分离工程综合复习资料
《分离工程》知识点笔记
《分离工程》知识点笔记第一章：分离工程概论1.1 分离过程的重要性在化学工业中，分离技术扮演着至关重要的角色。
从原油提炼到制药生产，从食品加工到废水处理，几乎所有的化工过程中都离不开有效的分离操作。
通过这些操作，可以将原料中的有用成分与不需要的杂质分开，或是根据产品的不同规格要求进行提纯。
因此，掌握先进的分离技术对于提高产品质量、降低能耗以及减少环境污染具有重要意义。
1.2 常见的分离技术简介分离方法依据其物理或化学性质的不同而异，主要包括但不限于以下几种：•蒸馏：利用组分沸点差异实现液体混合物的分离。
•吸收：一种或多种气体被溶解于液体溶剂中以达到净化目的。
•萃取：借助另一种液体（萃取剂）选择性地提取原溶液中的某一成分。
•吸附：固体表面吸引并保持流体分子的能力，广泛应用于空气净化及水处理领域。
•结晶：通过控制温度等条件使溶液中的溶质形成晶体沉淀出来。
•膜分离：依靠半透膜的选择透过性对物料进行浓缩和净化。
•干燥：去除物料中水分或其他挥发性物质的过程。
•沉降与过滤：基于颗粒大小差异来分离悬浮体系的方法。
1.3 分离过程的选择标准选择合适的分离方法时需考虑多个因素，包括但不限于：•经济成本：设备投资费用、运行维护开支及能源消耗水平。
•环境影响：是否会产生有害废弃物？如何妥善处置？•效率高低：目标产物回收率、纯度指标能否满足需求？•安全性考量：操作过程中是否存在安全隐患？应急措施是否到位？此外，还需结合具体应用场景综合分析，比如对于热敏性材料，则应避免采用高温加热方式；当面对易燃易爆物质时，则要特别注意防火防爆设计。
第二章：相平衡基础2.1 相律及其应用相律是描述系统处于平衡状态时各相之间关系的基本法则之一，由吉布斯提出。
其数学表达式为：F = C - P + 2，其中F表示自由度数，C代表独立组分数目，P指相数。
该定律揭示了给定条件下能够独立改变变量的数量上限，有助于指导实验设计与数据分析工作。
例如，在一个二元液液系统里，若已知总压强恒定不变，则只需调整温度即可观察两相间组成变化情况。
分离工程综合复习资料
《分离工程》综合复习资料一、填空题1. 请在下列选项中选择：超滤属于 、 过程；沉降属于 ；共沸精馏属于 、 过程。
A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离 2. 膜分离的推动力可以是 、 或 。
3. 相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。
4. 宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。
5. 推导Underwood 公式所用假设是：1） ；2） 。
6. 根据右图中恒浓区（阴影部分）的位置， HNK 为 ，LNK 为 。
7. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是 。
8. 液液平衡的分离因子又称为 。
9. 化学工业中最常使用的结晶技术是 和 。
10. MESH 方程分别指 ； ； ； 。
11.分离过程是将 分成 的两种或几种产品的操作。
12.平衡分离过程是借助 ，使均相混合物系统变成 ，再以混合物中各组分在处于 的两相中 为依据而实现分离。
13.传质分离过程用于各种 混合物的分离，其特点是有 发生，依据 的不同，传质分离过程又分为 过程和 过程。
14.活度系数的基准态是指活度系数等于 的状态。
15.从动力学上讲，相平衡是指相间 为零的状态。
16.膜分离过程包括 、 、 、 、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。
17.恩特伍德公式的假设条件是（1） ；（2） 数。
（第6题18.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为，其中相对易于挥发的组分成为，不易挥发的组分称为。
19.相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。
20．吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用不同而达到分离有关组分的传质分离过程。
21．分离媒介包括和。
22．离子交换的步骤分为、、交换反应、、五步。
23．相平衡常数计算方法有、两种计算方法。
24．最小理论塔板数与无关，只取决于。
25．萃取剂的作用是和。
二、简答题1. 试描述“逆行精馏”效应，实际操作中如何减弱或消除？2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
分离工程期末复习与总结
3. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度 ( )。 A. 很高 B. 较低 C.只是冷凝过程，无分离作用 D. 只是气化过程，无分离作用 4. 下列哪一个是平衡分离过程 (A)。 a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离 5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于( ) a.饱和液相 b.过热蒸汽 c.饱和蒸汽 d.气液两相
进料组成
CH4 C2H6 C3H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10
摩尔分数/% 5.0 35.0 15.0 20.0 10.0 15.0
≤ 2.5% ≤ 5.0%
α
7.356 2.091 1.000 0.901 0.507 0.408
分离工程期末复习与总结
• 题型： • 填空 • 选择 • 名词解释 • 简答题 • 综合题
填空
1. 任何化工生产过程都可以概括为（ ）、 （）、 （）、 和（）过程。P1分离工程 课本
2. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（ 工分离课本
）型计算和（
）型计算。化
3. 泡沫分离技术是根据（ 来实现的。
综合题 1.
