化工分离工程习题答案简介
化工分离工程考试答案
2013化工分离过程期中考试试题答案一、填空题（每空1分，共20分）1. 传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
2. 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。
3. 汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压力相等， 各组分在每一相中的化学位相等）。
4. 当混合物在一定的温度、压力下，进料组成 乙和相平衡常数K 满足（ K i Z 1, z K i 1 ）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。
5. 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。
6. 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。
7. 最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
8. 萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措 施使产品达到分离要求。
9. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
10. 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）和（用蒸馏塔）。
二、单项选择题（每小题1分，共10分）1. 吸收属于（A ） A.平衡分离；B.速率分离；C.机械分离；D.膜分离。
C2. 计算溶液泡点时，若 K i X i 1 0，则说明（C ）1A.温度偏低；B.正好泡点；C.温度偏高。
3. 如果体系的汽相为理想气体，液相为非理想溶液；则相平衡常数可以简化表示为（D ）4. 汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（A ）A.易挥发；B.难挥发；C.沸点高；D.蒸汽压小5. 如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（A.泡点方程；B.露点方程；C.闪蒸方程；D.相平衡方程。
6. 计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算 （B ）A. 泡点温度；B.泡点压力；C.等温闪蒸；D.露点压力。
化工分离过程答案
试题名称 ： 化工分离工程层次:(专升本) 专业： 年级： 学号： 姓名： 分数：一、填空题（本题共20空，每空1分，共20分） 1、分离工程分为()和()两大类。
2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为()或()。
3、对于能生成二元恒沸物的物系来说，在恒沸点处气液相两相组成（ ）。
在恒沸点两侧组分的挥发能力（ ）。
4、端值常数A 为()时体系为理想溶液，A 为()时体系为负偏差溶液 。
5、用郭氏法分析，串级单元的可调设计变量为（ ），侧线采出板的可调设计变量为（ 0 ）。
6、根据萃取精馏原理，通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有（ ）偏差的非理想溶液，与塔底组分形成理想溶液或具有（）偏差的非理想溶液。
7、萃取精馏塔中，当原料以液相加入时，则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段（），此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度，常将部分溶剂随（）一起加入。
8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分( )，同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（）出来。
9、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和（），与进料组成（）。
10、吸附负荷曲线是以（ ）为纵坐标绘制而成，透过曲线是以（）为纵坐标绘制而成。
二．选择题（本题共10题，每题2分，共20分）1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ）（A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是（ D ）（A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（ A ）（A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为（ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，05、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。
化工分离工程：第三章习题答案(刘家祺版)
第三章 多组分精馏和特殊精馏3-7.(P163) 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200mol/h ，进料组成z B =0.2,z T =0.3,z X =0.1，z C =0.4 (mol)。
塔顶采用全凝器，饱和液体回流。
相对挥发度数据为：BT α=2.25，TT α=1.0，XT α=0.33，CT α=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99.5%。
求最少理论板数和全回流操作下的组分分配。
解：根据题意顶甲苯(T)为轻关键组分，异丙苯(C)为重关键组分， 则苯(B)为轻组分，二甲苯(X)为中间组分。
以重关键组分计算相对挥发度。
71.1021.025.2==BC α762.421.00.1==TC α 5714.121.033.0==XC α 1=CC α由分离要求计算关键组分在塔顶釜的分配。
h kmol W C /84.79998.04.0200=⨯⨯=hkmol D C /16.084.795.0200=-⨯=h kmol D T /7.59995.03.0200=⨯⨯= h kmol W T /3.07.593.0200=-⨯=所以37.7762.4lg 3.084.7916.07.59lg[lg ]lg[=⨯=⋅=TCTCCTm W W D D N α 由HH NmiH i i W D W D ⋅=α与ii i W D F +=求出非关键组分的分布苯： 437.7108.784.7916.071.10⨯=⨯=B B W D ∴B W =0，B D =200⨯0.2=40Kmol/h二甲苯：056.084.7916.05714.137.7=⨯=X X W D ，X D +X W =200⨯0.1=20求得X D =1.06，X W =18.94，。
化工分离工程复习题及答案
化工分离过程试题库(复习重点)第一部分填空题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、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。
3、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）。
