化工分離工程期末試題A答案

1、1a卷）20072008學(xué)年第、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（答案及評分標(biāo)準(zhǔn)題號一二三四五六七八九十總分注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將按相應(yīng)管理規(guī)定處理。院系:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化工班級:04-姓名:學(xué)號:得分本試卷共六道大題，滿分為100分，考試時(shí)間為120分鐘。一、填空題（本大題20分，每空1分）1、分離工程分為(機(jī)械分離法)和(傳質(zhì)分離法)兩大類。2、對拉烏爾定律產(chǎn)生偏差的溶液稱為(非理性溶液)或(實(shí)際溶液)。3、對于能生成二元恒沸物的物系來說，在恒沸點(diǎn)處氣液相兩相組成（相等）。在恒沸點(diǎn)兩側(cè)組分的揮發(fā)能力（不同或相反）。4、端值常數(shù)a為(0)時(shí)體

2、系為理想溶液，a為(x和yy1111（b）xx和yt12（c）tt12（d）不能確定4、用郭氏法分析可知理論板和部分冷凝可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù)分別為（a）（a）1，1（b）1，0（c）0，1（d）0，05、如果二元物系有最高壓力恒沸物存在，則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）負(fù)偏差溶液（d）不一定6、用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)，逆流操作，平衡關(guān)系滿足亨利定律。當(dāng)入塔氣體濃度y1上升，而其它入塔條件不變，則氣體出塔濃度y2和吸收率j的變化為（c）（a）y2上升，j下降（b）y2下降，j上升（c）y2上升，j不變（d）y2上升，j變化不確定7、逆流填料吸收塔，當(dāng)吸收因數(shù)

3、a1，且syi/ki1，其相態(tài)為氣液兩相。（）6、在萃取精餾中所選的萃取劑使ap值越大，溶劑的選擇性越大。（）要答題，請不要在試卷上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將按相應(yīng)管理規(guī)定處理。院系:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化工班級:04-姓名:學(xué)號:4、在精餾操作中回流比是可調(diào)設(shè)計(jì)變量。（）5、在萃取精餾操作中，液相流率總是大于氣相流率。（）17、吸收中吸收因子小的組分是易于吸收組分。（）四、分析題（本大題10分，每小題5分）1、分析下圖的點(diǎn)e，d，c三點(diǎn)表觀吸附量為什么等于零？曲線cd及de說明了溶質(zhì)優(yōu)先被吸附還是溶劑優(yōu)先被吸附？為什么？答：c，e點(diǎn)為純?nèi)芤?，所以吸附前后無濃度變化，表觀吸附量為零。d點(diǎn)，按溶

4、液配比吸附，所以吸附前后也無濃度變化，表觀吸附量為零。曲線cd說明了溶質(zhì)優(yōu)先被吸附，曲線de說明了溶劑優(yōu)先被吸附。2、預(yù)將甲苯-烷烴二元恒沸物進(jìn)行分離，現(xiàn)以甲醇為恒沸劑分離甲苯-烷烴的流程如圖，分析各塔物流，并將恒沸精餾塔和脫甲醇塔分離過程用三角相圖表示出來。答：分析可知：恒沸精餾塔：由于恒沸劑加入過量，塔底為甲醇甲苯的混合物，塔頂烷烴-甲醇的二元恒沸物。脫甲醇塔：塔底為甲苯，塔頂為甲苯-甲醇的二元恒沸物。萃取塔：塔底為甲醇水溶液，塔頂為烷烴。脫水塔：塔底為水，塔頂為甲醇。相圖如下：3/6烷烴二元恒沸物（恒沸精餾塔頂）二元恒沸物原料甲醇甲苯（脫甲醇塔底）二元恒沸物恒沸精餾塔底（脫甲醇塔頂）五、

5、簡答題（本大題15分，每小題5分）1、試指出逐級計(jì)算法計(jì)算起點(diǎn)的確定原則（按清晰分割處理，分只有輕非關(guān)鍵組分的物系、只有重非關(guān)鍵組分的物系兩種情況論述）。答：逐級計(jì)算法計(jì)算起點(diǎn)的確定原則是以組分的組成估算最精確、誤差最小的那塊板開始逐板計(jì)算。按清晰分割處理，輕非關(guān)鍵組分全部進(jìn)入塔頂，重非關(guān)鍵組分全部進(jìn)入塔底。只有輕非關(guān)鍵組分的物系，從塔頂開始計(jì)算比較準(zhǔn)確；只有重非關(guān)鍵組分的物系，從塔底開始計(jì)算比較準(zhǔn)確。2、以c1-c4為例，c2、c3為輕重關(guān)鍵組分（lk和hk），c1、c4為輕重組分（lnk和hnk）。按清晰分割處理，畫出多組分精餾在最小回流比下氣相組成沿塔高的分布情況，并簡述各區(qū)的作用。答：