P5 例题1-1
1. 某塔进料量为100kmol/h，进料组成为甲烷0.4、乙烷0.2、丙烷0.3、丁烷0.1（以上皆为摩尔分率）。分离要 求乙烷在塔顶的回收率为90%，不含丁烷，塔底丙烷回收率为95%，不含甲烷。求塔顶、塔底产品的数量。
综合题2
P71
设计一个脱乙烧塔，从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的相对挥发度和对产物的 分离要求见设计条件表。试求所需最少理论板数?
）原理来实现的，而膜分离是根据（
）原理
4. 膜分离中，浓差极化的控制措施有（
）、（
分离工程复习资料
分离⼯程复习资料化⼯分离⼯程考试⼤纲第⼀部分课程性质与⽬标第⼆部分考核内容与考核⽬标第⼀章绪论⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习，能对传质分离过程有⼀个总体了解。
⼆、考核知识点与考核⽬标（⼀）、化⼯分离操作在化⼯⽣产中的重要性（⼀般）识记：化⼯分离操作在化⼯⽣产中的重要性分析。
（⼆）、分离过程的分类和特征（次重点）识记：分离过程的分类和特征，传质分离过程的分类和特征。
第⼆章单级平衡过程⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习，使学⽣正确理解相平衡热⼒学中的基本概念，掌握平衡常数、泡点、露点和闪蒸过程的计算⽅法。
⼆、知识考核点与考核⽬标(⼀) 相平衡条件（重点）识记：相平衡条件；汽液、液液平衡表⽰⽅法。
（⼆）相平衡常数和分离因⼦（重点）识记：相平衡常数和分离因⼦的含义；状态⽅程法、活度系数法表⽰的汽液平衡常数。
应⽤：⽤状态⽅程法、活度系数法计算汽液平衡常数。
（三）活度系数法计算汽液平衡常数的通式及计算（重点）理解：活度系数法计算汽液平衡常数的四种简化形式。
应⽤：⽤活度系数法计算汽液平衡常数的前三种简化形式计算汽液平衡常数。
（四）泡点和露点计算类型（重点）识记：泡点和露点的含义及四种计算类型。
（五）泡点温度和压⼒的计算（重点）。
应⽤：⽤汽液平衡常数前三种简化形式计算泡点温度和泡点压⼒。
（六）露点温度和压⼒的计算（重点）应⽤：⽤汽液平衡常数前三种简化形式计算露点温度和露点压⼒。
（七）闪蒸过程类型（重点）识记：闪蒸的含义；闪蒸过程的类型及应⽤。
（⼋）等温闪蒸和部分冷凝过程（重点）识记：核实闪蒸问题是否成⽴的两种⽅法。
应⽤：汽液平衡常数与组成⽆关的闪蒸过程的计算。
第三章多组分多级分离过程分析与简捷计算⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习，使学⽣掌握各种常⽤的分离过程的基本原理、流程及其简捷计算；了解塔内流量、浓度和温度分布特点。
⼆、考核知识点和考核⽬标（⼀）设计变量（重点）识记：设计变量、可调设计变量、固定设计变量的含义。
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•1、分离技术的特性表现为其（）、（）和（）。
-2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。
•3、分离过程分为（）和（）两大类•4、分离剂可以是（）或（）,有时也可两种同时应用。
•5、若分离过程使组分，及j之间并没有被分离，则（）。
•6、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程分离的（）o•7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不等）的原理，常采用（）作为处理手段，并把其它影响归纳于（）中。
•8、传质分离过程分为（）和（）两类。
•9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（）作用下经过某种介质时的（）差异而实现分离。
•10、分离过程是将一混合物转变为组成（）的两种或几种产品的哪些操作。
-11、工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（）o-12、速率分离的机理是利用传质速率差异，其传质速率的形式为（）、（）和（）。
•13、绿色分离工程是指分离过程（）实现。
•14、常用于分离过程的开发方法有（）、（）o•1、分离过程是一个（）• a.炳减少的过程；b.炳增加的过程；c.炳不变化的过程；d.自发过程•2、组分，、，之间不能分离的条件是（）• a.分离因子大于1； b.分离因子小于1； c.分离因子等于1•3、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（）实现分离。
• a.组成不等；b.速率不等；c.温度不等•4、当分离因子（）表示组分，及/之间能实现一定程度的分离。
• a. ；b. ；c.•5.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（）• a.结晶；b.吸收；c.加热；d.浸取。
•6、下列分离过程中属机械分离过程的是（）：• a.蒸偏；b.吸收；c.膜分离；d.离心分离。
•7、当分离过程规模比较大，且可以利用热能时，通常在以下条件选择精馅法（）：• a.相对挥发度＜1.05； b.相对挥发度＞1.05； c.相对挥发度＜1.5； d.相对挥发度＞1.5。
《分离工程》综合复习
