化学分离法知识点

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化学分离法知识点

化学分离法知识点总结

第二章化学分离前的预处理

1.组分分离的概念

1)富集:对摩尔分数小于0.1组分分离。

2)浓缩:对摩尔分数处于0.1到0.9范围内组分的分离。

3)纯化:对摩尔分数大于0.9组分分离。

4)回收因子Ri:Ri为分离后所测得的回收量Q占样品

总量Q o的比值。Ri=Q/Qo

5)分离因子S B/A:对于A、B两种组分而言。分离程

度可从用分离因子表示。在分析分离中是表示被测

组分A与干扰组分B的分离程度。其定义式为:S B/A=

(QB/QA)/(QOB/Q OA)=RB/RA

在分离过程中要求分离因子越小越好

6)纯度:纯度系指分离产物中含杂质的多少。对于在

常量范围的无机物定量分析而言,纯度要求99.9%以

上,对于高纯物质则要求高达99.999%甚至更高。2.化学分离前的预处理:

为了从固体混合物中得到单一组分物质,通常要先将其溶

解或分解、熔融、浸出等,转变为溶液状态,最后才进行

化学分离。因此把在化学分离之前将固体混合物处理成溶

液这一过程,称为化学分离前的预处理。

预处理方法:溶解法(酸融法、碱融法),熔融法(酸熔

法、碱熔法、半熔法或烧结法),物质的浸出(直接法、

转换法、细菌浸出法),有机物分解五种。

3.分离目的:

分析操作的样品前处理、确认目标物质的结构、获取单一

纯物质、去除有毒或有害物质。

第三章沉淀分离法

1.沉淀分离法:是在溶液中加入溶剂或沉淀剂, 通过化学反应或者改变溶液的pH值、温度、压力等条件, 使分离物以固相物质形式沉淀析出的一种方法。

沉淀分离法分为:常规沉淀分离法、均相沉淀分离法和共沉淀分离法。

2. 均相沉淀法:

1)概念:借助于化学反应使溶液中缓慢而均匀地产生

沉淀剂以获得较纯净的晶形或非晶形沉淀的方法。

2)沉淀按其物理性质不同,可粗略分为两类:晶型沉

淀和不定形沉淀。

不定形沉淀又称非晶型沉淀或胶体沉淀。晶型沉淀

中又分为细晶型和粗晶型。

3)如果要获得晶体沉淀,一般认为首先是构晶粒子在

过饱和,然后进一步成长为按一定晶格排列的沉淀。

晶核的形成有两种情况:一是均相成核,另一种是

异相成核。

均相成核是构晶粒在过饱和溶液中,通过离子缔合

作用自发地形成晶核。异相成核是溶液中混有固体

微粒,这些微粒起着晶种的作用,诱导沉淀形成。

4)均相沉淀法的途径:

a)可以通过改变溶液pH值,使欲沉淀物质的溶

解度慢慢降低,令沉淀析出。

b)利用适当的反应在溶液中缓缓地产生出沉淀

剂。

c)逐渐出去溶剂。将试液与有机沉淀剂在某种与

水混合的溶剂中混合,然后慢慢蒸发出去溶

剂。

d)破坏可溶性络合物。用加热的方法破坏络合物

或用一种离子从络合物中置换出被测离子,从

破坏北侧例子的络合物从而进行均相沉淀。3.共沉淀分离法:

1)共沉淀现象:当沉淀从溶液中析出时,溶液中的某

些原本可溶的组分被沉淀夹带而混杂于沉淀中,这

种现象被成为共沉淀现象。

2)定义:加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体沉

淀剂,将痕量组分定量地沉淀下来,然后将沉淀分

离(溶解在少量溶剂中、灼烧等方法),以达到分离

和富集目的的一种分析方法。

3)利用共沉淀剂进行分离的方法很多。一般分为无机

共沉淀剂沉淀分离法和有机共沉淀剂沉淀分离法。

4)无机共沉淀剂沉淀分离法特点:

a)无机共沉淀剂比表面积大,吸附富集效率高。

b)选择性不高,但犹豫痕量组分经富集后可用原

子光谱分析,因此不影响测定结果。

5)无机共沉淀剂沉淀分离法三种形式:

a)吸附共沉淀分离可分为夹带沉淀和后沉淀两种

沉淀方式。

i.夹带沉淀:这种方法基于物化效应,在沉

淀表面未达到平衡时,机械吸附溶液中的

异电荷离子,从而将痕量组分夹带下来的

分离方法。

ii.后沉淀:后沉淀又称继沉淀。溶液中某些

组分沉淀之后,另一种本来难以沉淀的组

分在该沉淀表面上继续析出沉淀的现象。

特征:富集物质的量随沉淀在溶液中放置

时间的增长而增多。

b)混晶共沉淀分离

c)形成晶核共沉淀分离法

6)以有机试剂来富集分离微量组分的分离方法称为有

机共沉淀分离法。

7)与无级共沉淀分离法相比,有机共沉淀分离法具有共沉淀分离法分离具有的优点:高效性和高选择性,有

机共沉淀剂可用强酸、强氧化剂破坏或用灼烧挥发方

法除去。

第四章萃取分离法

1.利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数不同而使溶液

得到纯化或浓缩的方法称为萃取。

2.萃取法根据参与溶质分配在两相中物态性质的不同而分

为:液固萃取、溶液有机溶剂萃取、双水相萃取和超临界流体萃取等。

3.溶剂萃取的基本原理:相似相溶原则。

4.萃取条件的选择

1)螯合物萃取条件的选择:

a)螯合剂的选择:所使用的螯合剂与金属离子生

成的螯合物越稳定,其稳定常数越大,分配比

也就越大,萃取的效率也就越高。此外,螯合

剂所含疏水基团越多,亲水基团越少,萃取的

效率越高。

b)溶剂的选择:溶剂的选择依据“相似相溶”原

理。被萃取的螯合物在溶剂中的溶解度越大,

萃取的效率就越高。对螯合物萃取体系一般选

择惰性溶剂。

c)酸度的选择:选择溶液的酸度尽可能的要小,

其解离度要大,分配比才会比较大,萃取的效

率就越高。但酸度不能太小,否则容易发生金

属离子水街。

d)干扰的消除:如果利用控制酸度的方法不能够

达到很好的分离效果,可以加入适当的掩蔽剂

以达到分离的目的。

2)缔合物萃取条件的选择:

a)萃取剂和溶剂的选择:对于盐萃取常采用含

氧的有机溶剂作为萃取剂和溶剂。对于铵盐萃

取通常用大分子胺和碱性染料做为萃取剂,溶

剂则用苯、甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷等惰性

溶剂。

b)酸度:离子缔合物萃取体系一般要在较高的酸

度下进行才能保证盐的形成。

c)盐析作用:在离子缔合物的萃取体系中如果加

入某些与被萃取化合物具有相同的阴离子盐类

或酸根。有助于提高萃取效率。这种作用成为

盐析作用。加入的盐类称为盐析剂。盐析剂的

作用做要是产生同离子效应,降低水分子与被

萃取物的结合能力和水的介电常数,从而有利

于离子缔合物的生成。

d)加入适当的配位剂:可以使金属离子先形成亲

水性小的配阴离子,然后才能和离子或铵离

子形成离子缔合物。

5.超临界流体的概念及性质:

概念:当流体的温度和压力处于它的临界温度和临

界压力以上时,称该流体处于超临界状态。

性质:流体既具有液体对物质的高溶解度的特性,

又具有气体易于扩散和流动的特性。6.CO2是超临界流体技术中最常用的溶剂,其优点是:

1)CO2在室温下实现设备加工并不困难,并且它还有不

可燃、无毒、化学稳定性好、廉价等优点。

2)低粘度,低表面张力,合理临界特性,任沸点。7.超临界流体萃取的影响因素:

1)压力的影响:改变萃取剂流体压力就可以把试样中

的不同组分按它们在流体中溶解度的大小不同,先

后萃取分离。在低压下溶解度大的物质先被萃取,

随着压力增加难溶物质也渐与基体分离。

2)温度的影响:温度变化影响超临界流体萃取的能力

表现在影响萃取的密度和溶质的蒸汽压两个因素。

3)萃取时间的影响:萃取时间取决于两个因素,被萃

取物质在朝里媒介流体中的溶解度以及潮流界流体

在被萃取物质与基体中的传质连率。溶解度越大,

传质速率越大,萃取越完全效率也越高,所用时间

就越短。

4)其他溶剂的影响:在超临界流体中加入少量其他溶

剂量可以改变它对溶质的溶解能力

第五章离子交换分离法

1.定义:离子交换分离法是利用离子交换剂(固相)与淋洗

液(液相)中的离子之间所发生的交换反应进行分离的方法。

2.离子交换剂的分类

1)阳离子交换树脂:强酸阳离子交换树脂(—SO3H)、

弱酸阳离子交换树脂(—COOH)、中度阳离子交换树

脂。(—PO3H2)

2)阴离子交换树脂:强碱性阴离子交换树脂R—

N(CH3)3Cl?

弱碱性阴离子交换树脂伯、仲、叔胺基

3)特殊离子交换树脂

3.例题

1)举例说明阳离子交换树脂的合成途径。

a)阳离子交换树脂可由具有磺酸基团,羧酸基团

或羟基的化合物直接聚合而成。

b)可以在得到粒状的离子交换树脂的基体后,再

经过化学反应导入离子交换功能基团。

2)最常用的磺酸型离子交换树脂是由苯乙烯-二乙烯苯

共聚物以硫酸银为催化剂,用浓硫酸或氯磺酸处理而

得到

3)例如,常用的季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备可

将苯乙烯-二乙烯苯聚合物经氯甲基醚进行氯甲基化

处理,然后再与叔胺进行氨化处理,即得聚苯乙烯型

季胺基强碱性阴离子交换树脂。

4.离子交换树脂的分类

1)按物理结构分类:凝胶型(孔径为5nm); 大孔

型(孔径为20—100nm);

2)按合成的树脂所用原料单体分类:苯乙烯系、酚醛

系、丙烯酸系、环氧系、乙烯吡啶系。

3)最常用的分类是依据树脂离子交换功能团分,主要

可分为:

a)强酸性阳离子交换树脂

b)弱酸性阳离子交换树脂

c)强碱性阴离子交换树脂

d)弱碱性阴离子交换树脂

5.离子交换树脂的性能参数

1)交联度定义:指树脂中含交联剂(二乙烯苯)的质

量分数。是树脂的重要性质之一,树脂的交联度常

以“X”表示。

交联度=交联剂质量/树脂总质量

2)交换容量:表示一定量离子交换树脂中含有可交换

离子的量,这是衡量离子交换树脂交换能力大小的

尺度,是树脂性质的另一指标。

6.例题

1)称取1.500g氢型让离子交换树脂,装入交换桩中,

用NaCl溶液冲洗,至流出液使甲基橙指示剂呈现橙

色为止。收集全部洗出液,用甲基橙做指示剂,以

0.1000mol/L NaOH标准溶液滴定,用去24.52ml,计

算树脂的交换容量。

2)将100ml水样通过强酸型阳离子交换树脂,流出液

用0.1042mol/L的NaOH滴定,用去41.25ml。若水

样中金属离子含量以钙离子表示,求水样中钙的质

量浓度(mg/L)?

3)将强酸型交换树脂处理成H型装柱,用水洗至中性,

将5.10ml0.2340mol/mL的CaCl2溶液加入到该树脂

柱中,再用水洗至中性。淋洗液在用0.1020mol/mL

的NaOH滴定,消耗20.50ml,求钙离子在该树脂上

的交换率?

7.离子交换树脂的选择性:

1)对不同价态的离子的选择:离子交换树脂选择高价

离子。价数越高,亲和力越大。

2)树脂溶胀应力:树脂对同价离子的亲和力是随着水

合离子半径的减少而增加。对于同价离子,当原子

序数增加,离子表面的电荷密度相对减少。因此吸

附的水分子也减少,水合离子半径也减少

3)稀土元素的亲和力随原子序数增大而减小,

水合离子的半径却增大,故其与树脂的亲和

力是按照原子序数不断递减

8..始漏点:在流出液中刚出现被交换的离子这一点时,称为“始漏点”或“流穿点”。

始漏点为什么小于交换量?由于到达始漏点时,交界层中

还有部分树脂未被交换,所以始漏点总是小于总交换量。

9.影响离子交换速率的因素:

1)树脂的颗粒越小两者的扩散速度都越快

2)温度升高使内扩散过程变快

3)交联度越大,对树脂的选择性影响越大

4)溶液浓度

5)搅拌速率

6)交换离子的性质

第六章色层分离法

1.定义:又称层析法或称色谱分离法,其最大特点是分离效

率高,而且能把各种性质极相似的物质彼此分离,再对其

进行成分分析。

2.色层分离法的分类:

1)按两相所处的状态分类:

a)根据流动相分类:气相层析液相层析

超临界流体层析

b)根据固定相分类:固体作为吸附剂的固定

相以涂布在固体载体表面的液体作为固定

2)按层析过程的机制可分为:

a)吸附层析:利用吸附剂对不同组分吸附能力的

不同加以分离的方法(气固层析,液固层析)。

b)分配层析:利用不同组分在流动相和固定相中

的分配系数不同而进行分离的方法(气液层析,

液液层析)。

c)离子交换层析:利用离子交换剂与各组分之间

的离子亲和力不同而进行层析分离的方法。

d)凝胶层析(或称排阻色谱):利用不同组分之间

分子大小不同,在通过凝胶介质时所受到的阻

滞作用的差异而进行分离的方法。

e)亲和层析:利用生物大分子之间特有亲和力的

不同进行分离纯化的方法。

3)按操作技术形式分类:

a)柱层析:将固定相装在层析柱中,使样品朝着

一个方向移动,通过各组分随流动相流动而得

到分离的方法。

b)纸层析:用纸作为液体的载体,样品点在纸上

随后展开达到分离鉴定的方法。

c)薄层层析:将适当的吸附剂在玻璃板或其他材

料薄板上铺成薄层,样品点在上面随后用流动

相展开达到分离鉴定的方法。

4)按色谱动力学过程分类:迎头法、顶替法和洗脱法。

洗脱法(冲洗法):

