分离工程模拟试题

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附：模拟试题

分离工程模拟试题

一、 填空

1. 分离过程所加的分离媒介是 和 。

2. 相平衡常数K i 的定义是 。

3. 在变量分析中，固定设计变量通常指 。

4. 泡点温度计算中，已知变量是 。

5. 精镏中要指定 个关键组分，而吸收指定 个。

6．用Fenske 方程计算 时的理论板数。

7. 用Underwood 法求R m 时，θ的取值范围是 。

8．在萃取精馏中，溶剂的选择性表示为： 。

9．在进行反应的同时，用精馏的方法分离产物的过程称 过程。

10．在三角相图中所绘制的液相组成随时间变化的曲线称 。

11. 在多组分吸收中，理论板一定时，吸收因子大的组分，吸收程度 ；分离要求一定时，

若关键组分吸收因子大，理论板数 。

12. 当某组分在 中不存在时，该组分的相对吸收率与吸收率相等。

13. 按双膜理论的观点，化学吸收瞬时反应将在 完成，反应速率

传递速率。

14. 化学吸收中二级不可逆快速反应，C AL = ；此时增强因子与八田数 ；

称快速 反应。

15. MESH 方程对C 组分物系在N 级上操作各有 个；修正H 方程用来计算 。

16. 五类气体吸附等温线中， 类显示出强吸附能力。

17. 固定床吸附器长度等于 之和。

18. 膜的分离透过特性包括 。

19. 超滤是以 为推动力，按 选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜

分离操作。

二、分析与推导 1. 一单极分离如图所示

（1） 通过分析得出设计变量数，并回答如何指定；

（2） 用物料衡算与平衡关系推导1)1(+-=i

i ij j j

v f v f α （式中：j j i i j j i i Vy v Vy v FZ f FZ f ====）

2.溶液中组分在压力P 时形成均相共沸物，推导该共沸物中任意组分i 的活度系数

0i i p p

=γ。

3. 原溶液C 组分萃取精馏，加溶剂S, 由相对挥发度定义推导溶剂对非溶剂的相对挥

2 发度表达式：∑∑==α=βc i i

is c i i x x 11

. 三、简答

1. 活度系数法计算气液平衡常数的通式为：

]RT )p p (v exp[p

p x y K s i L i ,m v i s i s i i i i i -==ΦΦγ 从以下几种情况讨论气液平衡常数的简化形式： （1） 气相为理想气体，液相为理想溶液；

（2） 气相为理想气体，液相为非理想溶液；

（3） 气相为理想溶液，液相为理想溶液；

（4） 气相为理想溶液，液相为非理想溶液。

2．清晰分割法物料衡算假设条件是什么？

3. 为什么加萃取剂后可提高组分的相对挥发度?

4. 吸收因子的定义式是什么？由定义式说明有利于组分的吸收条件。

5. 对于可逆反应，当某产物的挥发性大于反应物时，为什么采用反应精镏可提高转化率?

6. 如何建立MESH 方程？

7. 什么是吸附平衡，什么是优惠吸附等温线？

8．简述吸附过程机理。

9. 在电渗析中，为什么会发生反离子迁移？

10. 超滤、微滤、纳滤机理什么？

四、计算

1. 有一精馏塔，塔顶为部分冷凝器，汽相采出产品，液相回流，产品组成和相平衡常数如下表，汽相分率为0.3，塔顶压力为101.3 kPa ，若选用的冷却介质能使温度达到300C ，通过计算说明能否满足汽相分率为0.3的工艺要求。

组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8

X Di （mol ） 0.10 0.40 0.50

K i （300C ） 17 4 1

2. 已知乙烯精馏塔的进料组成如下（摩尔分数）：

编号 1 2 3 4

组分 CH 4 C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6

X Fi 0.01 0.45 0.50 0.04

若乙烯的回收率为99%，乙烷在馏出液中的浓度不超过1%，清晰分割法计算馏出液、釜液的量和组成；若全塔平均相对挥发度lh α＝2.15，不对非关键组分校核，计算最少理论板数。

3. 将A 、B 和C 三组分混合液在一连续精馏塔中精馏，塔釜

采出组成为X WA =0.01、X WB =0.05、X WC =0.94，塔釜条件下的

相对挥发度为,2,3==BC AC αα再沸器中气化分率为70%

，

3 试求进入塔釜的液相组成。

4. 醋酸甲酯（1）—甲醇（2）—水（3）各二元系的平均范拉尔常数为12130.429 1.06A A ''== 230.29A '=当用水作溶剂分离（1）、（2）混合物时，若X 3=0.8，计算原溶液X 1=0.7时溶剂的选择性；若馏出液量为100kmol/h 且不含水，回流比为1.1，设0→β，计算水的加入量是多少。

5. 某二元系在30℃时221221ln 1.5ln 1.5x x γγ==，已知a s kP P 98.791=

a S kP P 65.662=判断该混合物能否形成最低共沸物；若能形成，计算共沸压力。 6. 炼厂气于30℃，506.5kPa 下在一个26层板的吸收塔内用轻油吸收，板效率为20%，已知混合气体量（V N+1），吸收剂量（L 0），及各组分相平衡常数（K i ）如下：

组分 A B C D E ∑

V N+1 I （kmol/h ）

86 8 4 2 0 100 L 0 i （kmol/h ） 0 0 0 2 290 292

K i 30 6 2 0.5 很小

计算：（1）平均液汽比为3时B 、D 的吸收量。

（2）若关键组分D 的相对吸收率提高到100%，其他条件不变，理论板数又是多少。