分离工程综合复习资料（答案）一、 不定项选择1.下列属于机械分离的是（ A C ）A ．沉降 B. 超滤 C. 静电除尘 D. 吸附分离 2.膜分离属于（B D ）A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离 3.ESA 被用于下列哪种分离过程？（ B D ）A. 机械分离B. 速率分离C. 平衡分离D. 传质分离 4.公式V i L i i f f K / 适用于下面哪种情况？（ A ）A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液；B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液；C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；D. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液；5.已知：T ，y 1，y 2 ……y C ；求解：P ，x 1，x 2……x C 属于哪种计算类型（ A ）A . 露点压力 B. 泡点温度 C. 露点温度 D. 泡点压力6.在设计变量中，e a N 表示（ C ）A. 装置设计变量数B. 单元固定设计变量数C. 单元可调设计变量数D. 装置固定设计变量数 7.HNK 表示（ C ）A. 重组分 B . 重关键组分 C. 重非关键组分 D .8.根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（B ）A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分；9. 根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（ A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK 为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分； 10.液液平衡的分离因子又称为（ C ？ P14）A. 相对挥发度B. 分配系数C. 相对选择性D. 回收率11.图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ D ）（第8题） （第9题）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区12. 图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ B ）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区D. 属于6区13.分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使得丙酮成为轻组分？（ A ） 见P75A. 水B. 乙酸甲酯C. 正己烷D. 乙醚二、1. 有其它轻组分，这种情况称为～。
生物分离工程总复习题
生物分离工程总复习题第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位？在生物技术领域，通常将生物产品的生产过程称作生物加工过程，包含优良生物物种的育种、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等）及目标产物的拆分提纯过程，后者又称作下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物拆分工程研究的根本任务：设计和优化拆分过程，提升拆分效率，增加拆分过程步骤，延长拆分操作方式时间，达至提升海口收率与活性、降低生产成本的目的。
生物拆分工程的特点就是什么？1．产品丰富产品的多样性导致分离方法的多样性2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离3．生物分离一般比化工分离难度大3.生物拆分工程可以分成几大部分，分别包含哪些单元操作方式？生物拆分过程通常分后四步：1.固-液拆分（不溶物的除去）Vergt、过滤器、细胞碎裂目的就是提升产物浓度和质量2.铀（杂质斯维恰河）离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。
3．纯化色谱、电泳、结晶以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
4．精制结晶、干燥在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？（1）产品价值（2）产品质量（3）产物在生产过程中发生的边线（4）杂质在生产过程中发生的边线（5）主要杂质独有的物化性质就是什么？（6）相同拆分方法的技术经济比较上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。
5.生物分离效率有哪些评价指标？目标产品的浓缩程度――浓缩率m2．目标产物的拆分提纯程度――拆分因子或拆分系数α3．回收率rec第二章细胞分离与破碎复习题1．简述细胞破碎的意义一、细胞破碎的目的由于存有许多生化物质存有于细胞内部，必须在提纯以前将细胞碎裂，并使细胞壁和细胞膜受相同程度的毁坏（减小通透性）或碎裂，释放出来其中的目标产物，然后方可展开抽取。
分离工程复习指导.docx
分离过程复习指导武汉工程大学化学工程学科组第一章绪论一. 内容说明1.教学目的与要求了解分离工程在化工生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
