分离工程习题解答
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。
分离工程试题库及答案精品
分离工程试题库及答案第一部分填空题1.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。
2.汽液相平衡是处理（气液传质分离）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）。
3.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
4.吸收因子为（mVL A），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
5.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）。
6.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（泡露点程）确定。
7.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
8.解吸收因子定义为（S=m V/L）。
9.吸收过程主要在（塔顶釜两块板）完成的。
10.吸收有（１）个关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
精馏有（2）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。
11.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（大10K）以上。
12.吸收过程只有在（贫气吸收）的条件下，才能视为恒摩尔流。
13.采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔为一恒定值，所以在（进料时补加一定的萃取剂）。
14.要提高萃取剂的选择性，可（增大）萃取剂的浓度。
15.吸收过程发生的条件为(P i＞Ｐi*,y i＞ｙi*)。
16.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（相平衡程）计算各板的温度。
17.常见复杂分离塔流程有（多股进料），（侧线采出），（设中间冷凝或中间再沸器）。
18.设置复杂塔的目的是为了（减少塔数目，节省能量）。
19.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（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。
20.为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。
21.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。
22.在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分时所需的功。
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
《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。
分离工程第二章部分课后题答案
分离⼯程第⼆章部分课后题答案5.由于绝⼤部分体系是⾮理想溶液，为进⾏定量的热⼒学分析与计算，溶液中的各组分浓度必须以活度代替。
由正⾟烷(1)、⼄苯(2)和2-⼄氧基⼄醇(3)所组成的溶液，其组成为: x 1=0.25 (均为摩尔分数)，x 2= 0.52， x 3= 0.23，试求总压为0. 1MPa 达到平衡时该溶液中各组分的活度系数。
已知: 0. 1MPa 时有关各端值常数如下。
A 12= 0. 085,A 21= 0.085， A 23= 0.385，A 32= 0. 455， A 13=0. 700， A 31= 0.715，c=-0.03。
解：ln γ1=x 22[A 12+2x 1(A 21?A 12)]+x 32[A 13+2x 1(A 31?A 13)]+x 2x 3[A 21+A 13?A 32+2x 1(A 31?A 13)+2x 3(A 32?A 23)?c (1?2x 1)]=0.1064γ1=1.1123ln γ2=x 32[A 23+2x 2(A 32?A 23)]+x 12[A 21+2x 2(A 12?A 21)]+x 3x 1[A 32+A 21?A 13+2x 2(A 12?A 21)+2x 1(A 13?A 31)?c (1?2x 2)]=0.0198γ2=1.0200ln γ3=x 12[A 31+2x 3(A 13?A 31)]+x 22[A 32+2x 3(A 23?A 32)]+x 1x 2[A 13+A 32?A 21+2x 3(A 23?A 32)+2x 2(A 32?A 23)?c (1?2x 3)]=0.3057γ3=1.35767.若要将上题中甲醇与醋酸甲酯的均相共沸物⽤⽔作萃取剂将其分离，需计算醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度。
系统温度为60°C，已知醋酸甲酯(1)-甲醇(2)-⽔(3)三元体系各相应⼆元体系的端值常数A 12= 0.447, A 21= 0.411，A 23=0.36，A 32= 0.22, A 13=1.3，A 31= 0.82，醋酸甲酯和甲醇的饱和蒸⽓压p 10= 0.1118MPa ， p 20= 0. 0829MPa ，试⽤三元Margules ⽅程来推算出在60°C 时x 1=0.1, x 2=0.1, x 3= 0.8 (均为摩尔分数)的三元体系中醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度a 12。
分离工程考试题库及答案
一、 填空1、当混合物在一定的温度、压力下，满足（ ∑K i Z i>1且 ∑K i / Z i>1）条件即处于两相区，可通过（ 等温闪蒸 ）计算求出其平衡汽液相组成。
2、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ 溶剂回收段 ）。
3、吸收因子为（ A=L /KV ），其值可反应吸收过程的（ 难易程度 ）。
4、吸收剂的再生常采用的是（ 用蒸汽或惰性气体的真空塔 ），（ 用再沸器的解吸塔 ），（ 用蒸馏塔解吸 ）。
5。
多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（ 设计型 ）型计算和（ 操作型 ）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（ 1 ）关键组分，这是因为（ 单向传质 ）的缘故。
8、精馏有（ 2 ）个关键组分，这是由于（ 双向传质 ）的缘故。
9、对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（ 进料热焓 ）决定，故可由（ 热量衡算式 ）计算各板的温度。
10、流量加合法在求得ij x 后，由（ S ）方程求j V ，由（ H ）方程求j T 。
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、常用吸附剂有（ 活性炭 ），（ 硅胶 ），（ 沸石分子筛 ），（ 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( ∑Y i / K i =1 )。
