分离工程习题解答
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 0.280.126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。
(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。
分离工程试题及答案
分离工程试题及答案一、选择题1.以下哪个不是分离工程的主要目标？A.分离固体和液体B.分离固体和气体C.分离液体和气体D.分离化学物质答案：D2.分离工程中常用的一种方法是？A.蒸馏B.结晶C.萃取D.过滤答案：A3.以下哪个过程不属于固体分离工程？A.沉淀B.离心C.过滤D.萃取答案：D4.分离工程的主要原理是根据物质的什么性质进行分离？A.化学性质B.物理性质C.生物性质D.机械性质答案：B5.下列哪个设备不属于分离工程中常用的设备？A.蒸馏塔B.过滤器C.离心机D.反应釜答案：D二、填空题1.分离工程的目的是将不同物质进行_______。
答案：分离2.常用的固体分离方法有________、过滤等。
答案：沉淀3.蒸馏是根据物质的_______性质进行分离的。
答案：沸点4.离心技术是利用物质的_______差异进行分离的。
答案：密度5.过滤器是用来分离_______和液体的设备。
答案：固体三、简答题1.请简述固体分离工程的常用方法。
答：固体分离工程的常用方法包括沉淀、过滤等。
沉淀是利用物质在溶液中形成固体颗粒的性质进行分离，通过让固体颗粒在溶液中聚集形成沉淀，然后通过过滤将沉淀分离出来。
过滤是通过筛选或者滤纸等材料将固体颗粒从液体中分离出来。
这些方法都是根据固体颗粒与液体的物理性质差异进行分离的。
2.蒸馏是一种常用的分离方法，请简要介绍其原理及应用领域。
答：蒸馏是根据物质的沸点差异进行分离的方法。
在蒸馏过程中，将混合物加热至沸腾，液体中的成分会根据其沸点的高低逐渐蒸发出来，然后通过冷凝器将蒸汽冷却成液体，从而分离出不同组分。
蒸馏广泛应用于石油化工、药品工业、食品加工等领域，例如在石油炼制中用于分离原油中的不同馏分，制药过程中用于提取药物中的纯净成分等。
四、解答题请根据你对分离工程的理解，对以下问题进行解答。
1.为什么需要进行分离工程？答：分离工程是为了将混合物中的不同组分进行分离，以便获取纯净的物质或者提取其中有用的成分。
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≤ ）。
分离工程 习题集 附答案
目录第一章绪论 (1)第二章单级平衡过程 (5)第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)第四章气体吸收 (23)第五章液液萃取 (26)第六章多组分多级分离的严格计算 (27)第七章吸附 (33)第八章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第十章分离过程与设备的选择与放大 (36)第一章绪论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。
2.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，因此，分离混合物优先选择能量媒介(ESA)方法。
3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？答：气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。
气体分离更成熟些，渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。
4.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。
5.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F ziT FP FV , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L习题5附图热量衡算式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06.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2进料，习题6附图N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。
分离工程习题讲解
调整T
N
F (T ) 1 Ki xi
6 ，有一分离四个组分混合物的精馏塔，已知条件如 Fi di wi ai 下： 组分
1 2 3 4 10.0 22.5 45.0 22.5 0.00 1.07 42.86 22.50 10.00 21.43 2.14 0.00 0.25 0.50 1.00 2.00
答：（1）液泛速度的影响因素：外加能量的大小， 流量以及系统的物性。（2）它与液滴的特性速度 相当。
5.试画出具有轴向返混时萃取塔的实际操作线,并讨 论轴向返混对分离的影响。微分接触萃取塔塔高的 简化计算法是如何计算轴向反混的？（p201） • 答：（1）操作性参考课本内容画，（2）轴向返 混造成了塔内实际推动力的下降，使萃取率随之 降低，也就是说轴向混合的存在极大地影响了萃 取塔的性能。(3）看课本相关内容
1 1 1 1 ln 1 A ln 1 0.2 A A 1.053 1.053 N 3.6 ln A ln 1.053
取整数得理论板数为4.