理解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。
1）了解本课程的任务和内容，与其它课程的相互关系。
2）了解分离操作在化工生产中的重要性。
掌握分离因了的定义。
3）了解传质分离过程的分类和特征。
2.授课主要内容1」分离操作在化工生产中的地位1.2分离过程的特征与分类1.3分离过程的研究内容与研究方法3.重点、难点及对学生的要求重点讲解分离过程的特征，区分分离因了和固有分离因了，讲解用其判断一个分离过程分离的难易程度。
讲解平衡分离的的原理和处理的手段。
重点：掌握分离过程的特征，分离因了和固有分离因了的区别，平衡分离和速率分离的原理。
难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易程度，分离因子与板效率Z 间的关系。
二. 例题详解1.填空题（1）分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（爛减过程）。
（2）分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
（3）衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固冇分离因了）•（4）工业上常用（分离因了）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（固有分离因子）。
心馆（5）分离因了表示任一分离过程所达到的（分离程度），其定义为（"2宀2）。
（6）分离因了（等于1）,则表示组分i及jZ间不能被分离。
（7）分离剂可以是（能量ESA）或（物质MSA）,有时也可两种同时应用。
（8）平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不等）的原理，常采用（平衡级）作为处理手段，并把其它影响归纳于（效率中）。
（9）速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。
（10）分离过程是将一混合物转变为组成（互不相同）的两种或几种产品的哪些操作。
生物分离工程期末复习资料
第一章1．生物分离工程的一般过程P4答：①发酵液的预处理主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相，液相分离，提高过滤速度。
过滤、离心是其最基本的单元操作。
②产物的提取采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
③产物的精制常采用色谱分离技术，有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。
④成品的加工处理浓缩、结晶、干燥第二章一、概念：1.发酵液的预处理：指采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离，提高过滤速度。
2.凝集（凝聚）：指在投加的化学物质（如水解的凝聚剂，铝、铁的盐类或石灰等）作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
3.絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.离心分离：指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
主要用于颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。
（分为差示离心、均匀介质离心、密度梯度离心、等密度梯度离心和平衡等密度离心。
）5.等电点沉淀法：利用蛋白质等两性化合物在等电点时溶解度最低，易产生沉淀的性质，用酸化剂或碱化剂调节发酵液的pH，使其达到菌体蛋白的等电点而产生沉淀。
二、填空：1、按过滤时料液流动方向的不同，分为常规过滤和错流过滤。
2、可溶性杂蛋白的去除法包括：等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法三、问答1、发酵液的一般特征？①组成大部分为水；②发酵产物的浓度较低；③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；④含有培养基中的残留成分，如无机盐类、非蛋白质大分子及其降解产物；⑤含有其他少量代谢副产物；⑥含有色素、毒性物质。
热原质等有机杂质。
2、常用的絮凝剂有什么？无极絮凝剂：Al2(SO4)3·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、高分子无机聚合物等。
有机絮凝剂：壳多糖及其衍生物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚丙烯酰类聚乙烯亚胺类。
3、影响絮凝效果的因素？答：①絮凝剂的种类；②絮凝剂浓度；③ pH; 最关键因素，影响絮凝剂活性基团的解离度。
分离工程复习题及答案
分离工程复习题及答案1、分配系数:指一定温度下，处于平衡状态时，组分在流动相中的浓度和在固定相中的浓度之比，以K表示。
分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。
分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。
