分离过程学习指导和习题集

例题详解

1. 填空题

(1) 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）。

(2) 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1

,1∑>∑>i i i i K z z 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。

2. 简答题

(1) 什么叫露点，精馏塔顶温度如何处理？

露点温度（压力）是在恒压（温）下冷却气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度（压力），简称露点。精馏塔塔顶温度即为对应塔顶汽相组成的露点。

(2) 怎样判断混合物在T ，P 下的相态，若为两相区其组成怎样计算？

对进料作如下检验。

= 1 B T T = 进料处于泡点，0=ν

i i Z k ∑ > 1 T >B T 可能为汽液两相区，ν>0 < 1 T

= 1 D T T = 进料处于露点，1=ν

i i k Z ∑ > 1 T

< 1 T >D T 进料为过热蒸汽

计算时，所指定的温度应在泡露点温度之间，这样才会出现汽液两相，否则只会是单相不必进行等温闪蒸的计算。只有)(i i k Z ∑> 1和i i Z k ∑< 1时，混合物始处于汽液两相区（0<ν<1），需要进行等温闪蒸的计算。

(3) 用逐次逼近法进行等焓闪蒸计算时，什么情况下汽化率作为内循环，温度T

作为外循环，为什么？

宽沸程混合物的闪蒸计算，所谓宽沸程混合物，是指构成混合物的各组分的挥发度相差悬殊，在很宽的温度范围内，易挥发组分主要在蒸汽相中，而难挥发组分

主要留在液相中。进料热焓的增加将使平衡温度升高，但对汽液流率V 和L 几乎无影响。因此宽沸程的热量衡算更主要地取决于温度，而不是v 。根据序贯算法迭代变量的排列原则，最好是使内层循环中迭代变量的收敛值将是下次内层循环运算的最佳初值，因此的宽沸程闪蒸，由于v 对T 的取值不敏感，所以v 作为内层迭代变量较为合理。

(4) 简述绝热闪蒸计算的计算方法。

①作图法

思路：先假设一个2t （2t 应在B D T T 与之间），这样可按闪蒸来计算产生的汽液两相组成和量，即得出v T -关系，闪蒸曲线，然后再由进出料热焓相等的原则来校核2t ，即等焓平衡线，交点为2t ，v 。

⑴闪蒸曲线（v T -曲线）

a 、 试差求2P 下的B D T T ,；

b 、 在B D T T ,之间设22,t t '''…，试差求21,v v …。

⑵等焓平衡线

a 、 在上述B D T T ,之间所设22,t t '''…下，由求出

的i i y x ,并根据22,T P 查出iL iV H H ,，求出

L V H H ,，L

V L H H H H v --=1*1 b 、作*2v T -等焓平衡线，交点即为2t ，v ，由此求出i i y x L V ,,,

②手算或计算机计算

思路：−→−=-→−−−→−→−−−→−−−→−→-y H H i i R N T H H H y x v k H T P L V 0,122,211,12迭代设结束

调整2T

一. 练习题

1. 填空题

(1) 单级分离是指两相经（）后随即引离的过程。

(2) 常用的气液相平衡关系为（）。

(3) 相对挥发度的定义为两组分的()之比，它又称为（）。

(4) 根据炮、露点的概念，精馏塔塔顶温度即为对应塔顶气相组成的（），塔釜温

度即为对应塔釜液相组成的（）。

(5)用于泡点计算的调整公式为（）。

(6)平衡常数与组成有关的露点计算，需迭代露点温度或压力外，还需对（）进

行试差。

(7)在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属（）。

(8)在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于（）。

(9)当混合物在一定的温度和压力下，满足（）条件，混合物处于（）。

(10)等温闪蒸计算目标函数对收敛速度和稳定性有很大影响，采用

Newton-Raphson法时，较好的目标函数为（）。

(11)绝热闪蒸与等温闪蒸计算不同点是需要考虑（）。

2.选择题

(1)计算溶液泡点时，若∑

=

>

-

C

i

i

i

X

K

1

1

，则说明

a.温度偏低

b.正好泡点

c.温度偏高

(2)在一定温度和压力下，由物料组成计算出的∑

=

>

-

C

i

i

i

X

K

1

1

，且

∑

=

<

c

i

i

i

K

Z

1

1

/

，

该进料状态为

a.过冷液体

b.过热气体

c.汽液混合物

(3)计算溶液露点时，若

1

/<

-

∑i

i

K

y

，则说明22

a.温度偏低

b.正好泡点

c.温度偏高

(4)进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区22

a.

∑

∑>

>1

/

1

i

i

i

i

K

Z

Z

K且

b.

∑

∑<

>1

/

1

i

i

i

i

K

Z

Z

K且

c.

∑

∑>

<1

/

1

i

i

i

i

K

Z

Z

K且

d.

∑

∑<

<1

/

1

i

i

i

i

K

Z

Z

K且

(5)5.气液两相均可视为理想溶液时，其气液相平衡关系为：

A.ΦiVPyi=PiSfiO Lxi

B. ΦiVPyi=ΦiS PiS xi

C. ΦiVPyi=ΦiSPiSxi

3.简答题

(1)什么叫露点，精馏塔顶温度如何处理？

(2)相平衡关系可用几种方法来表达。

(3)就活度系数法计算气液平衡常数的通式，分以下几种情况进行讨论：