3.萃取塔(连续接触式 )中两相的液泛速度受哪些因 素影响?就其实质而言,它与液滴什么速度相 当?(p209)
3，化学吸收增强因子 β的意义是什么？提高它的目 的是什么？(p122) • 答： • （1）化学吸收增强因子是指：在推动力相同时， 化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数。 • （2）提高它的目的是降低液膜阻力，提高吸收速 率。
4，对一级不可逆化学反应： 。在什么情况下 可看做物理吸收？在什么情况下可看做气膜控制？ （p130）
• 由分离要求有：
b2 0.05 50 b 2 d 3 d3 0.03 50 b 2 d 3
制药分离工程练习题库+参考答案
制药分离工程练习题库+参考答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度: ( )A、减小B、先减小，后增大C、增大D、先增大，后减小正确答案：D2、发酵液中铁离子的去除通常用: ( )A、吸附法B、变性法C、加入黄血盐生成普鲁士蓝沉淀D、酶解法正确答案：C3、对超临界流体说法正确的是: ( )A、超临界流体温度小于临界温度，压力大于临界压力B、超临界流体温度小于临界温度，压力小于临界压力C、超临界流体温度大于临界温度，压力小于临界压力D、超临界流体温度大于临界温度，压力大于临界压力正确答案：D4、造成浓差极化的原因( )A、其它B、浓度差C、压强差D、重力正确答案：B5、吸附色谱分离的依据是: ( )A、固定相对各物质的吸附力不同B、各物质与专一分子的亲和力不同C、各物质分子大小不同D、各物质在流动相和固定相的分配系数不同正确答案：A6、截留率越( )，截留分子量的范围越( )，其膜的性能越好。
A、小；窄B、窄；高C、高；高D、高；宽正确答案：C7、以下关于超临界萃取叙述不正确的是（）A、超临界流体的密度接近液体，粘度接近气体B、常用的超临界流体是二氧化碳C、超临界萃取具有低能耗、无污染和适合处理易受热分解的高沸点物质D、超临界萃取后，工业上常用升高温度来分离萃取物正确答案：D8、能用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是: ( )A、离子交换色B、凝胶过滤色谱C、亲和色谱D、反相色谱正确答案：B9、板框式压滤机真正起过滤作用的是（）A、滤布B、框C、板D、滤饼正确答案：D10、下列预处理方法中，能使菌体聚集而易于过滤的方法是 ( )。
A、稀释B、加热C、调节pHD、絮凝正确答案：D11、强酸型树脂与H+结合力弱，因此再生成氢型比较困难，故耗酸量较大，一般为该树脂交换容量的( )倍。
A、3～6B、3～5C、4～6D、4～7正确答案：B12、欲对某溶液进行除菌操作，应选择过滤器的孔径为（）A、≥ 0.2μmB、≤ 0.2μmC、≥2μmD、≤ 2μm正确答案：B13、浓差极化现象，渗透压( )渗透量降低，截留率降低A、先升高后降低B、降低C、不变D、升高正确答案：D14、当生产规模大至一定水平时，采用( )操作更为合理。
《分离工程》试题库及参考答案
《分离⼯程》试题库及参考答案分离⼯程试题库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 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)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。
《分离工程》试题库及参考答案
分离工程试题库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 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)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（）o9. 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（0，（0, （0。
13. 精馏塔计算中每块板由于（0改变而引起的温度变化，可用（0确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（0。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（0型计算和（0型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（0。
17. 吸收过程在塔釜的限度为（0,它决定了吸收液的（0。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（0，它决定了吸收剂中（0。
19. 吸收的相平衡表达式为（），在（0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（0。
21. 解吸收因子定义为（0,由于吸收过程的相平衡关系为（0。
22. 吸收过程主要在（0完成的。
23. 吸收有（0关键组分，这是因为（0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（0,因此可得出（0 的结论。
分离工程考试题库及答案
分离工程考试题库及答案1.当混合物在一定温度和压力下，满足∑KiZi>1且∑Ki/Zi>1的条件时，就处于两相区。
可以通过等温闪蒸计算求出其平衡汽液相组成。
2.在萃取剂加入口以上需要设置溶剂回收段的萃取精馏塔。
3.吸收因子A（L/KV）的值可以反映吸收过程的难易程度。
4.吸收剂的再生通常采用真空塔、解吸塔或蒸馏塔。
5.多组分精馏可以根据指定设计变量的不同分为设计型和操作型计算。
6.分配组分是同时出现在塔顶和塔釜中的组分。
7.吸收有关键组分，这是由于单向传质的缘故。
8.精馏有两个关键组分，这是由于双向传质的缘故。
9.对于宽沸程的闪蒸过程，各板的温度变化由进料热焓决定，因此可以通过热量平衡方程计算各板的温度。
10.在流量加合法中，可以通过S方程求解Vj，通过H方程求解Tj，从而得到xij。
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.常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、沸石分子筛和活性氧化铝。
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∑Yi/Ki=1.17.泡点方程的表达式为∑KiXi=1.18.在计算泡点温度时，如果∑Kixi>1，则温度应该调低。
19.在计算泡点压力时，如果∑Kixi>1，则压力应该调高。
20.如果组成为Zi的物系，当∑KZ<1时，其相态为过冷液体；当∑Z/K<1时，其相态为过热液体。
21.当混合物的相态为气液两相时，满足∑KZ>1且∑K/Z>1.22.当组成为Z的物系，当∑KZ<1时，其相态为过冷液体；当∑Z/K<1时，其相态为过热液体。
23.设计变量分为固定设计变量和可调设计变量。
24.透过曲线是以吸附时间为横坐标绘制而成的。
1.在萃取精馏塔中，独立变量数和约束关系式数是非常重要的参数，它们分别代表系统的自由度和限制条件。
分离工程计算题