在不同的色谱分离机制中，K有不同的概念：吸附色谱法为吸附系数，离子交换色谱法为选择性系数（或称交换系数），凝胶色谱法为渗透参数。
但一般情况可用分配系数来表示。
2、絮凝:使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。
通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂，其作用是吸附微粒，在微粒间“架桥”，从而促进集聚。
胶乳工业中，絮凝是胶乳凝固的第一阶段，是一种不可逆的聚集。
絮凝剂通常为铵盐一类电解质或有吸附作用的胶质化学品。
3、层析分离:根据蛋白质的形态、大小和电荷的不同而设计的物理分离方法。
各种不同的层析方法都涉及共同的基本特点:有一个固定相和流动相，当蛋白质混合溶液(流动相)通过装有珠状或基质材料的管或柱(固定相)时，由于混合物中各组份在物理化学性质(如吸引力、溶解度、分子的形状与大小、分子的电荷性与亲和力)等方面的差异使各组分在两相间进行反复多次的分配而得以分开。
流动相的流动取决于引力和压力，而不需要电流。
用层析法可以纯化得到非变性的、天然状态的蛋白质。
层析的方法很多，其中凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等是目前最常用的层析方法。
4、吸附分离：是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程。
5、分子印迹技术：将各种生物大分子从凝胶转移到一种固定基质上的过程称为分子印迹技术。
6、反渗析：是指在推动力作用下，溶剂（水）从高溶质浓度一侧到低溶质浓度一侧，克服渗透压作用的过程。
7、共沉淀分离是利用溶液中主沉淀物（称为载体）析出时将共存的某些微量组分载带下来而得到分离的方法。
化工分离工程考试复习资料
化工分离工程1.有相变的膜分离过程是渗透蒸发2.膜分离过程中，推动力不同于其它过程的是透析3. 约束变量关系数就是变量之间可以建立的方程数和给定的条件4. 等焓节流之后压力降低，温度也降低5. 塔板上液层越厚，气泡越分散，表面湍动程度越高，则点效率越高6. 当把一个气体溶液冷凝时，开始产生液滴的点叫作露7. 对多组分物系的分离，应将分离要求高的组分最后分离8.与板式塔相比，填料塔常具有的特点是压降小9. 吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是增加液汽比10. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.5时泡点为t1，与之相平衡的气相组成y A=0.75时，相应的露点为t2，则t1=t211. 膜分离是速率分离过程12. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于气液两相13.一般吸收过程，可调设计变量数为1个14. 下列哪一个不是吸收的有利条件？提高温度15. 关于简捷法的描述那一个不正确？计算结果准确16.全回流操作时，精馏塔进料F、馏出液D和釜液W 的流率应为W = 0，D = 0，F = 017. 适合于选用填料塔的情况为物料具有腐蚀性时18. 电渗析膜分离过程不能用筛分原理来解释19. 每一单股进料均有C+2个设计变量。
20. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度较低21. 组分i、j之间不能分离的条件是分离因子等于122. 分离过程是一个熵减少的过程23.分离最小功是指完全可逆过程中所消耗的功24.与填料塔相比，压降小不属于板式塔的特点25. 纯组分的蒸发不是闪蒸过程26. 气体浓度不是影响吸收因子的物理量27. 利用液体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使不同组分分离的操作称为萃取28. 以下分离方法中技术成熟度和应用成熟度最高的是精馏29. 汽液平衡关系pyi=γixipi0的适用条件是低压条件下的非理想液相30. 汽液相平衡K值越大，说明该组分越易挥发31. 溶解度与物质化学性质、溶剂性质及温度无关。
分离工程期末考试复习资料
《分离工程》课程综合复习资料一、单选题1．图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的（）区域。
A．属于1区B．属于3区C．属于4区D．属于6区答案：D2．根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（）。
A．HNK为分配组分，LNK为非分配组分B．HNK为非分配组分，LNK为分配组分C．HNK为分配组分，LNK为分配组分D．HNK为非分配组分，LNK为非分配组分答案：AN表示（）。
3．在设计变量中，eaA．装置设计变量数B．单元固定设计变量数C．单元可调设计变量数D．装置固定设计变量数答案：C4．已知：T ，y1，y2……yC ；求解：P ，x1，x2……xC 属于（）计算类型。
A ．露点压力B ．泡点温度C ．露点温度D ．泡点压力答案：A5．公式V i L i i f f K / 的适用条件是（）。
A ．汽相为理想溶液，液相为理想溶液B ．汽相为理想气体，液相为理想溶液C ．汽相为理想溶液，液相为非理想溶液D ．汽相为理想气体，液相为非理想溶液答案：A6．吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中（）的不同，而达到分离目的传质过程。