工作时,首先将样品加到色谱柱头上,然后用吸附

或溶解能力比试样组分弱得多的气体或液体作冲洗

剂。由于各组分在固定相上的吸附或溶解能力不同,

被冲洗剂带出的先后次序也不同,从而使组分彼此

分离。

这种方法能使样品的各组分获得良好的分离,色谱

峰清晰。此外,除去冲洗剂后,可获得纯度较高的

物质。目前,这种方法是色谱法中最常用的一种方

法。

常用的吸附剂有:硅胶、氧化镁、氧化铝、活性碳等。

一般要求吸附剂:

a)有较大的表面积和一定的吸附能力;

b)颗粒均匀,不与被分离物质发生化学作用;

c)对被分离的物质中各组份吸附能力不同。

目前常用的吸附剂吸附极性化合物能力的顺序为:

纸<纤维素<淀粉<糖类<硅酸镁<硫酸钙<硅酸<硅胶<氧化镁<氧化铝<活性碳

3.薄层层析的优点: 快速、分离效率高、灵敏度高、层

析后可以用各种方法显色、应用面广。

4.展开剂的选择:

1)对所需成分有良好的溶解性;

2)可使成分分离开;

3)待测组分的Rf值最好在0.2~0.8 之间,定量测定最

好在0.3~0.5之间;

4)不与待测组分或吸附剂发生化学反应;

5)展开后组分斑点圆且集中;

6)混和溶剂最好用新鲜配置的。

5.显色方法:紫外光下观察以蒸气熏使之显色喷以

各种显色剂

下面是一道填空题。。。。

第八章电泳法

电泳:带电颗粒在直流电场的作用下,向着与其电性相反的

电极移动的现象

电泳的分类:

1.按电泳时有无固体支持物分类

1)自由电泳(在无支持电解质溶液中进行)

a)显微镜电泳:细胞电泳

b)移动界面电泳:移界电泳,只能分离

c)等速电泳:各组分区带有同样的泳动速度

d)等电聚焦电泳(pH梯度电泳):鉴定胶体纯度,

测定电泳速度

2)区带电泳(在支持介质上实现的电泳)

a)纸电泳:滤纸

b)薄膜电泳:醋酸纤维素、离子交换薄膜

c)凝胶电泳:聚丙烯酰胺凝胶、交联淀粉凝胶

d)纤维电泳:玻璃纤维、聚氯乙烯

e)粉末电泳:纤维素粉、淀粉、玻璃粉

f)毛细管电泳(高效毛细管电泳):毛细管为分离

通道、高压电场为驱动力的液相分离分析新技

术。

2.按支持物的装置形式不同,区带电泳可分为:

1)平板式电泳:支持物水平放置,是最常用的电泳方

式。

2)垂直板式电泳:如聚丙烯酰胺凝胶可做成垂直板式

电泳。

3)垂直柱式电泳:如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳。

4)连续液流电泳:首先应用于纸电泳,将滤纸垂直竖

立,两边各放一电极,溶液自顶端向下流,与电泳

方向垂直。后来有用淀粉、纤维素粉、玻璃粉等代

替滤纸来分离血清蛋白质,分离量最大。

5)盘电泳:电泳槽为圆形(也有方形)的柱状凝胶电

泳属于此类。

3.按pH的连续性不同,区带电泳可分为:

1)连续pH电泳:即整个电泳过程pH保持不变,如常

用的纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳等。

2)非连续pH电泳:缓冲液和电泳支持物间有不同的pH

的电泳,如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳,等电聚焦电泳

等。

4.按分离原理命名:电聚焦、免疫电泳、双向电泳、蛋白质

印迹、毛细管电泳等。

5.根据凝胶介质命名:聚丙烯酰胺电泳、琼脂糖凝胶电泳、

淀粉凝胶电泳等。

影响电泳迁移率的因素

1.被分离物质的性质:被分离组分所带电荷越多,离解度越

大,体积越小电泳速度就越快,越接近球形物质,电泳速

度越快。

2.外加直流电场的电位梯度E:当L一定时,两极间所加电

压越高,质点的泳动速度越快,分离时间越短。

常压电泳(ΔU为100~500V)

高压电泳(ΔU为500~30000V)

?过高,产热,样品和Buffer扩散增加,条带增宽;

蛋白变性。

?过低,电泳时间增加,扩散。当需要增大电场强度以缩短电泳时间时,需附有冷却装置。

3.支持介质的性质:化学惰性、不导电、不带电荷、没有电

渗、不吸附电泳物质、热传导度大、结构均匀且稳定。

?吸附:支持介质表面对被分离组分质点吸附形成离子氛降低电泳速度和造成拖尾,因此降低分离效率。

?电渗:在电场中液体对固体支持物的相对移动;当电渗方向与电泳方向一致时,会加快颗粒泳动速度,

反之,当两者方向相反时,会减慢颗粒泳动速度。4.缓冲溶液的pH值及离子强度:pH值距离其等电点愈远,

其所带净电荷量就越大,电泳的速度也就越大;但是pH

过高或过低引起蛋白变性,缓冲液通常要保持一定的离子

强度;强度过低,则缓冲能力差,不易维持pH恒定,离

子强度过高,在待分离分子周围形成较强的带相反电荷的

离子扩散层(即离子氛),降低了蛋白质的带电量,使电

泳速度减慢。一般所用离子强度为0.02-0.2之间。

聚丙烯酰胺凝胶电泳

?聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种区带电泳方法。

?由于凝胶具有支持介质及分子筛的双重功能,分辨能力高,是目前最高分辨能力的电泳支持介质之一。

?应用范围:

蛋白质、核酸等高分子物质的分离(细分)、定性、定量;

蛋白质及核酸相对分子量和核酸序列分析;

基因变异及同功酶的研究。

聚丙烯酰胺凝胶作为区带电泳的支持介质的优点:

?机械强度好,透明有弹性。

?可根据要求制成具有不同孔径大小的凝胶,也可按要求引入其他带电荷的基团制成所需的共聚物;

?除电泳作用还有分子筛的分离功能,分离效率进一步提高;?无电渗现象,无吸附作用,化学惰性;

?样品用量小,1~100μg,甚至小至纳克级;

?仪器设备简单、耗时短、分析精密度高

聚丙烯酰胺凝胶的制备

?聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺单体和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在催化剂作用下合成。

?聚丙烯酰胺凝胶聚合的催化体系有两种:

1.化学聚合

化学聚合的催化剂通常采用过硫酸铵,此外还需要加速剂(四甲基乙二胺),它能以自由基的形式存在。

2.光聚合

光聚合通常用核黄素为催化剂,核黄素经光照形成无色基,再被痕量氧氧化形成自由基,引发聚合反应。TEMED的存在,可以加速聚合

上述聚合反应受许多因素的影响:

1.大气氧能淬灭自由基,阻止多聚体链长的增加。在进行化

学聚合前,一般用减压抽气的办法除去溶液中溶解的空

气。在胶液表面,往往覆盖一层水或溶液,隔绝空气,可

加速聚合。

2.低温、低pH都会减慢聚合反应速度。

3.有些材料如聚丙烯酸甲酯有机玻璃,一些金属等可抑制聚

合反应。

凝胶电泳的操作要点

1 凝胶制备

2 电极缓冲液

3 样品处理及加样

4 电泳

5 染色与固定

6 脱色

7 分析

毛细管电泳

优点:

1.仪器简单、易自动化

仪器:电源、毛细管、检测器、溶液瓶

2.分析速度快、分离效率高

在3.1min内分离36种无机及有机阴离子,4.1min内分离了24种阳离子;分离柱效:105~107Tp/m;

3.操作方便

改变毛细管内填充溶液的种类、浓度、酸度或添加剂,可以建立不同的分析方法;

4.消耗少、环境污染少

进样量极少,水介质中进行;

5.应用范围极广

有机物、无机物、生物、中性分子;生物大分子等;分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等;

缺点:

?制备能力低,检测要求高灵敏仪器,毛细管侧面积大,容积小,管壁对样品的作用影响大,不利于有吸附作用样品如蛋白质等的分析;

?操作时要控制电渗否则会影响分析的重现性。毛细管柱制作必须要专门的技术

第九章膜分离

膜的定义:具有选择性分离的功能薄膜材料。

膜的分类:

按膜的材质:固膜、液膜、气膜

按孔径大小:微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜

按膜断面的物理形态:对称性膜、不对称膜、复合膜

按材料分:天然膜:生物膜、天然物改性或再生膜合成膜:高分子聚合物膜、无机材料膜

按膜的结构:多孔膜:微滤膜、超滤膜、纳滤膜致密膜:反渗透膜、渗透蒸发膜

无机膜材料

无机膜是采用陶瓷、金属、金属氧化物、玻璃、硅酸盐、沸石及碳素等无机材料制成的半透膜。

无机膜按其表面结构不同可分为:致密膜和多孔膜。

与高聚物相比,无机膜具有以下特点:

1.热稳定性好,适用于高温、高压体系。

2.化学稳定性好,能耐酸和弱碱,pH值适用范围宽。

3.抗微生物能力强,与一般的微生物不发生生化及化学反

应。

4.无机膜机械强度大。

5.清洁状态好

膜组件的种类:管式膜组件中空纤维式平板膜组件卷式膜组件

反渗透:利用半透膜只能通过溶剂(通常是水)而截留离子物质性质,以膜两侧静压差为推动力,克服渗透压,使溶剂

通过反渗透膜实现对液体混合物进行分离的过程。

反渗透膜分离过程的特点:

1.反渗透膜分离过程可在常温下进行,且无相变,能耗低,

可用于热敏感性物质的分离,浓缩

2.可有效的去除无机盐和有机小分子杂质

3.具有较高的脱盐率和较高的水回用虑

4.膜分离装置简单,操作简单,便于实现自动化

5.分离过程要在高压下进行,因此需分配高压泵和耐高压管

6.反渗透膜分离装置对进水指标有较高的要求,需对原水进

行一定的预处理

7.分离过程中,易产生膜污染,为延长膜使用寿命和提高分

离效果,要定期对莫进行清洗

错流操作:原料液以切线方向流过膜表面,在压力作用下透过膜,料液中的颗粒则被膜截留而停留在膜表面形成一层

污染层。

错流操作特点:

1.固含量低于0.1%的料液采用常规微滤;

2.固含量0.1%~0.5%的料液则需进行预处理采用常规微滤或

采用错流过滤;

3.固含量高于0.5%的料液通常采用错流过滤操作

浓差极化:在膜分离过程中,一部分溶质被截留,在膜表面及靠近膜表面区域的浓度越来越高,造成从膜表面到本体溶液

之间产生浓度梯度,这一现象称为“浓差极化”

浓差极化的作用主要表现为减少膜的渗透通量,影响膜的截留率。

电渗析:利用离子交换膜和外加电场的作用,从水溶液中和其他不带电组分中分离带电离子组分的一种化学分离过程浓差极化对电渗析过程产生极为不利的影响

1.极化时淡化室附近的离子浓度比溶液的主体浓度低得多,

将引起很高的极化电位。

2.当发生极化时,淡化室阳膜侧和浓缩室的阴膜侧易出现结

垢现象。

3.浓差极化使水理解,产生的H+和OH-代替反离子传递部分

电流,使电流效率降低。

4.由于浓差极化将引起溶液电阻、膜电阻以及膜电位增加,

使所需操作电压增加,电耗增大;若电压一定,电流密度

下降,使水的脱盐率下降或产水量降低。

5.浓差极化引起溶液pH值的变化,将使离子膜受到腐蚀而影

响其使用寿命。

为避免极化的产生,可采用的措施:

1.严格控制操作电流,使其低于极限电流密度,提高淡化室两侧离子的传递速率;

2.并定期清洗沉淀或采用防垢剂和倒换电极等措施来消除沉淀;

1.对水预处理,除去钙镁离子防止沉淀的产生;

2.提高温度可以减小溶液粘度,减薄滞留层厚度,提高离子

扩散系数。

西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题

西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题 一、单选题(共35 道试题,共70 分。) 1. 简单精馏塔是指 A. 设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置 B. 有多股进料的分离装置 C. 仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 D. 无 正确答案: 2. 平均吸收因子法() A. 假设全塔的温度相等 B. 假设全塔的压力相等 C. 假设各板的吸收因子相等 D. 无 正确答案: 3. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在,则此二元物系所形成的溶液一定是() A. 正偏差溶液 B. 理想溶液 C. 负偏差溶液 D. 不一定 正确答案: 4. 气液两相处于相平衡时,() A. 两相间组分的浓度相等 B. 只是两相温度相等 C. 两相间各组分的逸度相等 D. 相间不发生传质 正确答案: 5. lewis提出了等价于化学位的物理量() A. 蒸馏 B. 吸收 C. 膜分离 D. 离心分离 正确答案:

6. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确() A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案: 7. 液相双分子吸附中,U型吸附是指在吸附过程中吸附剂() A. 始终优先吸附一个组分的曲线 B. 溶质和溶剂吸附量相当的情况 C. 溶质先吸附,溶剂后吸附 D. 溶剂先吸附,溶质后吸附 正确答案: 8. 二无理想溶液的压力组成图中,P-X线是() A. 曲线 B. 直线 C. 有最高点 D. 有最低点 正确答案: 9. 平衡常数较小的组分是 A. 难吸收的组分 B. 较轻组份 C. 挥发能力大的组分 D. 吸收剂中的溶解度大 正确答案: 10. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确() A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案: 11. A. B. C. D. 正确答案: 12. 约束变量数就是() A. 过程所涉及的变量的数目; B. 固定设计变量的数目 C. 独立变量数与设计变量数的和; D. 变量之间可以建立的方程数和给定的条件. 正确答案: 13. 约束变量数就是()

化工分离工程Ⅰ期末复习试试题库及答案

分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。 2、分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。它与实际分离因子的差别用(板效率)来表示。 3、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)。 4、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。 5、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。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。 7、吸收有(轻)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故。 8、对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用(吸收蒸出塔)的流程。 9、对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算)计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(组成的改变)决定,故可由(相平衡方程)计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小,可用(级效率)表示。 12、对多组分物系的分离,应将(分离要求高)或(最困难)的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据(表面吸附)原理来实现的,而膜分离是根据(膜的选择渗透作用)原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有(膜分离)、(吸附分离)。