(1) P18一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 s24.1561= ；kPa P s 28.632= ；kPa P s 88.263= 由式(2-36)得：562.11=K ；633.02=K ；269.03=K 781.01=y ；158.02=y ；067.03=y ；006.1=∑iy由于∑iy>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=∑iy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。
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=-+-=sP ； ∴ Pa P s 5110569.1⨯=甲苯： 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2=-+-=sP ；∴Pa P s 4210358.6⨯=对二甲苯：204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3=-+-=sP ；∴Pa P s 4310702.2⨯= 569.11010569.15511=⨯==P P K s；6358.022==PP K s2702.033==PP K s∴011.125.06358.025.02702.05.0596.1=⨯+⨯+⨯=∑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 =0.2665∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑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 =0.2702∴807.513=α，353.223=α，133=α∴∑=⨯+⨯+⨯=74.325.0125.0353.25.0807.5i i x α 0.174.325.0174.325.0353.274.35.0807.5=⨯+∑∑⨯+⨯=∑=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=⨯=y(2) P19一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。
化工分离工程考试题目附答案
化工分离工程考试题目附答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种分离操作可以将固体和液体分离？（）A. 过滤B. 萃取C. 蒸馏D. 吸附答案：A2. 在吸收操作中，下列哪种因素会影响吸收效率？（）A. 吸收剂的种类B. 吸收剂的流量C. 气体流量D. 温度答案：A3. 下列哪种塔适用于分离易挥发组分的混合物？（）A. 填料塔B. 板式塔C. 固定床塔D. 流动床塔答案：B4. 在分离过程中，下列哪种方式可以提高分离效果？（）A. 增加压力B. 降低温度C. 增加流量D. 减小塔径答案：B5. 下列哪种方法可以实现气体的净化？（）A. 吸附B. 吸收C. 冷凝D. 膜分离答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 分离过程中，平衡分离系数是衡量分离效果的一个重要参数，其表达式为_________。
答案：α = (y_out / y_in) / (x_out / x_in)2. 在蒸馏操作中，塔内液相的组成与塔顶液相组成之比称为_________。
答案：回流比3. 吸收操作中，吸收剂的选择应考虑其_________。
答案：溶解能力、挥发性、成本等4. 填料塔的塔内压降主要与填料的_________、_________及操作条件有关。
答案：形状、材质、流速等5. 在分离过程中，提高_________可以提高分离效果。
答案：塔板效率三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述萃取和吸附的区别。
答案：萃取是利用溶剂将目标组分从混合物中溶解出来，而吸附则是利用吸附剂将目标组分固定在表面。
萃取适用于在溶剂中有较高溶解度的组分，而吸附适用于在吸附剂上有较高吸附能力的组分。
2. 简述板式塔和填料塔的优缺点。
答案：板式塔优点是结构简单，操作稳定，适用于气液两相流动；缺点是塔板效率较低，压力降较大。
填料塔优点是塔内压降小，塔板效率高，适用于气液两相流动；缺点是结构复杂，安装困难，填料的堵塞和磨损问题。
3. 简述膜分离的原理及应用。
《分离工程》试题库及参考答案
分离工程试题库目录第一部分填空题1第二部分选择题5第三部分名词解释11第四部分问答题13第五部分计算题16参考答案43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.28. 吸收过程计算各板的温度采用〔〕来计算,而其流率分布则用〔〕来计算.29. 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〔〕.30. 对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用〔〕的流程.31. 非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在〔〕时分布一致.32. 精馏有b.个关键组分,这是由于〔〕的缘故33. 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〔〕.34. 当原溶液为非理想型较强的物系,则加入萃取剂起〔〕作用.35. 要提高萃取剂的选择性,可〔〕萃取剂的浓度.36. 对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用〔〕的流程.37. 吸收过程发生的条件为<>,其限度为〔〕.38. 在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值,通常用〔〕或〔〕方法进行物料预分布.39. 对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由〔〕决定,故可由〔〕计算各板的温度.40. 流量加合法在求得ij x 后,由〔〕方程求j V ,由〔〕方程求j T .41. 对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由〔〕决定,故可由〔〕计算各板的温度.42. 当两个易挥发的组分为关键组分时,则以〔〕为起点逐板计算.43. 三对角矩阵法沿塔流率分布假定为〔〕.44. 三对角矩阵法的缺陷是〔〕.45. 常见复杂分离塔流程有〔〕,〔〕,〔〕.46. 严格计算法有三类,即〔〕,〔〕,〔〕.47. 设置复杂塔的目的是为了〔〕.48. 松弛法是由开始的〔〕向〔〕变化的过程中,对某一〔〕内每块板上的〔〕进行衡算.49. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即〔〕,〔〕和〔〕.50. 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〔〕,为表示塔实际传质效率的大小,则用〔〕加以考虑.51. 为表示塔传质效率的大小,可用〔〕表示.52. 对多组分物系的分离,应将〔〕或〔〕的组分最后分离.53. 热力学效率定义为〔〕消耗的最小功与〔〕所消耗的净功之比.54. 