专科分离工程试卷答案样本
《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（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。
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)(1)1ci ii iz KKψ=-=-+∑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。
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________________________________________、________________________________________、 ________________________________________。
分离工程卷及答案
《生物分离工程》考试试卷答案一、名词解释（每小题5分，共30分）1．生物分离技术:由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的，动植物细胞组织培养的，酶反应等各种生物工业生产工程获得的生物原料中，提取分离，加工并精制目的成份，最终使其成为产品的技术，通常称为生物分离技术，也称为下游工程或下游加工过程。
2．浓差极化:是指在分离过程中,料液中的溶剂在压力驱动下透过膜,溶质(离子或不同分子量的溶质)被截留,于是在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高。
在浓度梯度作用下,溶质由膜面向本体溶液扩散,形成边界层,使流体阻力与局部渗透压增加,从而导致溶剂透过流量下降。
当溶剂向膜面流动(对流)时引起溶质向膜面流动速度与浓度梯度使溶质向本体溶液扩散速度达到平衡时,在膜面附近存在一个稳定的浓度梯度区,这一区域称为浓差极化边界层,这一现象称为浓差极化.。
3．凝聚：在电解质作用下，胶体体系不稳定的现象4. 沉淀：液相变固相析出的过程5. 膜：在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。
6、乳化：一种液体分散在另一种不相混容的液体中的现象二、、选择（每题3分，共12分）1、生物工业下游技术是指。
A“物质分离” B“产品加工” C“物质分离”和“产品加工”2、在过滤分离中，滤液通过滤饼的速率与其黏度成。
A正比B反比C无关3、微生物代谢产物大多。
A分泌到细胞外 B存在于细胞内4、溶剂的选择最主要的依据是A．相似相溶原理 B 相互排斥原理三、是非题（每题2分，共8分）PH，加热，有机溶剂，表面活性剂等。
其中最常用的是调节pH。
（错对）2. 蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发性的不同，达到将各组分分离的目的。
（错对）3．发酵液预处理的目的是浓缩目标产物。
（错对）4．有机溶剂能分解细胞壁中的多聚糖。
（错对）四、简答题（每题10 分，共20分）1．微生物发酵液的特性：2．生物分离基本的特点：五、论述题（30分）。
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。
分离工程试卷
《分离工程》课程试卷1本试卷用于生物与化学工程系2005级化学工程与工艺专业（精化向）本科学生（时量：120分钟总分100分）注意：1、答案必须填写在答题纸上，填写在试卷上的无效。
2、答卷必须写明题目序号，并按题号顺序答题。
3、请保持行距，保持卷面整洁。
一、填空题（22分1～4题，每空2分，5题，每空1分）1、一般精馏中，增加回流比，分离度_____ _____________，萃取精馏中，增加回流比，分离度_________________ _____________。
2、精馏操作分离的依据是__________________________________________________，吸收操作的分离依据是______________________________________。
3、分离操作在化工生产中的作用有：__________________________、___________________________________________。
4、精馏分离中，正系统宜采用操作，负系统宜采用操作。
D15、待分离混合物中各组分沸点相差不大的物系一般使用_______________________________计算，该法用________________________计算级温度；待分离混合物中各组分沸点相差很大的物系一般使用_________________________计算，该法用______________________计算级温度。
二、 分析与简答题（23分）6、相平衡常数的计算法有哪些？其优点是什么？（7分）7、试分析高温精馏（塔釜和塔顶温度均高于室温）和低温精馏（塔釜和塔顶温度均低于室温）的适宜进料状态。
（8分）8、试述精馏过程的热力学不可逆性主要由哪些因素引起？分析如图所示精馏过程（分离甲醇-水）与单塔精馏过程相比，为什么此精馏过程操作所需的热量比单塔操作所需的热量减少30~40%？（8分）三、 计算题 9、用精馏塔分离三元泡点混合物，进料量100 kmol/h ，进料组成如下：组分摩尔分率 相对挥发度 A0.4 4.5 B0.2 3 C 0.4 1（1）、用芬斯克程计算馏出液流率为60kmol/h 以及全回流下，当精馏塔具有5块理论板时，其塔顶馏出液和组成。