6、按清晰分割處理時(shí)，此體系將塔分成6個(gè)區(qū)。區(qū)域c的作用是將氣相中重組分變?yōu)榱?，出現(xiàn)逆行分餾現(xiàn)象；區(qū)域d的作用是將下流的液相中輕組分變?yōu)榱?，出現(xiàn)逆行分餾現(xiàn)象；然后進(jìn)入上恒濃區(qū)b和下恒農(nóng)區(qū)e，在恒濃區(qū)內(nèi)各組分濃度不變；在區(qū)域a內(nèi)，重關(guān)鍵組分的濃度降到設(shè)計(jì)所規(guī)定的數(shù)值，輕關(guān)鍵組分的濃度經(jīng)歷最高值后降至規(guī)定值，輕組分的濃度有所升高；在區(qū)域f內(nèi)，輕關(guān)鍵組分的濃度降到設(shè)計(jì)所規(guī)定的數(shù)值，重關(guān)鍵組分的濃度經(jīng)歷最高值后降至規(guī)定值，重組分的濃度有所升高。3、在萃取精餾中，對a0的體系，分析萃取劑的選擇性與溶液濃度的關(guān)系？12(a)p答：依據(jù)ln(a12)12=xp(a1p-a2p()-a1-2x)。121當(dāng)a12(

7、a)p0時(shí)，ln(a12)12=xp(a1p-a2p()-a1-2x)，121(高濃度區(qū)a1-2x)0(a12)121，高濃度區(qū)有利。4/61a卷）20072008學(xué)年第、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（答案及評分標(biāo)準(zhǔn)注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷六、計(jì)算題（本大題21分，每小題7分）001、二元理想溶液。如果在t時(shí)pa=0.4atm，pb=1.2atm。問（1）將氣缸中含50%a的二（元混合氣體恒溫t緩慢壓縮，凝出第一滴液滴時(shí)物系的總壓及該液滴的組成為多少？在相應(yīng)的示意圖中標(biāo)出所求的參數(shù)。2）二元溶液使其在101.33kpa下的泡點(diǎn)為t，該溶液的組成為多少？在相應(yīng)的示意圖中標(biāo)出所求

8、的參數(shù)。解：(1)p=0.4101.33=40.532kpap=1.2101.33=121.60kpaabap-p0上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將根據(jù)露點(diǎn)方程y=apbpp0-p0ab得p=60.8kpab40.532-121.6按相應(yīng)管理規(guī)定處理。x=ap-p060.8-121.6p0-p0ab=0.75圖略(4分)p-p0p0-p0院系:化學(xué)化工學(xué)院(2)根據(jù)泡點(diǎn)方程xa=bab=101.33-121.6=0.2540.532-121.6ax=p101.33專業(yè):化工氣相組成為ya=p040.532a0.25=0.1圖略(3分)2、求醋酸甲酯（1），甲醇（2）的相對揮發(fā)度(a)，溶液組成為

9、x=0.1，x=0.15，12p12x=0.75，系統(tǒng)溫度下飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)為p0=113.322kpa，p0=83.911kpa，其雙組分溶p12班級:04-液的馬格勒斯常數(shù)為a=0.447，a122pa=1.300。（按對稱系統(tǒng)計(jì)算）1p=0.360，a=0.820，a=0.411，ap121p2=0.220，姓名:解：馬格勒斯方程為lg(gg1)2p=a(x-x)+x(a-a)(3分)1221p1p2p求對稱系統(tǒng)的端值常數(shù)a=a+a22學(xué)號:121221=0.447+0.411=0.429a=1pa+a0.820+1.3001pp1=22=1.06a=1pap2+a0.360+0.2202

10、p=22=0.29則lg(gg1)2p=0.429(0.15-0.1)+0.75(1.06-0.29)=0.02145+0.5775=0.599(4分)5/63、在20塊板的塔中用烴油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩爾百分率）的氣體，采用的油氣比為1:1，該塔處理的氣體量為100kmol/h，操作壓力為3大氣壓。若全塔效率按25%計(jì)，試求：（1）平均溫度為多少，才能回收90%的丁烷；（2）組份的平衡常數(shù)；（3）吸收因子、吸收率；（4）尾氣的組成。操作條件下各組分的平衡常數(shù)如下：乙烷k=0.13333t+5.46667；丙烷k=0.06667+1.3333；正丁烷k=0.02857t+0.08571(t的單位為)解：(1)溫度n理=nh=2025%=5實(shí)k=0.9a6-10a+9=0a=1.203ak=1(舍去)kkan+1-1j=an+1-akkka=l=1=1.203k=0.02857t+0.08571解得t=26.0911kvkkkkk(2)各組份的平衡常數(shù)k=0.1333326.09=5.46667=8.945k=0.0666726.09+1.13333=2.873k=0.0285726.09+0.08571=0.831123(3)吸收因子、吸收率以乙烷為例=（）=1=0.112乙烷8.945a乙烷l11vk乙烷-1