4、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。
5、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。
6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。
9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。
10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。
11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。
12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。
13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。
14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
16、分离剂可以是（能量）和（物质）。
17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。
18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 )19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。
20、温度越高对吸收越（不利）21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。
23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。
分离工程习题完整答案
分离工程习题主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过程的基础。
相平衡的条件是。
z ?1 ）条件即处于两相区,7、当混合物在一定的温度、压力下，满足计算求岀其平衡汽液相组成。
8、萃取精憎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、精饰塔计算屮每块板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、多组分精憎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，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。
i 0, i19、 ?限度为，在操作下有利于吸收，吸收操作的限度是。
i 0, i20、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1 SPlo1S?P?2121、解吸收因子定义为，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，当吸收气体屮关键组分为重组分时，可采用的流程。
聊大《化工分离工程》复习题及参考答案
《化工分离工程》练习题一、 判断题1.系统温度大于露点时，体系处于过热蒸汽。
（ ）2.汽液相平衡常数K 值越大，说明该组分越难挥发。
（ ）3.当精馏塔的回流比小于最小回流比时，依然能完成给定的分离任务。
（ ）4.萃取精馏过程中，萃取剂的加入位置是塔顶。
（ ）5.若组成为i z 的物系1>∑K X i i 且1/>∑i i K y ，其相态为气液两相。
（ ） 二、填空题1.在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算 外，在内层循环中用S-方程计算 ，而在外层循环中用H-方程计算 。
2.吸收因子定义式为 ，其值可反映吸收过程的 。
3.等温闪蒸的计算一般采用 算法，求汽化分率的迭代公式为 。
4.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设 。
5.电渗析中主要传递过程是 ，分离的推动力为 。
二、 简答题1.简述分离过程的基本特征。
2.试用简图描述泡点温度的迭代过程并列出迭代公式，假设体系为完全理想系，K i = f i (T, P)。
四、计算题1. 用吸收剂从原料气中回收99%的C组分。
已知原料气中各组分的摩尔分率分别为：在平均操作压力和温度下各组分的相平衡常数如表所列，其中A为惰性组分，不被吸收。
若处理的入塔裂解气量为100kmol/h，试用平均吸收因子法计算：（1）完成吸收任务所需最小液气比；（2）操作液气比为最小液气比的1.5倍时，完成吸收任务所需的理论板数。
《化工分离工程》答案一、 判断题1.系统温度大于露点时，体系处于过热蒸汽。
（√）2.汽液相平衡常数K 值越大，说明该组分越难挥发。
（×）3.当精馏塔的回流比小于最小回流比时，依然能完成给定的分离任务。
（×）4.萃取精馏过程中，萃取剂的加入位置是塔顶。
（×）5.若组成为i z 的物系1>∑K X i i 且1/>∑i i K y ，其相态为气液两相。
（√ ） 二、填空题1.在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算 液相组成 x ij 外，在内层循环中用S-方程计算 级温度T j ，而在外层循环中用H-方程计算 气相流率V j 。
2023大学_化工分离工程试题及答案
2023化工分离工程试题及答案2023化工分离工程试题及答案(一)第一部分名词解释1、分离过程：将一股或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：原料由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、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。
10、约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。
11、回流比：回流的液相的量与塔顶产品量的比值。
12、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。
13、全塔效率：理论板数与实际板数的比值。
14、精馏的最小回流比：精馏时在一个回流比下，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。
15、理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。
16、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。
17、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。
18、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。
《化工分离工程》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。
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。
Ki =yi/xi。
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。
《化工分离工程》练习题及参考答案