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专科《分离工程》
一、 ( 共46题,共150分)
1. 按所依据的物理化学原理, 传质分离过程能够分为________分离过程和
________分离过程, 常见的平衡分离过程有________、 ________、 ________。
( 5分)
.标准答案: 1. 平衡;2. 速率;3. 精馏;4. 吸收;5. 闪蒸;
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。
( 4分)
.标准答案: 1. 热效率;2. 热力学效率;3. 热力学;4. 过程的不可逆性;
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分)
.标准答案: 1. 泡点温度计算;2. 泡点压力计算;3. 露点温度计算;4. 泡点压力计算;
4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有________、 ________、 ________和________。
( 4分)
.标准答案: 1. 液泛;2. 雾沫夹带;3. 压力降;4. 停留时间;
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________________________。
( 4分) .标准答案: 1. 物料衡算方程;2. 能量衡算方程;3. 传递方程;4. 界面相平衡方程;
6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、
________________________________________、
________________________________________。
( 3分)
.标准答案: 1. 单个精馏塔的调优节能;2. 精馏系统的综合优化节能;3. 精馏系统与整个工艺过程的综合优化节能;
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________。
( 3分)
.标准答案: 1. 等于;2. 不等于;3. 物质分离的难易程度;
8. 假设相对挥发度与组成关系不大且不同组分的塔板效率相同, 经过对若干不同组分系统的精馏计算结果分析研究发现, ( )下组分的分配比接近于实际操作回流比下的组分分配比。
( 2分)
A.高回流比
B.低回流比
C.全回流
D.最小回流比
.标准答案: C
9. 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。
( 2分)
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
.标准答案: C
10. 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。
( 2分)
A.1
B.2
C.3
D.4
.标准答案: B,A
11. 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。
( 2分)
A.混合器
B.分相器
C.分配器
D.再沸器
.标准答案: A,B,C,D
12. 产品纯度越高, 所需分离最小功越低。
( 2分) ( )
.标准答案: 错误
13. 多组分精馏和吸收过程都是双向传质过程, 规定分离要求时多组分精馏过程最多只能指定2个关键组分, 多组分吸收过程最多只能有1个关键组分。
( 2分) ( )
.标准答案: 错误
14. 窄沸程闪蒸的热量衡算更主要地取决于温度, 而不是汽化分率。
因此对于窄沸程闪蒸, 应该经过热量衡算计算温度, 解闪蒸方程确定汽化分率。
( 2分)
( )
.标准答案: 错误
15. 对于一个具体的萃取精馏过程, 溶剂与原溶液中轻、重关键组分的相互作用不同及溶剂的稀释作用同时存在, 均对相对挥发度的提高有贡献。
到底哪个作用是主要的随溶剂的选择和原溶液的性质不同而异。
( 2分) ( )
.标准答案: 正确
16. 由芬斯克公式可看出, 最少理论板数与进料组成有关, 且公式计算的精确度在很大程度上取决于数据的可靠性。
( 2分) ( ).标准答案: 错误
17. 简述精馏过程的严格计算中, 给定迭代变量( 级温度和级间气相流率) 初值的一般方法。
( 5分)
标准答案: A.级间气相流率Vj的初值能够经过规定的回流比、馏出流率、进料和侧线采出流率按恒摩尔流率假设进行初估。
B.塔顶温度的初值可按如下方法确定:①当塔顶为气相采出时, 取气相产品的露点温度; ②当塔顶为液相采出时, 取馏出液的泡点温度; ③当塔顶为气、液两相采出时, 取露点、泡点之间的某一温度值。
C.塔釜温度的初值常取釜液的泡点温度。
D.当塔顶和塔釜温度均假定后, 用线性内插得到中间各级的温度初值。
18. 计算溶液泡点时, 若, 则说明( ) 。
( 2分)
A.温度偏低
B.正好泡点
C.温度偏高
.标准答案: C
19. 在一定温度和压力下, 由物料组成计算出的, 且, 该进料状态为( ) ( 2分)
A.过冷液体
B.过热气体
C.汽液混合物
.标准答案: C
20. 萃取精馏时若泡和液体进料, 则溶剂加入位置点: ( ) 。
( 2分)
A.精馏段上部
B.进料板
C.提馏段上部
.标准答案: A
21. 在一定温度和组成下, A, B混合液的总蒸汽压力为P, 若, 且, 则该溶液( ) 。
( 2分)。