15、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。 16、分离剂可以是(能量)和(物质)。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量(逸度)。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示(Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变 量数-约束关系) 19、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。 20、温度越咼对吸收越(不利) 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为(V - SL )。 23、精馏有(两个)个关键组分,这是由于(双向传质)的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(通过一定压力梯度的动量传递), (通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合)和(通过一定浓度梯度 的质量传递或者不同化学位物流的直接混合) 25、通过精馏多级平衡过程的计算,可以决定完成一定分离任务所需的(理论板数), 为表示塔实际传质效率的大小,则用(级效率)加以考虑。 27、常用吸附剂有(硅胶),(活性氧化铝),(活性炭)。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时,恒沸剂从塔(顶)出来。 29、分离要求越高,精馏过程所需的最少理论板数(越多)。 30、回流比是(可调)设计变量。 第二部分选择题 1下列哪一个是速率分离过程() a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离

化工分离工程试题答卷及参考答案

MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量,设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下,若只有重组分是非分 配组分,轻组分为分配组分,存在着两个 恒浓区,出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中,当原溶液非理想性不大时, 加入溶剂后,溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液,与组分2形成 负偏差或理想溶液,可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度,增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数(k L)/无化学吸收的液相 分传质系数(k0L)。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析,若组 分数为C个,建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η; 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的,所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质,对溶液施加压力,克服溶 剂的渗透压,是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算,相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数; 式中: K i ψ——气相分 率(气体量/进料量)。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1,建立

三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相,这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小;动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么;在精馏操作中, 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现,在釜中量严格控制; HK绝大多数在塔釜出现,在顶中量严格控制; LNK全部或接近全部在塔顶出现; HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中,塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程,吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加,气体的流量相应的减少,因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度,在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度,相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小,热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 (1)产物一旦生成立即移出反应区;(2)反应区反应物浓度高,生产能力大;(3)反应热可由精馏过程利用;(4)节省设备投资费用;(5)对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分,3题15分,共35分) 1. 将含苯(mol分数)的苯(1)—甲苯(2)混合物在下绝热闪蒸,若闪蒸温度为94℃,用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知:94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇(1)和醋酸甲酯(2)在常压、54℃ 下形成共沸物,共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下:kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷(均为摩尔分数),用不挥发的烃类进行吸收,已知吸收后丙烷的吸收率为81%,取丙烷在全塔的平均吸收因子A=,求所需理论板数;若其它条件不变,提高平均液汽比到原来的2倍,此时丙烷的吸 收率可达到多少。

化工分离过程试卷A答案

泰山学院材料与化学工程系2004级、2006级(3+2)化学工 程与工艺专业(本)科2007~2008学年第一学期 《化工分离过程》试卷A 答案及评分标准 (试卷共7页,答题时间120分钟) 一、 填空题(每空1分,共30分) 1.萃取剂回收段 2. KV L A =、难易程度 3.设计、操作 4. 分配组分 5.1个、单向传质 6. 稀释 7. 增大 8. S 、H 9. 塔釜 10.理论板数 11. 可逆 12. 大于 13. 平衡分离过程、速率控制过程 14. 气相组成和液相组成的比值(y/x ) 15. ∑=1i i x K 16. 越多 17.底 18.P 2s 、P 1s 19不利 20. 硅胶、活性氧化铝、活性炭 21. 能量ESA 、物质MSA 二、选择题(共10题,每题2分,共20分) 1.a 2.a 3.a 4.c 5.c 6.c 7.b 8.d 9.d 10.a 三、简答题(共6题,每题5分,共30分)

1.采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品,需C-1个塔(2分)安排分离流程的一些经验规则: 1)按相对挥发度递减顺序分离; 2)最困难的分离应放在塔序的最后; 3)尽可能对分(塔顶与塔釜采出相差不大); 4)分离要求高的组分最后分; 5)含量多的组分先分; 6)特殊组分先分(特殊组分:热敏性、强腐蚀性、易爆、易燃等)。(以上每小点0.5分) 2.多组分精馏分离,馏出液中除了重关键组分外没有其他重组分,重组分全部由塔釜排出,而釜液中除了轻关键组分外没有其它轻组分,轻组分全部由塔顶排出,这种分离情况称为清晰分割,此时非关键组分为非分配组分。(3分)而馏出液中除了重关键组分外还有其他重组分,釜液中除了轻关键组分外还有其它轻组分,这种分离情况称为非清晰分割,此时非关键组分为分配组分。(2分) 3. 1)原理不同:吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。(1分) 2)传质形式不同:精馏操作中,汽液两相接触时,汽相中的较重组分冷凝进入液相,而液相中较轻组分被气化转入汽相,因此传质过程是双相传质过程;而吸收过程则是气相中的某些组分溶到不挥发的吸收剂中去的单向传质过程。(2分) 3)塔式不同:一般的精馏塔是一处进料,塔顶和塔釜出料,而吸收塔是两处进料、两处出料。(1分) 4)多组分精馏过程有两个关键组分,多组分吸收过程只有一个关键组分(1分)。 4.最小回流比是馏的极限情况之一,此时,未完成给定的分离任务,所需

化工分离过程试题库

化工分离过程试题库 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室 目录 前言 ...................................................................................................................... 目录 ...................................................................................................................... 第一部分填空题 ................................................................................................... 第二部分选择题 ................................................................................................... 第三部分名词解释............................................................................................... 第四部分计算题 ...................................................................................................

化工分离工程习题答案简介

分离工程习题 第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。 答:属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取(双溶剂)、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算:π=RTC/M ,式中C 为溶解盐的浓度,g/cm 3;M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水,M=31.5,操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答:渗透压π=RTC/M =8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程,所有变量表示在所附简图中。求: (1) 总变更量数Nv; (2) 有关变更量的独立方程数Nc ; (3) 设计变量数Ni; (4) 固定和可调设计变量数Nx , Na ; (5) 对典型的绝热闪蒸过程,你 将推荐规定哪些变量? 思路1: 3股物流均视为单相物流, 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式 共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx =C+2,加上节流后的压力,共C+3个 可调设计变量Na =0 解: (1) Nv = 3 ( c+2 ) V-2 F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图

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化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室

目录 前言................................. 错误!未定义书签。目录................................................ II 第一部分填空题 (3) 第二部分选择题 (8) 第三部分名词解释 (14) 第四部分计算题 (15)

第一部分填空题 1.分离作用是由于加入()而引起的,因为分离过程是()的逆过程。 2.质量分离的程度用()表示,处于相平衡状态的分离程度是()。 3.分离过程是()的逆过程,因此需加入()来达到分离目的。 4.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()。 5.固有分离因子是根据()来计算的。它与实际分离因子的差别用()来 表示。 6.汽液相平衡是处理()过程的基础。相平衡的条件是()。 7.当混合物在一定的温度、压力下,满足()条件即处于两相区,可通过() 计算求出其平衡汽液相组成。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设()。 9.最低恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热()的组分增加。 10.吸收因子为(),其值可反应吸收过程的()。 11.对一个具有四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在()合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是(),(),()。 13.精馏塔计算中每块板由于()改变而引起的温度变化,可用()确定。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为()。 15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为()型计算和()型计算。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为()。 17.吸收过程在塔釜的限度为(),它决定了吸收液的()。 18.吸收过程在塔顶的限度为(),它决定了吸收剂中()。 19.吸收的相平衡表达式为(),在()操作下有利于吸收,吸收操作的限度 是()。 20.若为最高沸点恒沸物,则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 ()。 21.解吸收因子定义为(),由于吸收过程的相平衡关系为()。 22.吸收过程主要在()完成的。 23.吸收有()关键组分,这是因为()的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数,假定条件为(),因此可得出 ()的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为()。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点()以上。 27.吸收过程只有在()的条件下,才能视为恒摩尔流。