分离最小功是分离过程必须消耗能量的下限它是在分离过程〔〕时所消耗的功.55.在相同的组成下,分离成纯组分时所需的功〔〕分离成两个非纯组分时所需的功.56.超临界流体具有类似液体的〔〕和类似气体的〔〕.57.泡沫分离技术是根据〔〕原理来实现的,而膜分离是根据〔〕原理来实现的.58.新型的节能分离过程有〔〕、〔〕.59.常用吸附剂有〔〕,〔〕,〔〕.60.54A分子筛的孔径为〔5埃〕,可允许吸附分子直径〔小于5埃〕的分子.61.离程分为<>和<>两大类.62.传质分离过程分为〔〕和〔〕两大类.63.分离剂可以是〔〕和〔〕.64.机械分离过程是〔〕.吸收、萃取、膜分离.渗透.65.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、〔〕.66.平稳分离的过程是过滤、离心分离、〔〕.膜分离.渗透.67.气液平相衡常数定、以为〔〕.68.理想气体的平稳常数〔〕无关.69.活度是〔〕浓度.70.低压下二元非理想农液的对挥发度α12等于<>71.气液两相处于平衡时,〔〕相等.72.Lewis 提出了等价于化学位的物理量〔〕.73.逸度是〔〕压力74.在多组分精馏中塔顶温度是由〔〕方程求定的.75.露点方程的表达式为<>76.泡点方程的表达式为<>77.泡点温度计算时若∑Kixi>1,温度应调〔〕78.泡点压力计算时若∑Kixi>1,压力应调〔〕79.在多组分精馏中塔底温度是由〔〕方程求定的.80.绝热闪蒸过程,节流后的温度〔〕.81.若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时, 其相态为〔〕82.若组成为Zi的物系,Kixi>1时其相态为〔〕83.若组成为Zi的物系,∑KiZi>1时,其相态为〔〕84.绝热闪蒸过程,饱和液相经节流后会有〔〕产生.85.设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示<>86.设计变量分为〔〕与〔〕.87.回流比是〔〕〔〕设计变量.88.关键组分的相挥发度越大,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.89.分离要求越高,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.90.进料中易挥发含量越大,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.91.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.92.在萃取精馏中所选的取剂使A1P值越〔〕越好.93.在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔底组分形成具有〔〕偏差的非理想溶液.94.在萃取精馏中所选的萃取剂使A1P值越大,溶剂的选择性〔〕95.萃取精馏塔中,萃取剂是从塔〔〕出来.96.恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时,恒沸剂从塔〔〕出来.97.均相恒沸物在低压下其活度系数之比γ1/γ2应等于<>与<>之比.98.在板式塔的吸收中,原料中的平衡常数小的组分主要在塔内〔〕板被吸收.99.吸收中平衡数大的组分主要在塔内〔〕板被吸收.100.吸收中平衡常数大的组分是〔〕吸收组分.101.吸收中平衡常数小的组分是〔〕吸收组分.102.吸收因子越大对吸收越〔〕103.温度越高对吸收越〔〕104.压力越高对吸收越〔〕.105.吸收因子A〔〕于平衡常数.106.吸收因子A〔〕于吸收剂用量L.107.吸收因子A〔〕于液气比.108.完成一个给定的分离要求所需功最小的过程是〔〕.109.从节能的角度分析难分离的组分应放在〔〕分离.110.从节能的角度分析分离要求高的组分应放在〔〕分离.111.从节能的角度分析进料中含量高的组分应〔〕分离.112.物理吸附一般为〔〕吸附.113.化学吸附一般为〔〕吸附.114.化学吸附选择性〔〕.115.物理吸附选择性〔〕 116.吸附负荷曲线是以〔〕横坐标绘制而成. 117.吸附负荷曲线是以〔〕为纵坐标绘制而成. 118.吸附负荷曲线是分析〔〕得到的. 119.透过曲线是以〔〕横坐标绘制而成. 120.透过曲线是以〔〕为纵坐标绘制而成. 121.透过曲线是分析〔〕得到的. 122. 透过曲线与吸附符合曲线是〔〕相似关系.第二部分 选择题1. 计算溶液泡点时,若∑=>-Ci i i X K 101,则说明a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高2. 在一定温度和压力下,由物料组成计算出的∑=>-C i i i X K 101,且∑=<ci i i K Z 11/,该进料状态为a.过冷液体b.过热气体c.汽液混合物3. 计算溶液露点时,若01/<-∑i i K y ,则说明22a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高4. 进行等温闪蒸时,对满足什么条件时系统处于两相区22a.∑∑>>1/1i i i i K Z Z K 且b.∑∑<>1/1i i i i K Z Z K 且c.∑∑><1/1i i i i K Z Z K 且d.∑∑<<1/1i i i i K Z Z K 且5. 萃取精馏时若泡和液体进料,则溶剂加入位置点：a.精馏段上部b.进料板c.提馏段上部6. 在一定温度和组成下,A,B 混合液的总蒸汽压力为P,若S A P P >,且S B P P >,则该溶液a.形成最低恒沸物b.形成最高恒沸物c.不形成恒沸物7. 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a.提高压力b.升高温度c.增加液汽比d.增加塔板数8. 最高恒沸物,压力增加使恒沸组成中汽花潜热小的组分a.增加b.不变c.减小9. 选择的萃取剂最好应与沸低低的组分形成a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液10. 多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是a.恒温操作b.恒摩尔流c.贫气吸收11. 当萃取塔塔顶产品不合格时,可采用下列方法来调节a.加大回流比b.加大萃取剂用量c.增加进料量12. 液相进料的萃取精馏过程,应该从何处加萃取剂a.精馏段b.提馏段c.精馏段和进料处d.提馏段和进料板13. 当两个难挥发组分为关键组分时,则以何处为起点逐板计算44a.塔顶往下b.塔釜往上c.两端同时算起14. 从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的()1/+j H L X X 比由提馏段操作线方程计算得更大,则加料板为a. j 板b. j+1板c. j+2板15. 流量加和法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度a.热量平衡方程b.相平衡方程 c 物料平衡方程16. 三对角矩阵法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度a 热量平衡方程b.相平衡方程 c 物料平衡方程17. 简单精馏塔是指a.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置b.