化工分离过程-本 本科 山大20年考试题库及答案

一、名词解释（45分）

1、恒沸精馏

学生答案：在被分离溶液中加入第三组分以改变原溶液中各组分间的相对挥发度而实现分离，如果加入的第三组分能和原溶液中的一种组分形成最低恒沸物，以新的恒沸物形式从塔顶蒸出，称为恒沸精馏。

2、相对挥发度

学生答案：习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比，称为相对挥发度。

3、固体吸附

学生答案：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。也指固体物质表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。

4、萃取精馏

1、学生答案：向精馏塔顶连续加入高沸点添加剂，改变料液中被分离组分间的相对挥

发度，使普通精馏难以分离的液体混合物变得易于分离的一种特殊精馏方法。

5、露点

学生答案：在一个单相气体体系中，由于温度和压力的改变，系统中出现第一个液滴时的温度或压力。

6、泡点

学生答案：液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度，称为在这压力下的泡点。

7、液液萃取

1、学生答案：用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物

液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。

8、反应精馏

2、学生答案：反应精馏就是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程

9、膜分离

3、学生答案：利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称

作膜分离。

二、计算与分析题（22分）

10、如图所示，回流比变化对精馏费用的影响。请做出简要说明解释。

11、如图所示平衡级模型，请写出其MEHS方程组的具体形式。

12、计算全凝器（两股物流和--股热交换）的设计变量。

三、简答题（100分）

13、简要说明逐板计算求理论板的方法。

学生答案：逐板计算法通常从塔顶开始，计算过程中依次使用平衡方程和操作线方程，逐板进行计算，直至满足分离要求为止。

(连续精馏塔，从塔顶最上一层塔板（序号为1）上升的蒸汽经全凝器全部冷凝成饱和温度下的液体，因此馏出液和回流液的组成均为，即

根据理论板的概念，自第一层板下降的液相组成与互成平衡，由平衡方程得

从第二层塔板上升的蒸汽组成与符合操作关系，故可用精馏段操作线方程由求得，即

同理，与为平衡关系，可用平衡方程由求得，再用精馏段操作线方程由计算。如此交替地利用平衡方程及精馏段操作线方程进行逐板计算，直至求得的（泡点进料）时，则第n层理论板便为进料板。通常，进料板算在提馏段，因此精馏段所需理论板层数为。应予注意，对于其它进料热状态，应计算到为止（为两操作线交点坐标值）。

在进料板以下，改用提馏段操作线方程由（将其记为）求得，再利用平衡方程由求算，如此重复计算，直至计算到为止。对于间接蒸汽加热，再沸器内汽液两相可视为平衡，再沸器相当于一层理论板，故提馏段所需理论板层数为(m–1)。在计算过程中，每使用一次平衡关系，便对应一层理论板。)

14、气液传质设备的效率有几种表示方法？是如何定义的？

学生答案：

15、为分析和设计计算的方便，化工中常采用不同的物质组成表示方法。举例说明：质量分数与摩尔分数的关系。

学生答案：质量分数是指混合物中某种物质质量占总质量的百分比，摩尔分数是指混和物或溶液中的一种物质的摩尔数与各组分的总摩尔数之比。质量分数与摩尔分数可以进行换算，例如：某酒精的质量分数为92.93%，则假设溶液质量为100g，则其中乙醇的质量为92.93g，水的质量为7.07g。

得n(乙醇)=92.93g÷46g/mol=2.0202mol,

同理得出n(水)=7.07g÷18g/mol=0.3928mol

乙醇的摩尔分数为：2.0202÷(2.0202+0.3928)*100%=83.72%

16、假设相平衡常数与组成无关，简要说明泡点计算的过程。

学生答案：

17、精馏操作中，全回流有何特点？

学生答案：在精馏操作中，若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内，则这

种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为

零，通常进料和塔底产品也为零，即既不进料也不从塔内取出产品。显然全

回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制，因此在精馏塔的开

工调试阶段及实验精馏塔中，常采用全回流操作。

18、为分析和设计计算的方便，化工中常采用不同的物质组成表示方法。说明：质量分数与摩尔分数的关系。

学生答案：质量分数是指混合物中某种物质质量占总质量的百分比，摩尔分数

是指混和物或溶液中的一种物质的摩尔数与各组分的总摩尔数之比。质

量分数与摩尔分数可以进行换算，例如：某酒精的质量分数为92.93%，则假设溶液质量为100g，则其中乙醇的质量为92.93g，水的质量为7.07g。

得n(乙醇)=92.93g÷46g/mol=2.0202mol,

同理得出n(水)=7.07g÷18g/mol=0.3928mol

乙醇的摩尔分数为：2.0202÷(2.0202+0.3928)*100%=83.72%

19、画出精馏塔工艺流程图，并注明各部分的名称。

学生答案：

20、什么是化工单元操作？举例说明。

学生答案：

21、举例说明常见的气液传质设备。

学生答案：

22、举例说明两种常见的固体吸附剂。

学生答案：