《化工分离工程》练习题及参考答案一、选择题1. 当操作温度降低时，多组分吸收的吸收因子（）A. 增大B. 不变C. 减小D. 不能确定2. 能透过反渗透膜的是（）A. 溶剂B. 无机离子C. 大分子D. 胶体物质3. 汽相为理想气体，液相为理想溶液的体系，相平衡常数的计算式可简化为（）A. B. C. D.4. 下列哪一个膜分离过程不能用筛分机理来解释（）A. 微滤B. 反渗透C. 纳滤D. 超滤5. 多组分吸收中，难溶组分一般在（）被吸收A. 靠近塔釜几级B. 塔中部几级C. 靠近塔顶几级D. 全塔范围内被吸收6. 进行等温闪蒸时，温度满足（）时，系统处于两相区（T b：泡点温度，T d：露点温度）A. T<T dB. T d>T>T bC. T>T bD. T>T d7 简单绝热操作理论板的设计变量数是（）A. 4C+8B. 2C+3C. 2C+5D. 08. 下列哪一个是机械分离过程（）A. 精馏B. 吸收C. 电渗析D. 过滤9. 萃取精馏塔若饱和蒸汽进料，则萃取剂加入位置在（）A. 精馏段上部B. 进料级C. 提馏段上部D. 塔顶10. 多组分物系达到相平衡，下列说法错误的是（）A. 体系的熵达到最大值B. 自由焓达到最小值C. 相间没有传质D. 相间表观传递速率为零二、填空题1. 分离的最小功表示，最小分离功的大小标志着。
2. 相平衡的条件是汽液两相中、和相等。
3. 化工生产中将反应和分离相结合的一种操作称作。
4. 通常所说多组分精馏的FUG简捷计算法中，F代表Fenske方程，用于计算，U代表Underwood 公式，用于计算，G代表Gilliland关联，用于确定。
5. 对多组分物系的精馏分离，应将或的组分最后分离。
三、简答题1. 何为分离过程？分离过程的基本特征是什么？2. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。
参考答案一、选择题AAABCBCDAC二、填空题1. 分离的最小功表示分离过程耗能的最低限，最小分离功的大小标志着物质分离的难易程度。
化工分离工程第2章 习 题
第2章 习 题2.11. 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x 1 = 0.3125、x 2 =0.2978、x 3 =0.3897时的K 值。
汽相为理想气体，液相为非理想溶液。
并与完全理想系的 K 值比较。
已知三个二元系的wilson 方程参数（单位： J/mol ）：λ12－λ11=－1035.33； λ12－λ22=977.83 λ23－λ22=442.15； λ23－λ33=－460.05 λ13－λ11=1510.14； λ13－λ33=－1642.81在T =378.4 K 时液相摩尔体积（m /kmol ）为：=100.91×10 -3 ；=177.55×10 -3 ； =136.69×10 -3安托尼公式为（p ：Pa ； T ：K ）：苯：1n =20.7936-2788.51/（T -52.36）； 甲苯：1n=20.9065-3096.52/（T -53.67）；对 -二甲苯：1n=20.989 1-3346.65/（T -57.84）；2.11.答案解： 由Wilson 方程得：Λ12=l lV V 12exp[-(λ12-λ11)/RT]=331091.1001055.177⨯⨯×exp[-(1035.33)/(8.314×378.47)]=2.4450Λ21=0.4165Λ13=0.8382 Λ31=1.2443 Λ23=0.6689 Λ32=1.5034ln γ1=1-ln(Λ12X 2+Λ13X 3)-[323121221X X X Λ+ΛΛ+232131331X X X Λ+ΛΛ ]=0.0497γ1=1.0509同理,ln γ2=0.05148, γ2=1.6732 ln γ3=0.4190, γ3=1.5203lnP 1S =20.7936-2788.51/(378.47-52.36)=12.2428, P 1S =0.2075Mpa lnP 2S =20.9062-3096.52/(378.47-53.67)=11.3729, P 2S =0.0869Mpa lnP 3S =20.9891-3346.65/(378.47-57.84)=10.5514, P 3S =0.0382Mpa作为理想气体实际溶液,K 1=PP S11γ=2.134,K 2=1.4354, K 3=0.2733 若完全为理想系,K 1=PP S 1=2.0484K 2=0.8578 K 3=0.37712.在361K 和4136.8kPa 下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷0.60387%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷0.1304%。
化工分离工程复习题答案
化工分离工程复习题答案一、选择题1. 化工分离工程中，哪种分离方法是基于物质的沸点差异？A. 离心分离B. 蒸馏C. 膜分离D. 萃取答案：B2. 以下哪项不是蒸馏分离的类型？A. 简单蒸馏B. 精馏C. 反渗透D. 真空蒸馏答案：C3. 萃取过程中，通常使用哪种物质作为萃取剂？A. 惰性气体B. 溶剂C. 催化剂D. 反应物答案：B4. 膜分离技术中，根据膜孔径的大小，可以进行哪种分离？A. 微滤B. 超滤C. 反渗透D. 所有以上答案：D5. 以下哪种分离方法不涉及相变？A. 蒸发B. 吸附C. 结晶D. 液-液萃取答案：B二、填空题6. 在精馏过程中，为了提高分离效率，通常使用_________来实现连续分离。
答案：塔板或填料7. 萃取分离中，萃取剂的选择原则是与原溶剂_________，且与被萃取物_________。
答案：不相溶，相溶8. 膜分离技术中，根据膜孔径大小的不同，可以实现_________、_________和_________等分离过程。
答案：微滤、超滤、反渗透9. 结晶分离过程中，温度的控制对于_________的形成至关重要。
答案：晶体10. 吸附分离中，常用的吸附剂包括活性炭、_________和_________等。
答案：沸石、硅胶三、简答题11. 简述蒸馏分离的原理。
答案：蒸馏分离是一种基于不同物质沸点差异的分离方法。
通过加热混合物至沸点，使沸点较低的物质先蒸发，然后通过冷凝回收，实现分离。
12. 描述萃取分离的一般过程。
答案：萃取分离通常涉及将混合物与萃取剂混合，萃取剂与被萃取物相溶而不与原溶剂相溶，从而将被萃取物从原溶剂中转移到萃取剂中。
之后，通过分相将萃取剂与原溶剂分离，实现目标物质的提取。
13. 解释膜分离技术中的反渗透过程。
答案：反渗透是一种利用半透膜的分离过程，该膜只允许溶剂通过而不允许溶质通过。
在压力作用下，溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透，从而实现分离。
化工分离工程：第二章习题答案(刘家祺版)
第二章习题4（P85）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：由题2中附录的苯、甲苯和对-二甲苯的安托尼公式计算P i s (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：P P K s i i /=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：sj s i ij P P /=α13α计算∑=P x P i j i sα*3，即为所求的平衡温度和组成。