有多股进料的分离装置c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备18. 下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的？a.全塔效率可大于1b.总效率必小于1c.Murphere 板效率可大于1d.板效率必小于点效率19. 分离最小功是指下面的过程中所消耗的功a.实际过程b.可逆过程20. 下列哪一个是机械分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离21. 下列哪一个是速率分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离22. 下列哪一个是平衡分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离23.lewis提出了等价于化学位的物理量〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离24.二无理想溶液的压力组成图中,P-X线是〔〕a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点25.形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中,P-X线是〔〕a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点26.溶液的蒸气压大小〔〕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27.对两个不同纯物质来说,在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大,说明该物质沸点〔〕a.越低b.越高c.不一定高,也不一定低28.汽液相平衡K值越大,说明该组分越〔〕a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小29.气液两相处于平衡时〔〕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30.完全不互溶的二元物质,当达到汽液平衡时,两组分各自呈现的蒸气压〔〕a.等于各自的饱和蒸汽压b.与温度有关,也与各自的液相量有关c.与温度有关,只与液相的组成有关31.完全不互溶的二元物系,当达到汽液平衡时,溶液的蒸气压力小〔〕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32.完全不互溶的二元物系,沸点温度〔〕a.等于P01b.等于P02c.等于P01+P02d.小于P01+P0233.完全不互溶的二元物系,沸点温度〔〕a.等于轻组分组份1的沸点T1sb.等于重组分2的沸点T2sc.大于T1s小于T2sd.小于T1s34.当把一个常人溶液加热时,开始产生气泡的点叫作〔〕a.露点b.临界点c.泡点d.熔点35.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36.当物系处于泡、露点之间时,体系处于〔〕a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相37.系统温度大于露点时,体系处于〔〕a.饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相38.系统温度小于泡时,体系处于〔〕a.饱和液相b.冷液体c.饱和气相d.气液两相39.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40.下列哪一个过程不是闪蒸过程〔〕a.部分气化b.部分冷凝c.等含节流d.纯组分的蒸发41.等含节流之后〔〕a.温度提高b.压力提高c.有气化现象发生,压力提高d.压力降低,温度也降低42.设计变量数就是〔〕a.设计时所涉与的变量数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43.约束变量数就是〔〕a.过程所涉与的变量的数目；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.44.A、B两组份的相对挥发度αAB越小〔〕a.A、B两组份越容易分离b.A、B两组分越难分离c.A、B两组分的分离难易与越多d.原料中含轻组分越多,所需的越少45.当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时〔〕a.液相不能气化b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作46.当蒸馏塔的产品不合格时,可以考虑〔〕a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比47.当蒸馏塔的在全回流操作时,下列哪一描述不正确〔〕a.所需理论板数最小b.不进料c.不出产品d.热力学效率高b.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程48.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〔〕a.最小理论板数b.最小回流比c.理论版d.压力49.下列关于简捷法的描述那一个不正确〔〕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50.如果二元物系,γ1>1,γ2>1,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.不确定51.如果二元物系,γ1<1,γ2<1,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.不确定52.如果二元物系,γ1=1,γ2=1,,,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.不确定53.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.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定54.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.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定55.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.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定56.关于萃取精馏塔的下列描述中,那一个不正确〔〕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57.当萃取精馏塔的进料是饱和气相对〔〕a.萃取利从塔的中部进入b.塔顶第一板加入c.塔项几块板以下进入d.进料位置不重要58.萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在〔〕a.塔的底部b.