化工分离工程考试答案

化工分离过程期中考试试题答案2013分）分，共20一、填空题（每

空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。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 2. 逆过程。汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压3. 。力相等，各组分在每一相中的化学位相等）满足Kz和相平衡常数4.当

混合物在一定的温度、压力下，进料组成ii??（）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平1?1,KzKz?iiii衡）计算求出其平衡汽液相组成。

5.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。

6.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。

7.最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。

8.萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措施使产品达到分离要求。

9.吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。

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。

C）计算溶液泡点时，若，则说明（C2.?0KX?1?ii1?i 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LssL???PP iiiii?K?K A. B. D. C. D 示为（）?K?K

iiiiVV?PP?ii A ）K值越大，说明该组分越（4. 汽液相平衡蒸汽压小。 D.难挥发；

C.沸点高；A.易挥发； B. ）如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（ B 5.

闪蒸方程；D.相平衡方程。A.泡点方程；B.露点方程；C.

计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算6.

露点压力。D.C.泡点压力；等温闪蒸；B. （B ）A.泡点温度；

）表示（C精馏中用7. HNK D. 轻非关键组分。重非关键组分； B. 重关键组分；C. 轻关键组分；A.

以下描述中，不属于萃取精馏中溶剂的作用的是（8. D ）1 / 5

B.对组分相互作用不同；稀释作用； A. D.与某组分形成共沸物。

C.与某组分形成正偏差溶液；

SS，，且，B混合液的总蒸汽压力为P，若9. 在一定温度和组成下，A PP?P?P BA）则该溶液（ A C.不形成恒沸物。B.形成最高恒沸物； A.形成最低恒沸物；

）10. 对吸收有利的操作条件为（ C

D.低压高温。C.高压低温；A.低温低压；B.高温高压；分）三、简答题（每小题5分，共15 简述分离过程的特征？什么是分离因子，叙述分离因子的特征

和用途。1.

是个熵减小的过程，分离某种混合物成为不同产品的过程，答：分离过程的特征：不能自发进行，因此需要外界对系统作功（或输入能量）方能进行。yy ji??分

离因子表示任一分离过程所达到的分离程度。定义式：ij xx ji根据实际产品组成，分离因子与1相差越远，则可达到有效的分离。

2. 什么叫清晰分割法，什么叫非清晰分割法？什么是分配组分与非分配组分？非关键组分是否就一定是非分配组分？

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）

N、N、N、N、N。分析右图进料级的设计变量，得出：aivcx物流含c个组分，

要求列出具体步骤。

??e?5c?c?2N?510 解：独立变量数：i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

??eee?3?3c0?5NNN???c1?2c7?所以e N 2c+3 c

civ2 / 5

3c+6 进料变量固定设计变量

1 单元压力e3c+7

N x??eee可调设计变量0??3c?7?7N3?N?Nc?xai分）五、计算题（每小题15分，共45）三元混合物送入精馏塔分离，进料3）, 正辛烷（正庚烷（1. 正己烷（1）, 2，（摩尔分数）x≤0.01组成及相对挥发度见下表。要求馏出液中正庚烷浓度2, D。（摩尔分数）。进料流率为100kmol/h釜液中

正己烷浓度x≤0.011,W

平均相对挥发度摩尔分率组分5.25 1 0.33

2.27 2 0.33

1.00

3 0.34

）用清晰分割法计算组分在塔顶和塔釜分配，用物料平衡表表示（不需要求：（1 （2）计算最少理论板数。核算清晰分割的合理性）；为重组分，为重关键组分，组分3组分1为轻关键组分，组分2解：①根据题意，采用清晰分割法，根据物料衡算关系可列下表：

釜液wf/kmol/h

馏出液d 组分进料iii

0.01W 1

33-0.01W 33

33-0.01D 33 0.01D

2

34 34 0 3

W

D

合计100

根据物料衡算，有方程组：100?D?W

D=32.65kmol/h

D?33?0.0W1?0.D01W=67.35kmol/h

则馏出液和釜液组成列表如下：

组成x釜液w组成x馏出液d进料f组分i,Wiii,Di

0.01 0.6735 33 1 32.3265 0.99

0.485 32.6735 33 2 0.3265 0.01

0.505 34 34 3 0 0

1

67.35

100