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。

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。

2. 计算溶液泡点时，若∑=>-C

i i i X K 101，则说明（C ）

A. 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 ）

A. L

i i V K φ= B. s

i i P K = C. L

i

i V K φ= D. s i i i P K γ=

A.A.稀释作用；

B.对组分相互作用不同；

C.与某组分形成正偏差溶液；

D.与某组分形成共沸物。

9. 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 ）

A.形成最低恒沸物；

B.形成最高恒沸物；

C.不形成恒沸物。

10. 对吸收有利的操作条件为（ C ）

答：清晰分割法指的是多组分精馏中馏出液中除了重关键组分(HK)之外，没有其它重组分；釜液中除了轻关键组分(LK)之外，没有其它轻组分。非清晰分割表明各组分在顶釜均可能存在。

在顶釜同时出现的组分为分配组分；只在顶或釜出现的组分为非分配组分。

一般情况下，LK 、HK 和中间组分为分配组分；非关键组分可以是分配组分，也可以是非分配组分，所以非关键组分不一定是非分配组分。

3. 萃取精馏中，萃取剂在何处加入？为何？

答：在萃取精馏塔顶下几块理论板、进料板以上几块理论板处加入，在进料板以上几块板加入可以使全塔范围内保持较高的溶剂浓度，在塔顶下保留几块理论板是为了防止萃取剂从萃取精馏塔顶带出，起到回收溶剂的作用。 四、分析题（10分）

分析右图进料级的设计变量，得出：

v c i x a N N N N N 、、、、。物流含

c 个组分，要求列出具体步骤。

解：独立变量数：()52510e i N c c =+=+

约束关系数：物料平衡式 c

能量平衡式 1

相平衡式 c

L 、V 温度、压力相等 2

N c e 2c+3

所以 ()5102337e e e i v c N N N c c c =-=+-+=+ 固定设计变量 进料变量 3c+6

单元压力 1

N x e 3c+7

可调设计变量 ()37370e e e a i x N N N c c =-=+-+=

x 1,W 解：①根据题意，组分1为轻关键组分，组分2为重关键组分，组分3为重组分，采用清晰分割法，根据物料衡算关系可列下表：

组分 进料f i /kmol/h

馏出液d i 釜液w i 1

33

33-0.01W

0.01W

2 3

3 0.01D 33-0.01D 3 3

4 0 34 合计

100

D

W

根据物料衡算，有方程组：

2. 某二元系，活度系数和饱和蒸汽压关系式如下，试求组成为10.75x =（摩尔分数）时，该物系共沸温度与共沸压力。

已知：2

12ln (ln 3)x γ=； 221ln (ln 3)x γ=

11010ln 6.15s P T =-

； 21440

ln 6.87s P T

=- （s P —饱和蒸汽压，KPa ；T —温度，K ）

解：共沸精馏：11

12221s

s P P γαγ==则1221

s s P P γγ=

0.9。解：① 已知0.9A =，理论板数为10，则有

又∵L A K V =

关关 ∴0.9 1.15 1.035K K L

A K V

==⨯= ② 尾气的量和组成见下表：

进料

相平

吸收

塔顶尾气

由

1.035L

V

= 解得50879.668 1.583410L kmol kg ==⨯