塔的中部c.塔的项部59.在均相恒沸物条件下,其饱和蒸汽压和活度系数的关系应用〔〕60.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61.关于均相恒沸物的那一个描述不正确〔〕a.P-X线上有最高或低点b.P-Y线上有最高或低点c.沸腾的温度不变d.部分气化可以得到一定程度的分离62.下列哪一个不是均相恒沸物的特点〔〕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63.关于恒沸精馏塔的下列描述中,那一个不正确〔〕a.恒沸剂用量不能随意调b.一定是为塔项产品得到c.可能是塔顶产品,也可能是塔底产品d.视具体情况而变64.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65.吸收塔的汽、液相最大负荷处应在〔〕a.塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部66.在吸收操作过程中,任一组分的吸收因子Ai与其吸收率Φi在数值上相应是〔〕a.Ai<Φib.Ai=Φic.Ai>Φi67.下列哪一个不是吸收的有利条件〔〕a.提高温度b.提高吸收剂用量c.提高压力d.减少处理的气体量68.下列哪一个不是影响吸收因子的物理量〔〕a.温度b.吸收剂用量c.压力d.气体浓度69.平衡常数较小的组分是〔〕a.难吸收的组分b.最较轻组份c.挥发能力大的组分d.吸收剂中的溶解度大70.易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收〔〕a.塔顶板b.进料板c.塔底板71.平均吸收因子法〔〕a.假设全塔的温度相等b.假设全塔的压力相等c.假设各板的吸收因子相等72.下列哪一个不是等温吸附时的物系特点〔〕a.被吸收的组分量很少b.溶解热小c.吸收剂用量较大d.被吸收组分的浓度高73.关于吸收的描述下列哪一个不正确〔〕a.根据溶解度的差异分离混合物b.适合处理大量大气体的分离c.效率比精馏低d.能得到高纯度的气体74.当体系的yi-yi*>0时〔〕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75.当体系的yi-yi*=0时〔〕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76.下列关于吸附过程的描述哪一个不正确〔〕a.很早就被人们认识,但没有工业化b.可以分离气体混合物c.不能分离液体混合物d.是传质过程77.下列关于吸附剂的描述哪一个不正确〔〕a.分子筛可作为吸附剂b.多孔性的固体c.外表面积比内表面积大d.吸附容量有限第三部分名词解释1.分离过程：将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程.2.机械分离过程：原料本身两相以上,所组成的混合物,简单地将其各相加以分离的过程.3.传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生.按所依据的物理化学原理不同,工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类.4.相平衡：混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态.从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小状态,从动力学看,相间无物质的静的传递.5.相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度.6.泡点温度：当把一个液相加热时,开始产生气泡时的温度.7.露点温度：当把一个气体冷却时,开始产生气泡时的温度.8.气化率：气化过程的气化量与进料量的比值.9.冷凝率：冷凝过程的冷凝量与进料量的比.10.设计变量数：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差.11.独立变量数：描述一个过程所需的独立变量的总数.12.约束数：变量之间可以建立的方程的数目与已知的条件数目.13.回流比：回流的液的相量与塔顶产品量的比值.14.精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物,在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组成的过程.15.全塔效率：理论板数与实际板数的比值.16.精馏的最小回流比：精馏时有一个回流比下,完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多,回流比小于这个回流比,无论多少块板都不能完成给定的分离任务,这个回流比就是最小的回流比.实际回流比大于最小回流比.17.理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板.18.萃取剂的选择性：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.19.萃取精馏：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体系中任何组分形成恒沸物,从塔底出来的精馏过程.20.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,从塔顶出来的精馏过程.21.吸收过程：按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程.22.吸收因子：操作线的斜率〔L/V〕与平衡线的斜率〔KI〕的比值.23.绝对吸收率：被吸收的组分的量占进料中的量的分率.24.热力学效率：可逆功与实际功的比值.25.膜的定义：广义上定义为两相之间不连续的区间.26.半透膜：能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜.27.渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透.28.反渗透：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反渗透.29.吸附过程：当用多几性的固体处理流体时,流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程.30.表观吸附量：当用M千克的多孔性的固体处理体积是V的液体时,溶液原始浓度为,吸附达到平衡时的浓度为,则表观吸附量〔每千克吸附吸附的吸附质的量〕为：C0吸附达到平衡时的浓度为C*,则表观吸附量<每千克吸附吸附的吸质的量>为:第四部分 问答题1. 已知A,B 二组分的恒压相图如下图所示,现有一温度为T0原料经加热后出口温度为T4 过加器前后压力看作不变.试说明该原料在通过加热器的过程中,各相应温度处的相态和组成变化的情况？t0过冷液体,组成等于x Ft1饱和液体,组成等于x Ft2气夜两相,y>x F >xt3饱和气体,组成等于x Ft4过热气体,组成等于x F2. 简述绝热闪蒸过程的特点.绝热闪蒸过程是等焓过程,节流后压力降低,所以会有汽化现象发生,汽化要吸收热量,由于是绝热过程,只能吸收本身的热量,因此,体系的漫度降低.3. 