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分離工程習題一、填空：1、分離過程分為（機械分離方法）和（傳質(zhì)分離）兩大類。2、傳質(zhì)分離過程分為（平衡分離過程）和（速率分離過程）兩大類。3、分離劑可以是（能量）和（物質(zhì)）。4、機械分離過程是（過濾、離心分離）、旋風分離、靜電除塵5、速率分離過程是超濾、滲析（膜分離、滲透）。6、平衡分離過程是（吸收、萃?。⒕s、蒸發(fā)。7、氣液平相衡常數(shù)定義為（氣相組成與液相組成的比值）。8、理想氣體的平衡常數(shù)與（組成）無關。9、活度是（修正的）濃度。10、低壓下二元非理想溶液的相對揮發(fā)度等于（）。11、氣液兩相處于平衡時，（化學位）相等。12、Lewis提出了等價于化學位的物理量（逸度）。13、逸度是（修正的）壓力。14、在多組分精餾中塔頂溫度是由（露點方程）方程求定的。15、露點方程的表達式為（）16、泡點方程的表達式為（）。17、泡點溫度計算時若，溫度應調(diào)（?。?8、泡點壓力計算時若，壓力應調(diào)（大）。19、在多組分精餾中塔底溫度是由（泡點）方程求定的。20、絕熱閃蒸過程，節(jié)流后的溫度（降低）。21、若組成為Z的物系，時，其相態(tài)為（氣液兩相）。22、若組成為Z的物系，時，其相態(tài)為（過冷液相）。23、若組成為Z的物系，時，其相態(tài)為（過熱氣相）。24、絕熱閃蒸過程，飽和液相經(jīng)節(jié)流后會有（氣相）產(chǎn)生。25、設計變量與獨立變量之間的關系可用下式來表示（NiNvNc）。26、設計變量分為（固定設計變量）與（可調(diào)設計變量）。27、回流比是（可調(diào)）（固定、可調(diào)）設計變量。28、關鍵組分的相揮發(fā)度越大，精餾過程所需的最少理論板數(shù)（越少）。29、分離要求越大，精餾過程所需的最少理論板數(shù)（越多）。30、進料中易揮發(fā)含量越大，精餾過程所需的最少理論板數(shù)（不變）。31、在萃取精餾中所選的萃取劑希望與塔頂餾出組份形成具有（正）偏差的非理想溶液。32、在萃取精餾中所選的萃取劑使值越（大）越 好。33、在萃取精餾中所選的萃取劑希望與塔底組分形成具有（負）偏差的非理想溶液。34、在萃取精餾中所選的萃取劑使值越大，溶劑的選擇性（增大）。35、萃取精餾塔中，萃取劑是從塔（底）出來。36、恒沸劑與組分形成最低溫度的恒沸物時，恒沸劑從塔（頂）出來。37、均相恒沸物在低壓下其活度系數(shù)之比應等于（）與（）之比。38、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常數(shù)小的組分主要在塔內(nèi)（底）板被吸收。39、吸收中平衡常數(shù)大的組分主要在塔內(nèi)（頂）板被吸收。40、吸收中平衡常數(shù)大的組分是（難）吸收組分。41、吸收中平衡常數(shù)小的組分是（易）吸收組分。42、吸收因子越大對吸收越（有利）。 43、溫度越高對吸收越（不利）。44、壓力越高對吸收越（有利）。45、吸收因子A（反比）于平衡常數(shù)。46、吸收因子A（正比）于吸收劑用量L。47、吸收因子A（反比）于液氣比。48、完成一個給定的分離要求所需功最小的過程是（可逆）。49、從節(jié)能的角度分析難分離的組分應放在（最后）分離。50、從節(jié)能的角度分析分離要求高的組分應放在（最后）分離。51、從節(jié)能的角度分析進料中含量高的組分應（先）分離。52、物理吸附一般為（多層）吸附。53、化學吸附一般為（單層）吸附。54、化學吸附選擇性（強）。55、物理吸附選擇性（不強）。56、吸附負荷曲線是以（距床層入口的距離）為橫坐標繪制而成。57、吸附負荷曲線是以（吸附劑中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標繪制而成。58、吸附負荷曲線是分析（吸附劑）得到的。59、透過曲線是以（時間）橫坐標繪制而成。60、透過曲線是以（流出物中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標繪制而成。61、透過曲線是分析（流出物）得到的。62、透過曲線與吸附曲線是（鏡面對稱相識關系）相似關系。