A ．挥发度B ．吸附性C ．渗透性D ．溶解度答案：D7．借助一定的（），实现混合物中组分的分级、浓缩、富集、纯化、精制与隔离等的过程称为分离过程。
A ．设备B ．吸收剂C ．分离剂D ．溶剂答案：C8．若板式精馏塔塔板发生雾沫夹带，应该增大（）。
A ．气体流速B ．开孔率C ．塔板直径D．塔板间距答案：D9．共沸精馏属于（）过程。
A．平衡分离B．速率分离C．机械分离答案：A10．超滤属于（）过程。
A．平衡分离B．传质分离C．机械分离答案：B11．下列不是分离设备的是（）。
A．离心泵B．吸收器C．闪蒸罐D．填料塔答案：A12．平衡分离过程用到的分离媒介不包括（）。
A．热能B．溶剂C．吸收剂D．生物膜答案：D13．绿色分离工程主要针对的是工业过程对环境的影响而言，下列（）不是它的别称。
分离工程复习资料
第一章绪论1、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。
生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段：发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些？发酵液预处理的目的和要求有哪些？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。
（一）发酵液预处理的目的1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率；2）使产物转入便于后处理的某一相中；3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
总之，改变发酵液的性质，以利于固液分离。
（二）、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除；3、蛋白质的去除；4、重金属离子的去除；5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除；6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行；7、调节适宜的pH值。
2、发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理和特点？（一）凝聚和絮凝1、凝聚：在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
（二）、加热法①降低发酵液的粘度；②去除某些热变性蛋白等物质；③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。
分离工程复习
2. 恒沸精馏
恒沸物的特点：
特殊精馏习题-2,3
yi xi Pyi pis i xi 1 1 2 p2s p1s
夹带剂的选择特点 恒沸精馏的操作特点 ① 精馏产物与塔的分离能力有关，与全部进料总组成
(F组成、S用量)有关。 ② 当MF一定，有不同的塔釜组成xBi, 服从杠杆规则； ③ 塔内温度不会出现极值。
G(e) ( yi xi ) 0
迭代变量 1/T P T P
e=V/F
3
分离工程复习
2. 泡、露点计算的基本方程
习题1-①
相平衡关系
yi Ki xi
(i 1, ,c)
归一方程
yi 1 xi 1
2
i
i
相平衡常数式 Ki fi (P,T, x, y)
(i 1, ,c)
重组分H全部到塔底；bi＝fi，di＝0
给出： η—例题2-5 x—习题-3,5
LK、HK关键组分根据分离要求作物料衡算。
② 非清晰分割法基本假定： 部分回流的浓度分布≈全回流的浓度分布
11
分离工程复习
五．特殊精馏
1、萃取精馏
溶剂的作用
ln12/S
ln
p1s p2s
1
T>Td T=Td T<Td
T<Tb T=Tb T>Tb
过热蒸汽 饱和蒸汽
不确定
过冷液体 饱和液体
不确定
同时满足 ∑ziKi>1 和 ∑zi/Ki>1 则是汽液混合物。
6
分离工程复习
三．精馏操作型严格计算
1、 MESH方程
M——i组分的物料衡算方程 E ——i相平衡方程 S ——摩尔流率加和归一方程 H ——热量衡算方程（j板）
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《分离工程》综合复习资料一、填空题1. 请在下列选项中选择：超滤属于、过程；沉降属于；共沸精馏属于、过程。
A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离2. 膜分离的推动力可以是、或。
3. 相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于；从动力学来看，相间。
4. 宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于，因此将热衡算放在循环中。
5. 推导Underwood公式所用假设是：1）；2）。
6.HNK为，LNK7.8.9.10. MESH方程分别指；11.分离过程是将分成的两种或几种产品的操作。
12.平衡分离过程是借助，使均相混合物系统变成，再以混合物中各组分在处于的两相中为依据而实现分离。
13.传质分离过程用于各种混合物的分离，其特点是有发生，依据的不同，传质分离过程又分为过程和过程。
14.活度系数的基准态是指活度系数等于的状态。
15.从动力学上讲，相平衡是指相间为零的状态。
16.膜分离过程包括、、、、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。