图中A 塔的操作压力量对比20atm,塔底产品经节流阀后很快进入B 塔.B 塔的操作压力为10atm,试问：a.液体经节流后会发生哪些变化？b.如果B 塔的操作压力为5atm 时,会与在某些方面10atm 下的情况有何不同？<1>经节流后有气相产生,由于气化要吸收自身的热量,系统温度将降低.<2>B 塔的操作压力为5atm 时比操作压力为10atm 时气化率大,温度下降幅度也大.4. 普通精馏塔的可调设计变量是几个？试按设计型和操作型指定设计变量. 普通精馏塔由4个可调设计变量.按设计型：两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量.5. 简述逐板的计算进料位置的确定原则.使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定.从塔底向上计算时,x lk /x hk 越大越好,从塔项往下计算时,y lk /y hk 越小越好.6. 简述逐计算塔顶的判断原则.()()lk lk n d x x使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定,即则第n板既为塔顶板.7.简述逐计算的计算起点的选择原则.以组分的组成估算最精确的误差最小的那块板开始逐板计算.8.简述精馏过程最小回流时的特点.最小回流比是馏的极限情况之一,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.9.简述精馏过程全回流的特点.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.10.简述捷法的特点.简捷法是通过N、N m、R、R m四者的关系计算理论的板数的近似计算法,其计算简便,不需太多物性数据,当要求计算精度高时,不失为一种快捷的方法,也可为精确计算提供初值.11.简述萃取塔操作要注意的事项.a.气液相负荷不均,液相负荷远大于气相负荷；b.塔料的温度要严控制；c.回流比不能随意调整.12.萃取精馏塔如果不设回收段,把萃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？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.13.根据题给的X-Y相图,回答以下问题：a.该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统？有最高还是最低温度的恒沸物？b.回入萃取剂之后在精馏段和提馏段利还是利？a.该系统在未加萃剂P时是正偏差系统,有最低温度的恒沸物.b.加入萃取剂之后在精馏段有利,固原来有恒沸物,P加入之后恒沸物消失；在提馏段是不利,因P加入之后体系中组分的相对挥发度降低.14.从热力学角度简述萃取剂的选择原则.萃取应能使的体系的相对挥发度提高,即与塔组分形成正偏差,与塔组分形成负偏差或者理想溶液.15.工艺角度简述萃剂的选择原则.。
分离工程题库附答案
分离工程题库附答案分离工程题库附答案第一章绪论填空题：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13、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=1b.a s ij=1c.a ij<15.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。
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 0.280.126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。
(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。
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［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 0.280.126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。
(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：当Ψ 1 =0.1时,由(2-62):以下计算依此类推，迭代的中间结果列表如下：迭代次数Ψ f ( Ψ ) df ( Ψ )/ d ( Ψ )12340.10.290.460.510.87850.3290.0660.001734.6311.8911.32—f (Ψ4)数值已达到p - T - K 图的精确度。
(3)用式(2-57)计算x i ，用式(2-58)计算y i由类似计算得: x 2 =0.0583, y 2 =0.1400x 3 =0.1670, y 3 =0.1336x 4 =0.6998, y 4 =0.2099(4) 求V ，Lkmol/hkmol/h(5)核实 和，因 Ψ 值不能再精确，故结果已满意。
(1) (2)(3) 一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。
解1：因为各组分都是烷烃，所以汽、液相均可以看成理想溶液，i K 值只取决于温度和压力。
可使用烃类的P-T-K 图。
⑴泡点压力的计算：75348假设i 组分i甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ i x 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 i K 8.5 1.8 0.57 0.26 i i i x K y =0.4250.180.1710.1430.919∑iixK =0.919＜1，说明所设压力偏高，重设P=1.8MPa 组分i甲烷(1) 乙烷(2) 丙烷(3) 异丁烷(4) ∑ i x 0.05 0.10 0.30 0.55 1.00 i K 9.4 1.95 0.62 0.28 i i i x K y =0.470.1950.1860.1541.005∑iixK =1.005≈1，故泡点压力为1.8MPa 。
⑵露点压力的计算：假设P=0.6MPa ，因T=25℃,查图求i K∑iK y=1.0688＞1.00，说明压力偏高，重设P=0.56MPa 。
∑iiK y=1.006≈1，故露点压力为0.56MPa 。
解2：(1)求泡点压力：设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K1K =16.5 2K =3.23K =1.0 4K =0.43所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑iy选异丁烷为参考组分282.0907.0256.04243===∑iy K K ，查得P=1771KPa在此条件下求得∑iy=1.02≠1，继续调整279.002.1282.04344===∑iy K K ，查得P=1800KPa(2)求露点压力设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K1K =16.5 2K =3.23K =1.0 4K =0.43所以∑∑=++==614.143.055.02.310.05.1605.0iii K y x选异丁烷为参考组分694.0614.143.04142=⨯=⋅=∑i x K K由25℃，42K =0.694查得P=560KPa ，查得各组分的i K 值 求得1990.0≈=∑ix故混合物在25℃时的露点压力为560KpaP866).以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及异丁烷d.55%。