二、選擇：1、下列哪一個是機械分離過程（、離心分離）。2、下列哪一個是速率分離過程（3、膜分離）。3、下列哪一個是平衡分離過程（1、閃蒸）。4 、Lewis提出了等價于化學位的物理量（1、逸度）。5、二元理想溶液的壓力組成圖中，P-x線是（2、直線）。6、形成二元最高溫度恒沸物的溶液的壓力組成圖中，P-x線是（4、有最低點）。7、溶液的蒸氣壓大?。?、不僅與溫度有關，還與各組分的濃度有關）。8、對兩個不同純物質(zhì)來說，在同一溫度壓力條件下汽液相平衡K值越大，說明該物質(zhì)的沸點（1、越低）。9、汽液相平衡K值越大，說明該組分越（1、易揮發(fā)）。10、氣液兩相處于平衡時（、兩相間各組份的化學位相等）。11、完全不互溶的二元物系，當達到汽液平衡時，兩組分各自呈現(xiàn)的蒸氣分壓（1、等于各自的飽和蒸汽壓）。12、完全不互溶的二元物系，當達到汽液平衡時，溶液的蒸氣壓大小（1、只與溫度有關）。13、完全不互溶的二元物系，當達到汽液平衡時，溶液的蒸氣壓大小（、等于+）。14、完全不互溶的二元物系，沸點溫度（、小于）。15、當把一個溶液加熱時，開始產(chǎn)生氣泡的點叫作（3、泡點）。16、當把一個氣相冷凝時，開始產(chǎn)生液滴的點叫作（、露點）。17、當物系處于泡、露點之間時，體系處于（、氣液兩相）。18、系統(tǒng)溫度大于露點時，體系處于（2、過熱氣相）。19、系統(tǒng)溫度小于泡點時，體系處于（、飽和液相）。20、閃蒸是單級蒸餾過程，所能達到的分離程度（2、較低）。21、下列哪一個過程不是閃蒸過程（、純組分的蒸發(fā)）。22、等焓節(jié)流之后（、壓力降低，溫度也降低）。23、設計變量數(shù)就是（、獨立變量數(shù)與約束數(shù)的差）。24、約束變量數(shù)就是（、變量之間可以建立的方程數(shù)和給定的條件）。25、 A、B兩組份的相對揮發(fā)度 aA,B 越小（2、A、B兩組分越難分離）。26、在多組分精餾計算中，最小回流比的計算公式中的q值，可有多個根，正確的根應是 （3、大于重關鍵組分的a值，而小于輕關鍵組分的a值）。27、在多組分輕烴精餾計算中，最少理論板數(shù)N的大小（、與原料組成無關）。28、 當蒸餾塔的回流比小于最小回流比時（2、不能完成給定的分離任務）。29、當蒸餾塔的產(chǎn)品不合格時，可以考慮（4、提高回流比）。30、當蒸餾塔的在全回流操作時，下列哪一描述不正確（4、熱力學效率高）。31、吉利蘭關聯(lián)圖，關聯(lián)了四個物理量之間的關系，下列哪個不是其中之一（4、壓力）。32、下列關于簡捷法的描述那一個不正確（4、計算結果準確）。33、如果二元物系，則此二元物系所形成的溶液一定是（1、正偏差溶液）。34、如果二元物系，則此二元物系所形成的溶液一定是（3、負偏差溶液）。35、如果二元物系，則此二元物系所形成的溶液一定是（2、理想溶液）。36、如果二元物系，0，0，則此二元物系所形成的溶 液一定是（1、正偏差溶液）。37、如果二元物系，0，i）。50、下列哪一個不是吸收的有利條件（1、提高溫度）。51、下列哪一個不是影響吸收因子的物理量（4、氣體濃度）。52、平衡常數(shù)較小的組分是 （4、吸收劑中的溶解度大）。53、易吸收組分主要在塔的什么位置被吸收（3、塔底板）。54、平均吸收因子法（3、假設各板的吸收因子相等）。55、下列哪一個不是等溫吸附時的物系特點 （4、被吸收組分的濃度高）。56、關于吸收的描述下列哪一個不正確（4、能得到高純度的氣體）。57、當體系的時（2、發(fā)生吸收過程）。58、當體系的時（4、沒有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移）。59下列關于吸附過程的描述哪一個不正確（、不能分離液體混合物）。60下列關于吸附劑的描述哪一個不正確（3、外表面積比內(nèi)表面積大）。五、名詞解釋：1、分離過程：將一股或多股原料分成組成不同的兩種或多種產(chǎn)品的過程。2、機械分離過程：原料本身是兩相以上，所組成的混合物，簡單地將其各相加以分離的過程。3、傳質(zhì)分離過程：傳質(zhì)分離過程用于均相混合物的分離，其特點是有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象發(fā)生。