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 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.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习题12（P86）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。
《化工分离工程》试题答卷及参考答案
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）/无化学吸收的液相收的液相分传质系数（kL分传质系数（k0）。
L5.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。
η；实际的分离过程是不6.热力学效率定义为=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。
——相平衡常数；式中：Kiψ——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 =yi/xi。
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。
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。
化工分离工程第3章答案
3.1—1解①无解；②有唯一解；③多解。
3.1—2：解3.1—3：解3.1—4解 3.1—5解解：以100摩尔进料为计算基准。
根据题意定甲苯为轻关键组分，异丙苯为重关键组分。
从相对挥发度的大小可以看出，二甲苯为中间组分。
在作物料衡算时，要根据它的相对挥发度与轻、重关键组分相对挥发度的比例，初定在馏出液和釜液中的分配比，并通过计算再行修正。
物料衡算表如下：组分进料，f 1馏出液，d i釜液，w iB 20 20 — T 30 35—0.03W0.003W X 101*9*C10040 D 0015.0 W0015.040-*为二甲苯的初定值。
解得 D=50.929，W=49.071 则 d T =29.853，w T =0.147 d C =0.0764，w C =39.924 代入式（3-9）42.721.00.1lg 924.390764.0147.0853.29lg =⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=m N由N m 值求出中间组分的馏出量和釜液量：519.021.033.0924.390764.0121.033.0924.390764.01042.742.7=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=x dw x =10-0.519=9.481由于与初定值偏差较大，故直接迭代重做物料衡算：组分进料，f 1馏出液，d i釜液，w i B 20 20 — T 30 30—0.03W 0.003W X 100.5199.481C10040D D 0015.0WD0015.040-二次解得 D=50.446，W=49.554 则 d T =29.852，w T =0.148 d C =0.0757，w C =39.924 再求N m ：42.721.00.1lg 924.390757.0148.0852.29lg =⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=m N校核d x ：515.021.033.0924.390757.0121.033.0924.390757.01042.742.7=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=x d再迭代一次，得最终物料衡算表：组分 进料，f 1 馏出液，d i釜液，w i 苯 20 20 — 甲苯 30 29.8513 0.1487 二甲苯 10 0.5150 9.4850 异丙苯400.075739.92433.2—9解解：查苯、甲苯、联苯的Antone 方程参数得t KPa)/log(*+-=C BA PABC苯 6.060395 1225.188222.155 甲苯6.086576 1349.15 219.9785 联苯6.36881997.558202.608估算塔顶温度88.5℃，则苯、甲苯的饱和蒸汽压分别为130.7702、51.6425KPa ，根据p p K *=求得两者的分配系数分别为1.0059、0.3972。
化工分离工程习题答案简介
化工分离工程习题答案简介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：（1） Nv = 3 ( c+2 )V-2F ziT F P FV , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L习题5附图（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。
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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：（1） Nv = 3 ( c+2 )V-2F ziT F P FV , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L习题5附图（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设计变量：回流比，馏出液流率。
进料，227K ，2068kPa组分N 2C 1C 2C 3C 4C 5C 6Kmol/h 1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物塔底产物92习题6附图第二章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：k P a 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=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==∑i y 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=K7765.0'1=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 α5.8072.3531.000i ij x α2.9035 0.5883 0.25003.7418 ∑⋅⋅iij iij x x αα0.7760 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 S315.1791=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=ψψ-ψ=ψf f()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。
组分 流率，mol/h 氢 200 甲烷 200 苯 50 甲苯10⑴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)求T 的初值为93℃，查图求K I组分 正己烷 正庚烷 正辛烷 z i 0.45 0.25 0.30 K i1.920.880.41()()111-ψ+-i ii K z 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%。