⑴试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，⑵并确定在t=25℃，p=1MPa 大气压时的气相分率。
解：a.求混合物在25℃时的露点压力设p=1MPa=101.3kPa ，由t=25℃查图2-1a 得：K 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.212129.02.355.01.830.02710.016505.0≠=+++=∑=∑∴i i i K y x选异丁烷为参考组分，则6813.02129.02.34=⨯=∑⨯=i G x K K由6813.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=650kPa ：K 1=28，K 2=5.35， K 3=1.7， K 4=0.681 1003.1681.055.07.130.035.510.02805.0≈=+++=∑=∑∴i i i K y x故混合物在25℃时的露点压力为650kPa 。
b.求混合物在25℃时的泡点压力设p=1MPa=101.3kPa ，由t=25℃查图2-1a 得：K 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.2114.1555.02.330.01.810.02705.0165≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y选异丁烷为参考组分，则2114.014.152.34==∑=i G y K K由2114.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=2800kPa ：K 1=6.1，K 2=1.37， K 3=0.44， K 4=0.211416903.055.02114.030.044.010.037.105.01.6≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y306.06903.02114.04==∑=i G y K K 由306.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1550kPa ：K 1=11.0，K 2=2.2， K 3=0.70， K 4=0.3061148.155.0306.030.07.010.02.205.00.11≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y27.0148.1306.04==∑=i G y K K由27.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1800kPa ：K 1=9.6，K 2=1.9， K 3=0.62， K 4=0.271004.155.027.030.062.010.09.105.06.9≠=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa 。
c.t=25℃，p=1MPa=101.3kPaK 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.2 12129.02.355.01.830.02710.016505.0<=+++=∑i i K z 114.1555.02.330.01.810.02705.0165>=⨯+⨯+⨯+⨯=∑i i z K故在t=25℃，p=1MPa 大气压时的气相分率等于1。
1. 某精馏塔的操作压力为0.1Mpa ，其进料组成为组 分 正丁烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 总合 组成（摩尔分数）0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00 试求：①露点进料的进料温度。
②泡点进料的进料温度。
解：①露点进料的进料温度设t=20℃，p=0.1MPa=100kPa ，由查图2-1a 得：K1=2.1，K2=0.56， K3=0.17， K4=0.055，K5=0.0171734.7017.003.0055.010.017.065.056.017.01.205.0≠=++++=∑=∑∴i i i K y x选正己烷为参考组分，则315.117.0734.73=⨯=∑⨯=i G x K K由315.12=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=78℃：K1=9.5，K2=3.2， K3=1.315， K4=0.56，K5=0.251851.025.003.056.010.0315.165.02.317.05.905.0≠=++++=∑=∑∴i i i K y x119.1315.1851.03=⨯=∑⨯=i G x K K由119.12=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=74℃：K1=8.5，K2=2.9， K3=1.119， K4=0.48，K5=0.201003.120.003.048.010.0119.165.09.217.05.805.0≈=++++=∑=∑∴i i i K y x故露点进料的进料温度为74℃。
②泡点进料的进料温度设t=20℃，p=0.1MPa=100kPa ，由查图2-1a 得：K1=2.1，K2=0.56， K3=0.17， K4=0.055，K5=0.0171317.003.0017.01.0055.065.017.017.056.005.01.2≠=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y54.0317.017.03==∑=i G y K K由54.03=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=50℃：K1=5.2，K2=1.6， K3=0.54， K4=0.21，K5=0.0851907.003.0085.01.021.065.054.017.06.105.02.5≠=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y60.0907.054.03==∑=i G y K K由60.03=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=54℃：K1=5.5，K2=1.76， K3=0.60， K4=0.25，K5=0.0951992.003.0095.01.025.065.06.017.076.105.05.5≈=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∑∴i i i x K y 故泡点进料的进料温度为54℃。