17、泡点方程的表达式为( ∑K i X i=1 )。
18、泡点温度计算时若 ∑K i x i >1，温度应调（ 低 ）。
19、泡点压力计算时若 ∑K i x i >1，压力应调（ 高 ）。
20若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z =>∑, 且1(/)1c i i i Z K =>∑时， 其相态为（ 气液两相 ）。
分离工程计算题详解
分离工程习题四、计算题：1、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。
乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为10℃， 用泡点方程∑=1x K i i 进行试差，不满足泡点方程, 设温度为7.2℃，重新试差，满足泡点方程，泡点温度为7.2℃,结果见表。
组份 组成 设温度为10℃设温度为7.2℃圆整 i Ki i x K i Ki i x K乙烷 0.05 6.8000 0.340 6.4266 0.321 0.323 丙烷0.301.8000 0.540 1.6134 0.484 0.487 正丁烷 0.65 0.3714 0.241 0.29140.189 0.190 ∑1.001.1210.9941.0002、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其露点温度。
乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为24℃， 用泡点方程∑=1K /y i i 进行试差，不满足露点方程, 设温度为23℃，重新试差，满足露点方程，露点温度为23℃,结果见表。
组份 组成 设温度为24℃设温度为23℃圆整 i Ki i K /yi Ki i K /y乙烷 0.05 8.6666 0.006 8.5333 0.006 0.006 丙烷0.302.7334 0.110 2.6667 0.112 0.113 正丁烷 0.65 0.7714 0.843 0.74280.875 0.881 ∑1.000.9590.9931.0003、一轻烃混合物进行精馏塔的计算，求得最小回流比Rm=1.45，最小理论板数Nm=8.6，现取操作回流比 为R=1.25Rm ，全塔平均板效率为n=0.60，求所需的实际塔板数。
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，。
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 0.692选正戊烷为参考组分，则由，查图2-1a得t=78℃K1=4，K2=1。
56, K3=0。
6,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。
(参考资料)2012分离工程习题解答及思考题
第一章 多组分精馏1、欲分离苯（1）、甲苯（2）和二甲苯（3）的三元混合物，精馏塔的进料、塔顶产品和塔底产品的组成如下：组分 苯甲苯二甲苯塔顶产品 0.995 0.005 0 塔底产品 0.005 0.744 0.251 进料0.600 0.300 0.100塔于常压下操作。
试求： （1）塔顶分凝器和塔釜温度。
（2）若进料温度为92o C ，确定进料相态。
假设液相服从拉乌尔定律，汽相可作为理想气体。
三个组分的蒸汽压分别用下列各式计算：KT mmHg P T P T P T P iS S S S −−⎪⎭⎪⎬⎫−−=−−=−−=)04.58/(99.33661390.16ln 67.53/(52.30960137.16ln )36.52/(51.27889008.15ln 321解：（1）塔顶分凝器温度，即分凝器出口蒸汽的露点温度。
/ / 1 80.0,/ 1 T 81.0,/ 1 T 80.3,S i i iiio S i i i i i o S i i i i i o S i i i i K p P x y Kt C p K x y K t C p K x y K t C p K x y =====>==<==∑∑∑∑∑∑∑∑（完全理想系）（露点方程）设，计算及，设低了；设，计算及，设高了；设，计算及/ 1.0019 1 80.3i o K C =≈∴认为分凝器温度为。
（2）塔釜温度，即釜液组成的泡点温度。
/ 1 115.0, 1 T 116.5, 1 T 116.0,S i i iiio S i i i i i o S i i i i i o S i i i K p P y x Kt C p K y x K t C p K y x K t C p K y ==×===×<==×>==∑∑∑∑∑∑∑（完全理想系）（泡点方程）设，计算及，设低了；设，计算及，设高了；设，计算及 1.0071 1 116.0i i o x K C ×=≈∴∑认为塔釜温度为。
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。
专升本《分离工程》_试卷_答案
专升本《分离工程》一、（共31题,共151分）1. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（T：K，pis：Pa）（10分）标准答案：2. 在环境状态下，将含有50%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar方程联立，其常数A12=2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：(1)由物料衡算解得n1 = n2 = 0.5 kmol/h= 1.58x106J/h3. 在环境状态下，将含有60%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar方程联立，其常数A12 =2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：4. 苯酚精馏塔如附图所示：原料液含苯酚40％，水60％（分子分数）要求苯酚产品纯度99％以上，操作压力101.3Kpa，塔顶蒸汽冷凝后过冷到20，在分层器中分层，分层全部回流，水层去污水厂处理。
查20时苯酚—水的互溶度数据为：水层含苯酚1.68％（摩尔百分数），分层含水66.9％（摩尔百分数），苯酚—水系统在1atm下的汽—液平衡数据为：若回流比选用最小回流比的1.5倍，饱和液体进料，并认为回流液过冷对塔内回流量的影响可忽略，试求理论塔板数。
（10分）标准答案：5. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（10分）标准答案：6. 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，( )。
（2分）A.回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最为经济；D.填料层高度趋向无穷大.标准答案：D7. 精馏塔设计时，若F、xF、xD、xw、V均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，则设计所需理论板数( )。
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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℃。