按所依據(jù)的物理化學原理不同，工業(yè)上常用的分離過程又分為平衡分離過程和速率分離過程兩類。4、相平衡：混合物或溶液形成若干相，這些相保持著物理平衡而共存的狀態(tài)。從熱力學上看，整個物系的自由焓處于最小狀態(tài)，從動力學來看，相間無靜的質(zhì)量傳遞。5、相對揮發(fā)度：兩組分相平衡常數(shù)的比值叫這兩個組分的相對揮發(fā)度。6、泡點溫度：當把一個液相加熱時，開始產(chǎn)生氣泡時的溫度。7、露點溫度：當把一個氣體冷卻時，開始產(chǎn)生的第一滴液滴時的溫度。8、氣化率：氣化過程的氣化量與進料量的比值。9、冷凝率：冷凝過程的冷凝量與進料量的比值。10、設計變量數(shù)：設計過程需要制定的變量數(shù)，等于獨立變量數(shù)與約束數(shù)的差11、獨立變量數(shù)：描述一個過程所需的獨立變量的總數(shù)12、約束數(shù)：變量之間可以建立的方程的數(shù)目及已知的條件的數(shù)目。13、回流比：回流的液相量與塔頂產(chǎn)品的量的比值。14、精餾過程：將由揮發(fā)度不同的組分所組成的混合物，在精餾塔中同時多次地部分氣化和部分冷凝，將其分離成幾乎純態(tài)組分的過程。15、全塔效率：理論板數(shù)與實際板數(shù)的比值。16、精餾的最小回流比：精餾時有一個回流比下，完成給定的分離任務所需的理論板數(shù)無窮多，回流比小于這個回流比，無論多少塊板都不能完成給定的分離任務，這個回流比就是最小回流比。實際回流比大于最小回流比。17、理論板：離開板的氣液兩相處于平衡的板叫做理論板。18、萃取劑的選擇性：加溶劑時原由組分的相對揮發(fā)度與未加溶劑時的組分間相對揮發(fā)度的比值。19、萃取精餾：向相對揮發(fā)度接近于1或等于1的體系，加入第三組分P,P與體系中任何組分不形成恒沸物，從塔底出來的精餾過程。20、共沸精餾：向相對揮發(fā)度接近于1或等于1的體系，加入第三組分P,P與體系中至少某一組分形成恒沸物，從塔頂出來的精餾過程。21、吸收過程：按混合物中各組份溶解度的差異分離混合物的過程叫吸收過程。22、吸收因子：操作線的斜率（L/V）與平衡線的斜率（Ki）的比值。23、絕對吸收率：被吸收的組分的量占進料中的量的分率。24、熱力學效率：可逆功與實際功的比值。25、膜的定義：廣義上定義為兩項之間不連續(xù)的區(qū)間。26、半透膜：能夠讓溶液中的一種或幾種組分通過而其他組分不能通過的這種選擇性膜叫半透膜。27、滲透：當用半透膜隔開不同濃度的溶液時，純?nèi)軇┩ㄟ^膜向低濃度溶液流動的現(xiàn)象叫滲透。28、反滲透：當用半透膜隔開不同濃度的溶液時，純?nèi)軇┩ㄟ^膜向高濃度溶液流動的現(xiàn)象叫反滲透。29、吸附過程：當用多孔性的固體處理流體時，流體的分子和原子附著在固體表面上的現(xiàn)象，叫吸附過程。30、表觀吸附量：當用m千克的多孔性的固體處理體積是V的液體時，溶液原始濃度為，吸附達到平衡時的濃度為，則表觀吸附量（每千克吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量）為：三、簡答：1、已知A，B二組分的恒壓相圖如下圖所示，現(xiàn)有一溫度為tF 的原料經(jīng)加熱器加熱后出口溫度為ts，通過加器前后壓力看作不變。試說明該原料在通過加熱器的過程中，各相應溫度處的相態(tài)和組成變化的情況？答：td 過冷液體，組成等于；t1 飽和液體，組成等于；t2 氣夜兩相，yx；t3 飽和氣體，組成等于；t4 過熱氣體，組成等于2、簡述絕熱閃蒸過程的特點。答：絕熱閃蒸過程是等焓過程，節(jié)流后壓力降低，所以會有汽化現(xiàn)象發(fā)生，汽化要吸收熱量，由于是絕熱過程，只能吸收本身的熱量，因此，體系的溫度降低。3、圖中A塔的操作壓力為20atm ，塔底產(chǎn)品經(jīng)節(jié)流閥后很快進入B塔。B塔的操作壓力為10atm，試問:（1）液體經(jīng)節(jié)流后會發(fā)生哪些變化? （）如果B塔的操作壓力為5atm時，會與在10atm下的情況有何不同? 答：（1）經(jīng)節(jié)流后有氣相產(chǎn)生，由于氣化要吸收自身的熱量，系統(tǒng)溫度將降低。（2）B塔的操作壓力為5時比操作壓力為10時氣化率大，溫度下降幅度也大。4、普通精餾塔的可調(diào)設計變量是幾個？