17.恩特伍德公式的假设条件是（1）；（2）数。
18.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为，其中相对易于挥发的组分成为，不易挥发的组分称为。
19.相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。
20．吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用不同而达到分离有关组分的传质分离过程。
21．分离媒介包括和。
22．离子交换的步骤分为、、交换反应、、五步。
23．相平衡常数计算方法有、两种计算方法。
24．最小理论塔板数与无关，只取决于。
25．萃取剂的作用是和。
二、简答题1. 试描述“逆行精馏”效应，实际操作中如何减弱或消除？2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
3.某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数?4．非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点?5．萃取精馏和共沸精馏的相同点和不同点是什么？6．画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？7．计算最小回流比所用恩特伍德公式的假设条件是什么？当简单精馏塔在最小回流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。
8．物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？9．如何判断闪蒸问题是否成立？10.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。
三、综合题（20分）1.对再沸器单元求相应设计变量数，要求写出详细步骤。
（5分）2. 某原料含有A、B、C、D和E五个组分。
已知αA＞αB＞αC＞αD＞αE其中E的含量很高，B与C最难分离。
试设计一个合理的精馏分离塔序,画出流程示意图，将各组分分为纯组分。
（5分）3．如图所示一精馏塔，进料为四组分。
塔顶采用全凝器，塔釜采用部分再沸器。
该塔通过侧线采出部分产品。
忽略压降。
请计算该装置的设计变量数，并指定固定设计变量和设计型可调设计变量。
4．甲乙酮（MEK ）和水在常压下形成二元均相正偏差共沸物，共沸组成为含甲乙酮65％，而在0.7MPa 的压力下，共沸组成变化为含甲乙酮50%。
现有一甲乙酮和水的混合物，其中甲乙酮含量为35％，请设计一流程对此混合物进行分离，要求画出流程图，在图上指出进料和出料，并通过T-x-y 图说明你所设计的流程。
5．某原料含有A 、B 、C 、D 和E 五个组分。
已知αA ＞αB ＞αC ＞αD ＞αE ，其中E 的含量很高，B 与C 最难分离。
试设计一个合理的精馏分离塔序，画出流程示意图，将各组分分为纯组分。
四、计算题（15分）1. 今有A 、B 、C 、D 四元混合物送入精馏塔分馏，进料组成及相对挥发度见下表。
要求馏出液中B 的收率为98％（mol ），釜液中D 的收率为99％（mol ）。
计算最少理论板数和全回流操作下的组分分配。
组分 摩尔分率 相对挥发度 A 0.2 10.71 B 0.3 4.76 C 0.1 1.57 D0.41.0注：Fensk 公式：HKLK W HK D LK W HK D LK m N -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg )1)(1(lg ,,,,2. 设计一个脱乙烷塔，从含有4个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的平均相对挥发度见设计条件表，要求馏出液中乙烷的收率为97％，釜液中丙烯的收率为85％（mol.）。
试求最小理论板数及在全回流条件下馏出液和釜液的组成。
脱乙烷塔的设计条件编号 进料组分 mol% α 1 甲烷 10.0 7.35 2 乙烷 40.0 2.09 3 丙烯 25.0 1.00 4丙烷25.00.90二、简答题1.答：精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的最低值提到冷凝器中的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精馏成果被抵消的情况，称为“逆行精馏”效应。
提高回流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。
2.答：因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，称为溶剂回收段。
3.答：所谓塔顶产品不合格，是指塔顶馏出物中重组分含量较多。
因此，可以通过适当加大回流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。
4．答：非均相催化反应精馏，即将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。
优点:1).对于受平衡制约的反应，采用催化精馏能够大大超过固定床的平衡转化率。
2).由于精馏作用移出物系中较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。