化工分离过程-模拟题答案

1.分离过程可分为(机械分离)和(传质分离)两大类。按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为两类,即(平衡分离)和(速率分离)。过滤属于(机械分离),精馏操作属于(平衡分离) ,超滤属于(速率分离)。 2. 平衡分离过程所用的分离剂包括(物质媒介)和(能量媒介)。 3. 设计变量由(描述系统的独立变量数)和(变量之间的约束关系数)确定,计算设计变量的表达式是(Ni=Nv-Nc),设计变量分为(固定设计变量)和(可调设计变量)。 4. 工业上常用(分离因子)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(理想分离因子)。 5. 汽液相平衡是处理(传质)过程的基础。相平衡的条件是(各相的温度、压力相等,各相组分的逸度相等)。 6. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分),只在塔顶或塔釜出现的组分为(非分配组分)。 7. 常见的特殊精馏有(共沸精馏)和(萃取精馏)。 8. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(质量传递),(能量传递)和(动量传递) 9. 气体吸收按照溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为(物理吸收)和(化学吸收)。吸收因子的定义为(A=L/KV ),其与(L/V )成正比,与(K )成反比。 10. 结晶过程要经历两个过程,即(成核)和(晶体生长)。 1. 当把一个常温溶液加热时,开始产生气泡的温度点叫作(C) A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 2. 溶液的蒸气压大小(B ) A.只与温度有关 B.不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关 C.不仅与温度和各组分的浓度有关,还与溶液的数量有关 D.只与组分的浓度有关 3. 汽液相平衡K值越大,说明该组分越(A )

化学分离与提纯的常用方法

化学分离与提纯的常用方法 提纯是指将混合物净化除去其杂质,得到混合物中的主体物质,提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。混合物的分离方法有许多种,但根据其分离本质可分为两大类,一类:化学分离法,另一类:物理法,下面就混合物化学分离及提纯方法归纳如下: 分离与提纯的原则 1.引入的试剂一般只跟杂质反应。 2.后续的试剂应除去过量的前加的试剂。 3.不能引进新物质。 4.杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。 5.过程简单,现象明显,纯度要高。 6.尽可能将杂质转化为所需物质。 7.除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。 8.如遇到极易溶于水的气体时,要防止倒吸现象的发生。 概念区分 清洗:从液体中分离密度较大且不溶的固体,分离沙和水; 过滤:从液体中分离不溶的固体,净化食用水; 溶解和过滤:分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶,分离盐和沙; 离心分离法:从液体中分离不溶的固体,分离泥和水; 结晶法:从溶液中分离已溶解的溶质,从海水中提取食盐; 分液:分离两种不互溶的液体,分离油和水; 萃取:入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离,庚烷,取水溶液中的碘; 蒸馏:溶液中分离溶剂和非挥发性溶质,海水中取得纯水;

分馏:离两种互溶而沸点差别较大的液体,液态空气中分离氧和氮;石油的精炼; 升华:离两种固体,其中只有一种可以升华,离碘和沙; 吸附:去混合物中的气态或固态杂质,活性炭除去黄糖中的有色杂质; 分离和提纯常用的化学方法 1.加热法: 当混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出去。如,NaCl中混有NH4Cl,Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。 2.沉淀法: 在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时,应注意后加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新的杂质。如,加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

化工分离过程试卷试题库.docx

化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。 2、固有分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。它与实际分离因子的差别用(板效率)来表示。 3、汽液相平衡是处理(气液传质分离)过程的基础。相平衡的条件是(所有相中的温度压力相等、每 一组分的逸度也相等)。 4、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。 5、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。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。 7、吸收有( 1 个)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故。 8、对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用(吸收蒸出塔)的流程。 9、对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算)计算各板的温 度。 10、对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(组成的改变)决定,故可由(相平衡方程)计算各 板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小,可用(级效率)表示。 12、对多组分物系的分离,应将(分离要求高)或(最困难)的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据(表面吸附)原理来实现的,而膜分离是根据(膜的选择渗透作用)原理来 实现的。 14、新型的节能分离过程有(膜分离)、(吸附分离)。 15、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。 16、分离剂可以是(能量)和(物质)。 17、 Lewis 提出了等价于化学位的物理量(逸度)。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=N v-Nc ) 19、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。 20、温度越高对吸收越(不利) 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为(L = AV )。 23、精馏有( 2)个关键组分,这是由于(双向传质)的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(通过一定压力梯度的动量传递),(通过一定温度梯度 的热量传递或不同温度物流的直接混合)和(通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接 混合)。 25、通过精馏多级平衡过程的计算,可以决定完成一定分离任务所需的(理论板数),为表示塔实际传 质效率的大小,则用(级效率)加以考虑。 26、超临界流体具有类似液体的(溶解能力)和类似气体的(扩散能力)。 27、常用吸附剂有(硅胶),(活性氧化铝),(活性炭)。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时,恒沸剂从塔(顶)出来。 29、分离要求越高,精馏过程所需的最少理论板数(越多)。 30、回流比是(可调)设计变量。 第二部分选择题 1.下列哪一个是速率分离过程( c ) a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离

(完整版)化工分离工程0708期末试题A答案

2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷(A 卷)答案及评分标准

2007—2008学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷(A卷)答案及评分标准 注意:装订线左侧请不要答题,请不要在试卷上书写与考试无关的内容,否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 三、判断题(本大题14分,每小题2分,对的打√,错的打×) 1、对拉乌尔定律有偏差的物系一定是恒沸体系。…………………………………………(×) 2、绝热闪蒸过程,节流后的温度降低。…………………………………………………(√ ) 3、若组成为 i z的物系,1 > ∑K X i i ,且1 /> ∑ i i k y,其相态为气液两相。………………(√ ) 4、在精馏操作中回流比是可调设计变量。………………………………………………(√ ) 5、在萃取精馏操作中,液相流率总是大于气相流率。……………………………………(×) 6、在萃取精馏中所选的萃取剂使p1A值越大,溶剂的选择性越大。……………………(√ ) 7、吸收中吸收因子小的组分是易于吸收组分。…………………………………………(×) 四、分析题(本大题10分,每小题5分) 1、分析下图的点E,D,C三点表观吸附量为什么等于零?曲线CD及DE说明了溶质优先被吸附还是溶剂优先被吸附?为什么? 2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离,现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图,分析各塔物流,并将恒沸精馏塔和脱甲醇塔分离过程用三角相图表示出来。 答:C,E点为纯溶液,所以吸附前后无浓 度变化,表观吸附量为零。D点,按溶液配比吸 附,所以吸附前后也无浓度变化,表观吸附量为 零。曲线CD说明了溶质优先被吸附,曲线DE 说明了溶剂优先被吸附。 答:分析可知: 恒沸精馏塔:由于恒沸剂加入过量,塔底为甲醇 -甲苯的混合物,塔顶烷烃-甲醇的 二元恒沸物。 脱甲醇塔:塔底为甲苯,塔顶为甲苯-甲醇的二元 恒沸物。 萃取塔:塔底为甲醇水溶液,塔顶为烷烃。 脱水塔:塔底为水,塔顶为甲醇。 相图如下: 3