試按設計型和操作型指定設計變量。答：普通精餾塔由4個可調(diào)設計變量。按設計型：兩個分離要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：全塔理論板數(shù)、精餾段理論板數(shù)、回流比、塔頂產(chǎn)品的流量。5、簡述逐板計算進料位置的確定原則。答：使全塔理論板數(shù)最少為原則，看分離效果的好壞來確定。從塔底向上計算時，越大越好，從塔頂往下計算時，越小越好6、簡述逐板計算塔頂?shù)呐袛嘣瓌t。答：使全塔理論板數(shù)最少為原則，看分離效果的好壞來確定。即則第n 板為他頂板。7、簡述逐板計算的計算起點的選擇原則。答：以組分的組成估算最精確的誤差最小的那塊板開始逐板計算。8、簡述精餾過程最小回流時的特點。答：最小回流比是精餾的極限情況之一，此時，未完成給定的分離任務，所需的理論板數(shù)無窮多，如果回流比小于最小回流比，則無論多少理論板數(shù)也不能完成給定的分離任務。9、簡述精餾過程全回流的特點。答：全回流是精餾的極限情況之一。全回流時所需的理論板數(shù)最少。此時，不進料，不出產(chǎn)品。10、簡述簡捷法的特點。答：簡捷法是通過N、Nm、R、Rm四者的關系計算理論板數(shù)的近似計算方法，其計算簡便，不需要太多的物性數(shù)據(jù)，當要求的計算精度不高時，不失為一種快捷的方法，也可為精確計算提供初值。11、簡述萃取塔操作要注意的事項。答：（1）氣液相負荷不均，液相負荷遠大于氣相負荷；（）入塔物料的溫度要嚴加控制；（）回流比不能隨意調(diào)整。12、萃取精餾塔如果不設回收段，把萃取劑與塔頂回流同時都從塔頂打入塔內(nèi)，將會產(chǎn)生什么后果，為什么? 答：在萃取精餾中不設回收段，將會使入塔頂?shù)妮腿┑貌坏交厥眨敭a(chǎn)品中夾帶萃取劑，從而影響產(chǎn)品的純度，使塔頂?shù)牟坏郊儍舻漠a(chǎn)品。13、根據(jù)題給的X-Y相圖， 回答以下問題（1）該系統(tǒng)在未加萃取劑P時是正偏差還是負偏差系統(tǒng)?有最高還是最低溫度的恒沸物?（2）加入萃取劑之后在精餾段和提餾段有利還是不利？答：（1）該系統(tǒng)在未加萃取劑P時是正偏差系統(tǒng)，有最低溫度的恒沸物。（2）加入萃取劑之后在精餾段有利，因原來由恒沸物，加入之后恒沸物消失；在提餾段是不利，因加入之后體在中組分的相對揮發(fā)度降低。14、熱力學角度簡述萃取劑的選擇原則。答：萃取應能使的體系的相對揮發(fā)度提高，即與塔頂組分形成正偏差，與塔底組分形成負偏差或者理想溶液。15、工藝角度簡述萃取劑的選擇原則。答：（1） 容易再生，即不起化學反應、不形成恒沸物、P沸點高；（）適宜的物性，互溶度大、穩(wěn)定性好；（）價格低廉，來源豐富。16、說出4種恒沸劑的回收方法。答：（1）冷凝分層；（2）過冷分層；（3）變壓精餾；（4）萃??；（5）鹽析。17、均相恒沸物的特點。答：（1）；（2）18、恒沸精餾中，恒沸劑用量不能隨便調(diào)整？為什么？答：因恒沸劑用量與塔的產(chǎn)品純度有關，多或少都不能得到所希望的目的產(chǎn)物。19、吸收的有利條件是什么？答：低溫、高壓、高的氣相濃度、低的液相濃度、高的液相用量、低的氣相量。20、試分析吸收因子對吸收過程的影響？答：吸收因子 ，吸收因子越大對吸收有利，所需的理論板數(shù)越少，反之亦然。21、用平均吸收因子法計算理論板數(shù)時，分別采用吸收劑用量，原料氣用量）和，來進行計算吸收因子A。試分析求得的理論板數(shù)哪個大，為什么? 答：因為 所以 所以 所以 因為 所以 因此 比小，故用計算的A較大，所需的理論板數(shù)小。22、在吸收過程中， 若關鍵組分在操作條件下的吸收因子A小于設計吸收率， 將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象? 答：此時，吸收塔無論有多少塊理論板也完不成給定的分離任務，只能達到小于等于A的吸收率。正常操作時, A應大于吸收率。23、有一類混合物送入精餾裝置進行分離，進料組成和相對揮發(fā)度a值如下，現(xiàn)有A、B兩種方案可供選擇，你認為哪種方案合理?為什么?異丁烷 正丁烷 戊烷摩爾% 25 30 45 a值 1.24 1.00 0.34答：由于正丁