5．答：相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。
不同点：1)可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多，且萃取剂用量不像共沸剂受限制；2)共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；3)共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易，流程较简单，只用于连续操作；4)同样压力下共沸精馏温度低，适于热敏性物料。
6．答：加入位置：溶剂的加入口一定要位于进料板以上，但需要与塔顶保持有若干块塔板。
原因：溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加入口一定要位于进料板以上。
但需要与塔顶保持有若于块塔板，起回收溶剂的作用。
1：萃取精馏塔 2：溶剂回收塔7．答：假定：1) 塔内汽相和液相均为恒摩尔流率；2）各组分的相对挥发度均为常数；8．答：物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程。
吸收塔内从塔顶到塔釜，气、液相浓度都是上升的，温度也是上升的。
9．答：方法一：分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的露点和泡点温度，然后核实闪蒸温度是否处于泡露点温度之间。
若该条件成立，则闪蒸问题成立。
方法二：计算ΣK i z i 和Σz i /K i ,若ΣK i z i >1, 说明T B <T ；若Σz i /K i >1，说明T D >T 。
综合两种试算结果，只有T B <T<T D 成立，才构成闪蒸问题。
10. 答：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分； 2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的馏出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近； 4）分离很高挥手率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。
三、综合题1. 解： 73+=C N ev32+=C N e c4+=C N e i 3+=C N ex1=e a N2. 解：ABCD A BC BE BCD D C 2. 解：固定设计变量N x E ：[2分] 一股进料：c+2=4+2=6 一个压力等级：1 N x E =6+1=7固定设计变量指定［2分］：进料温度、压力、流率，其中三个组分的浓度，塔的操作压力 可调设计变量N a E ：［3分］ 3个串级： 3 分配器： 1 全凝器： 1侧线采出单元：1 再沸器： 1 N a E =7设计型设计变量指定：［3分，注此题标准答案不止下述一种］ 塔顶出料中轻关键组分浓度侧线采出馏分中轻关键组分的浓度 轻关键组分在这两股出料中的回收率 回流比适宜出料位置适宜进料位置4. 解：浓度为35%的甲乙酮首先进入低压塔（I ），塔顶产品为含甲乙酮65%的溶液，塔釜产品为纯水。
I 塔的塔底产品进入高压塔（II ），塔釜为纯甲乙酮，塔顶为含甲乙酮为50%的溶液做为塔I 的循环进料。
3分MEKX F H 2O T5. 解：A A +B +C+DBAB +C四、计算题1.解：由题意，组分B 和D 分别为轻、重关键组分，用公式计算最少理论板数：HK LK W HK D LK W HK D LK m N -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg )1)(1(lg ,,,,=76.4lg )99.01)(89.01(99.089.0lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯=3.68583/0.6776=5.43948全回流下组分分配计算：（假设100mol/h进料）由此计算非关键组分含量：以组分D为参考组分组分进料馏出液釜液数量mol%数量mol%数量mol% A200.219.99339.320.004960.01B300.329.457.820.61.22C100.11.05122.07 8.948818.21 D400.10.40.79 39.680.56 合计101050.8442100.0049.15376100.002 解：假设100kmol/h进料,由题意，乙烷（2）和丙烯（3）分别为轻、重关键组分。
用Fensk公式计算最少理论板数：HKLKWHKDLKWHKDLKmN-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg)1)(1(lg,,,,=09.2lg)85.01)(97.01(85.097.0lg⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯=2.26/0.32=7.07（块）d2=38.8kmol/h，w2=1.2kmol/h，d3=3.75kmol/h，w3=21.25kmol/h。
由此计算非关键组分含量：以组分3为参考组分，计算结果：f i, kmol/h d i, kmol/h w i, kmol/h编号进料组分1甲烷10.0010.0002乙烷40.0038.80 1.20 3丙烯25.00 3.7521.254丙烷25.00 1.9323.07。