化工分离工程试卷及答案

一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等 于设计变量,设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下,若只有重组分是 非分配组分,轻组分为分配组分,存在 着两个恒浓区,出现在精镏段和进料 板位置。 3. 在萃取精镏中,当原溶液非理想性不大 时,加入溶剂后,溶剂与组分1形成具有较强正偏差的非理想溶液,与组分2形成负偏差或理想 溶液,可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度,增强因子E的定义是化学吸收的液相分传质系数(k L)/无化学吸收的液相分传质系数(k0L)。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析,若组分数为C个,建立的MESH方程在全塔有NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为 = η;实际的分离过 程是不可逆的,所以热力学效率必定 于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质,对溶液施加压力,克服 溶剂的渗透压,是一种用来浓缩溶液 的膜分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算,相平衡关系式推导图1 单级分离基本关系式。 式中:K i——相平衡常数; ψ——气相分率(气体量/进料量)。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1,建立MESH方程。

三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是 什么 由混合物或溶液形成若干相,这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小;动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么;在精馏操 作中,一般关键组分与非关键组分 在顶、釜的分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现,在釜中量严格控制; HK绝大多数在塔釜出现,在顶中量严格控制; LNK全部或接近全部在塔顶出现; HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中,塔中每级汽、液流 量为什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程,吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加,气体的流量相应的减少,因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会 提高热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低 于塔底加入热量的温度,在中间冷凝器 所引出的热量其温度高于塔顶引出热 量的温度,相对于无中间换热器的精馏 塔传热温差小,热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 (1)产物一旦生成立即移出反应区;(2)反应区反应物浓度高,生产能力大;(3)反应热可由精馏过程利用;(4)节省设备投资费用;(5)对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分,3题15分,共35分) 1. 将含苯(mol分数)的苯(1)—甲苯(2)混合物在下绝热闪蒸,若闪蒸温度为94℃,用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求已知:94℃时P10=P20= 2. 已知甲醇(1)和醋酸甲酯(2)在常压、54℃下形成共沸物,共沸组成X2=(mol分率), 在此条件下: kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷(均为摩尔分数),用不挥发的烃类进行吸收,已知吸收后丙烷的吸收率为81%,取丙烷在全塔的平均吸收因子A=,求所需理论板数;若其它条件不变,提高平均液汽比到原来的2倍,此时丙烷的吸收率可达到多少。

化工分离工程07-08期末试题A答案

2007—2008学年分离工程课程期末考试试卷(A卷)答案及评分标准 注意:装订线左侧请不要答题,请不要在试卷上书写与考试无关的内容,否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 一、填空题(本大题20分,每空1分) 1、分离工程分为( 机械分离法)和( 传质分离法)两大类。 2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为( 非理性溶液)或( 实际溶液)。 3、对于能生成二元恒沸物的物系来说,在恒沸点处气液相两相组成(相等)。在恒沸点两侧组分的挥发能力(不同或相反)。 4、端值常数A为( 0 )时体系为理想溶液,A为( <0 )时体系为负偏差溶液。 5、用郭氏法分析,串级单元的可调设计变量为(1 ),侧线采出板的可调设计变量为(0 )。 6、根据萃取精馏原理,通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有(正)偏差的非理想溶液,与塔底组分形成理想溶液或具有(负)偏差的非理想溶液。 7、萃取精馏塔中,当原料以液相加入时,则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段(低),此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度,常将部分溶剂随(料液)一起加入。 8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分(挥发度或相对挥发度a),同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物,当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔(顶)出来。 9、在多组分精馏过程中,由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和(挥发度或相对挥发度a),与进料组成(无关)。 10、吸附负荷曲线是以(吸附剂中吸附质的浓度)为纵坐标绘制而成,透过曲线是以(流出物中吸附质的浓度)为纵坐标绘制而成。

二、选择题(本大题20分,每小题2分) 1、由1-2两组分组成的混合物,在一定T 、P 下达到汽液平衡,液相和汽相组成分别为 11,y x ,若体系加入10 mol 的组分(1),在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡,此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ,则 ( C ) (A )1'1x x >和 1'1y y > (B )1'1x x <和1'1y y < (C )1'1x x =和1'1y y = (D )不确定 2、对于绝热闪蒸过程,当进料的流量组成及热状态给定之后,经自由度分析,只剩下一个自由度由闪蒸罐确定,则还应该确定的一个条件是 ( D ) (A )闪蒸罐的温度 (B )闪蒸罐的压力 (C )气化率 (D )任意选定其中之一 3、某二元混合物,其中A 为易挥发组分,液相组成5.0=A x 时泡点为1t ,与之相平衡的气相组成75.0=A y 时,相应的露点为2t ,则 ( A ) (A )21t t = (B )21t t > (C )21t t < (D )不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 ( A ) (A )1,1 (B )1,0 (C )0,1 (D )0,0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在,则此二元物系所形成的溶液一定是 ( A ) (A )正偏差溶液 (B )理想溶液 (C )负偏差溶液 (D )不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质,逆流操作,平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升,而其它入塔条件不变,则气体出塔浓度y 2和吸收率?的变化为 ( C ) (A )y 2上升,?下降 (B )y 2下降,?上升 (C )y 2上升,?不变 (D )y 2上升,?变化不确定 7、逆流填料吸收塔,当吸收因数A <1且填料为无穷高时,气液两相将在哪个部位达到平衡 ( B ) (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 ( D ) (A )难吸收的组分 (B )较轻组份 (C )挥发能力大的组分 (D )吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 ( A ) (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中,U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 ( A ) (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附,溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附,溶质后吸附

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。 2. 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)的逆过程。 3. 汽液相平衡是处理(传质分离)过程的基础,相平衡的条件是(各相温度压力相等,各组分在每一相中的化学位相等)。 4. 当混合物在一定的温度、压力下,进料组成z i 和相平衡常数K i 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。 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。 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 i K φφ= B. s i i P K P = C. $$L i i V i K φφ= D. s i i i P K P γ= 4. 汽液相平衡K 值越大,说明该组分越(A ) A.易挥发; B.难挥发; C.沸点高; D.蒸汽压小。 5. 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 ) A.泡点方程; B.露点方程; C. 闪蒸方程; D.相平衡方程。 6. 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( B ) A.泡点温度; B.泡点压力; C.等温闪蒸; D.露点压力。 7. 精馏中用HNK 表示( C ) A. 轻关键组分; B. 重关键组分; C. 重非关键组分; D. 轻非关键组分。 8. 以下描述中,不属于萃取精馏中溶剂的作用的是( D ) 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。

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化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。 2、固有分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。它与实际分离因子的差别用(板效率)来表示。 3、汽液相平衡是处理(气液传质分离)过程的基础。相平衡的条件是(所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等)。 4、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。 5、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。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。 7、吸收有( 1个)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故。 8、对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用(吸收蒸出塔)的流程。 9、对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算)计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(组成的改变)决定,故可由(相平衡方程)计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小,可用(级效率)表示。

