20℃。

（10分）
2. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成在吸收塔内操作压为1Mpa操作温度为308K下的相平衡常数如下：
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%时所需的理论板数。

设计上述吸收操作流程。

（10分）
华东理工大学网络教育学院
（全部答在答题纸上，请写清题号，反面可用。

试卷与答题纸分开交）
分离工程_202210_模拟卷2
一、填空题（共10题,每题3分,共30分）
1. 分离因子表示任一分离过程所达到的________________，其定义为________________。

（3分）
.★标准答案：1. 分离程度;2. ;
2. 常见复杂分离塔流程有________________，________________，________________。

（3分）
.★标准答案：1. 多股进料;2. 侧线采出;3. 设中间冷凝或中间再沸器;
3. 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。

（3分）
.★标准答案：1. 汽液相平衡;2. 板效率;
4. 若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时，其相态为________________。

（3分）.★标准答案：1. 气液两相;
5. 透过曲线是分析________得到的。

（3分）
.★标准答案：1. 时间;
6. 逸度是____________压力。

（3分）
.★标准答案：1. 修正的;
7. 在多组分精馏中塔底温度是由________方程求定的。

（3分）
.★标准答案：1. 泡点;8. 恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点________________以上。

（3分）.★标准答案：1. 大10K;
9. 吸收过程主要在________________________完成的。

（3分）
.★标准答案：1. 塔顶釜两块板;
10. 物理吸附选择性________ （3分）
.★标准答案：1. 不强;
二、选择题（共5题,每题2分,共10分）
1. 下列哪一个是速率分离过程（）。

（2分）
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离
D.离心分离
.★标准答案：C
2. 设计变量数就是（）。

（2分）
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
.★标准答案：B
3. 气液两相处于平衡时（）。

（2分）
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
.★标准答案：C
4. 最高恒沸物，压力增加使恒沸组成中汽化潜热小的组分（）。

（2分）
A.增加
B.不变
C.减小
.★标准答案：A
5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（）。

（2分）
A.饱和液相
B.过热蒸汽
C.饱和蒸汽
D.气液两相
.★标准答案：D
三、判断题（共10题,每题1分,共10分）
1. 膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对混合物进行分离、提纯和富集的方法。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
2. 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。

（）（1分）( )
.★标准答案：正确
3. 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增加吸收剂用量。

（）（1分） ( )
.★标准答案：正确
4. 设计变量数是指设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的和。

（）（1分） ( )
.★标准答案：错误
5. 热力学效率是指可逆功与实际功的比值。

（）（1分）( )
.★标准答案：正确
6. 当两个难挥发组分为关键组分时，则应从塔顶往下为起点进行逐板计算。

（）（1分）( )
.★标准答案：正确
7. 常用于吸收过程的相平衡表达式为l=Av，在低温或高压操作下有利于吸收。

（）（1分）( )
.★标准答案：正确8. 吸收因子：平衡线的斜率（KI）与操作线的斜率（L/V）的比值。

（）（1分）
( )
.★标准答案：错误
9. 从塔釜往上逐板计算时，若由提馏段操作线方程计算的(x L/x H)j+1比由精馏段操作线方程计算的更大，则加料板为j板。

（）（1分）( )
.★标准答案：错误
10. 绝对吸收率是指被吸收的组分的量占进料中的量的分率。

（）（1分）( ) .★标准答案：正确
四、简答题（共3题,每题10分,共30分）
1. 萃取精馏塔如果不设回收段，把萃取剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什么后果，为什么？（10分）
★标准答案：在萃取精馏中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产品。

2. 什么是是分离因子，叙述分离因子的特征和用途？（10分）
★标准答案：分离过程分离某种混合物成为不同产品的过程，是个熵减小的过程，不能自发进行，因此需要外界对系统做功（或输入能量）方能进行。

分离因子表示任
一分离过程所达到的分离程度分离因子与1相差越远，则可达到有效的分离。

，则表示组分i及j之间并没有被分离；，组分i富集于1相，而组分j富集于2相；，组分i富集于2相，而组分j富集于1相。

3. 叙述用简捷法作萃取精馏过程理论板数的步骤。

（10分）
★标准答案：（1）选定关键组分，（2）由分离要求，进行物料衡算，求得塔顶、塔釜的组成（3）计算萃取剂用量，并决定加料板，塔顶、塔釜的
泡点温度（4）求各组分的相对挥发度（5）由Fenske公式计算（6）计算最小回流比（7）由用Gilliland图求N。

五、计算题（共2题,每题10分,共20分）
1. 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：（1）含苯44%的苯-甲苯溶液；（2）含苯5%的苯-甲苯溶液；假设溶液为理想溶液，环境温度为20℃。

（10分）
★标准答案：在等温等压条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为
若
（1）
（2）
2. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成在吸收塔内操作压为1Mpa操作温度为308K下的相平衡常数如下：
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%时所需的理论板数。

设计上述吸收操作流程。

（10分）
★标准答案：关键组分为异丁烷
（1）（2）由于关键组分为重组分，故可选择吸收蒸出塔，流程如下。