12、对多组分物系的分离,应将(分离要求高)或(最困难)的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据(表面吸附)原理来实现的,而膜分离是根据(膜的选择渗透作用)原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有(膜分离)、(吸附分离)。 15、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。 16、分离剂可以是(能量)和(物质)。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量(逸度)。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=N v-Nc ) 19、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。 20、温度越高对吸收越(不利) 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为(L = AV)。 23、精馏有(2)个关键组分,这是由于(双向传质)的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(通过一定压力梯度的动量传递),(通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合)和(通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合)。 25、通过精馏多级平衡过程的计算,可以决定完成一定分离任务所需的(理论板数),为表示塔实际传质效率的大小,则用(级效率)加以考虑。 26、超临界流体具有类似液体的(溶解能力)和类似气体的(扩散能力)。 27、常用吸附剂有(硅胶),(活性氧化铝),(活性炭)。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时,恒沸剂从塔(顶)出来。

用化学分离方法分离,有机物分离提纯方法

用化学分离方法分离,有机物分离提纯方法 用化学分离方法分离 萃取:适用于一种溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度相差很大的情况,如果想把这种溶质从溶解度较小的溶剂中提取出来,就选择萃取的方法,如四氯化碳和水互不相溶,且四氯化碳比水更容易溶解碘,于是就可以用分液漏斗把碘单质从饱和碘水中萃取出来,溶解到四氯化碳里,再通过蒸馏把碘和四氯化碳分离开来。 其实“萃取”和“分液”经常合在一起用,不然的话没法把溶质分离出来。需要的情况下,还和“蒸馏”合用,就像上述的情况,要将溶质和溶剂彻底分离。 分液:适用于分离两种互不相溶,且密度相差较大的液体。如水和植物油的混合物,静置后会上下分层,水在下层,植物油在上层。这时就可以用分液漏斗,打开活塞至下层的水恰好流尽,用烧杯承接;再打开玻璃塞让植物油从上口倒出。 分馏:适用于分离沸点相近的液体混合物,如石油就是通过分馏的方法得到各组分,它们都是重要的化工产品:汽油、柴油、酒精等等。 蒸馏:适用于分离沸点相差较大的液体混合物,利用各组分的沸点不同,按沸点由低到高的顺序分离出来。或除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。如用蒸馏的方法减少自来水的Cl-杂质。或把溶液中的溶剂分离出来,如食盐水通过蒸馏得到较为纯净的蒸馏水。 蒸发:适用于分离溶液中的易挥发溶剂和溶质,和我说的“蒸馏”的第二种情况差不多,但如果是要得到纯净的食盐而不是水的话,一般采用蒸发的方法而不是蒸馏。还有就是我所说的“萃取”和“蒸发”合用的方法。 总之,化学分离方法是多种多样的,要根据情况选择合适的方法,有些方法

则是相通的,要本着科学性、安全性和简洁性的原则选择方法。. 有机物的十种分离提纯方法 一、过滤 1、原理:根据固体的溶解度不同,将不溶性固体从溶液中分离出来的方法。 2、条件:一种固体不溶,一种固体可溶。 3、范围:适用于不溶固体和液体的分离。 4、仪器:漏斗、铁架台、烧杯、玻璃棒、滤纸 5、注意:一贴二低三靠;对于有些溶液温度下降,会有晶体析出,应该趁热过滤。 6、列举:草酸钙中混有醋酸钙:加水溶解,过滤除去醋酸钙溶液。 二、洗气 1、原理:利用气体的溶解性或者化学性质不同,将混合气体分离开来的方法。 2、条件:一种气体不溶或不反应,一种气体可溶或可反应。 3、范围:适合于混合气体的分离。 4、仪器:洗气瓶、导管 5、注意:不要引进新的气体杂质,最后能够产生被提纯的气体。 6、列举:甲烷中混有乙烯:将混合气体通过溴的四氯化碳溶液,洗去乙烯。 三、蒸发 1、原理:把可溶性固体从溶剂中分离出来的方法。 2、条件:固体可溶 3、范围:适合于把可溶性固体从溶剂中分离出来。

化工分离过程过程性考核试卷(三) - 答案

化工分离过程过程性考核试卷(三) 一.填空题(每空1分,本大题共16分) 1.填料层的压降由 载 点和 泛 点分为恒持液量区、载液区和液泛区。 2.液- 液萃取中,萃取相和萃余相脱除溶剂后,分别称为 萃取液 和 萃余液 。 3.正常操作的填料吸收塔内,连续相为 气相 ,分散相为 液相 。 4.液-液萃取的三角形相图中,两相区内的混合物分成两个互相平衡的液相,称为 共轭 相;当加入A 的量使混合液恰好由两相变成一相时,其组成点称为 混溶点 。 5.正常操作的板式精馏塔内,连续相为 液相 ,分散相为 气相 。 6.适宜的溶剂用量应根据 操作 费用和 设备 费用之和最小的原则来确定。 7.填料的几何特性数据主要包括 比表面积 、 空隙率 和 填料因子 。 8.多级萃取主要包括多级 逆流 萃取和多级 错流 萃取。 二、单项选择题:(每空1分,本大题共16分) 在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在题后的括号内。 9.板式精馏塔操作时,塔板上气液两相的接触状态通常控制在(C ) A .鼓泡接触状态 B .蜂窝状接触状态 C .泡沫接触状态 D .喷雾接触状态 10.三元液-液萃取中,若组分B 、S 完全不互溶,则萃取的选择性系数( C ) A .等于0 B .等于1 C .趋于无穷大 D .大于0而小于1 11.若增加塔板间距,而其他条件不变,则板式塔的液沫夹带现象将( A ) A .减小 B .增加

C.不受影响 D.不确定 12.液-液萃取的三角形相图中,联结两共轭组成坐标的直线称为(B ) A.溶解度曲线 B.联结线 C.辅助曲线 D.分配曲线 13.通常为了保证板式塔的正常操作,塔板的漏液量应不大于液体流量的(B ) A.1% B.10% C.20% D.30% 14.在三元液-液萃取的三角形相图中,将相图分为两相区和均相区的曲线称为(A ) A.溶解度曲线 B.联结线 C.辅助曲线 D.分配曲线 15.三元液-液萃取中,若y A=0.4,y B=0.1,x B=0.8,x S=0.1,则选择性系数为(D ) A.4 B.8 C.16 D.32 16.下列因素,可增加填料塔泛点气速的为(B ) A.气体密度增大 B.液体密度增大 C.液体黏度增大 D.液气比增大 17.塔板的负荷性能图中,增大塔板间距,液泛线将(A ) A.上移 B.下移 C.不变 D.不确定 18.关于液-液萃取中萃取剂的选择原则,下列结论不正确的是(C ) A.选择性要高 B.与原料液中组分的相对挥发度要大 C.界面张力要大 D.黏度要低 19.三元液-液萃取中,若y A=0.4,y B=0.1,x B=0.7,x S=0.1,则S的分配系数为(C ) A.2 B.4 C.5 D.7 20.与板式塔相比,填料塔(A ) A.生产能力大 B.分离效率低 C.压力降大 D.持液量大 21.塔板的负荷性能图中,减小塔板开孔率,漏液线将(B ) A.上移 B.下移 C.不变 D.不确定 22.下列萃取设备中,属于连续接触式的为(B ) A.混合澄清器 B.填料萃取塔 C.筛板萃取塔 D.脉冲筛板塔

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