南京工業(yè)大學(xué)化工分離工程07-08期末試題A答案

1、 南京工業(yè)大學(xué) 2007 2008 學(xué)年分離工程課程期末考試試卷（A卷）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)題號一二三四五六七八九十總 分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)體系為理想溶液，A為( 0 )時(shí)體系為負(fù)偏差溶液 。5、用郭氏法分析，串級單元的可調(diào)設(shè)計(jì)變量為（ 1 ），

2、側(cè)線采出板的可調(diào)設(shè)計(jì)變量為（ 0 ）。6、根據(jù)萃取精餾原理，通常希望所選擇的萃取劑與塔頂組分形成具有（ 正 ）偏差的非理想溶液，與塔底組分形成理想溶液或具有（ 負(fù) ）偏差的非理想溶液。7、萃取精餾塔中，當(dāng)原料以液相加入時(shí)，則提餾段中的溶劑濃度將會因料液的加入而變得比精餾段（ 低 ），此時(shí)為了保證整個(gè)塔內(nèi)萃取劑的濃度，常將部分溶劑隨（ 料液 ）一起加入。8、恒沸精餾過程恒沸劑的加入不僅影響原溶液組分(揮發(fā)度或相對揮發(fā)度 )，同時(shí)與原溶液中的一個(gè)或幾個(gè)組分形成恒沸物，當(dāng)形成最低溫度的恒沸物時(shí)恒沸劑從塔（頂）出來。9、在多組分精餾過程中，由芬斯克公式計(jì)算的最少理論板數(shù)決定于兩組分的分離要求和（ 揮發(fā)

3、度或相對揮發(fā)度 ），與進(jìn)料組成（無關(guān)）。10、吸附負(fù)荷曲線是以（吸附劑中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標(biāo)繪制而成，透過曲線是以（流出物中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標(biāo)繪制而成。得分：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-得分：姓名:學(xué)號: 二、選擇題（本大題20分，每小題2分）1、由1-2兩組分組成的混合物，在一定T、P下達(dá)到汽液平衡，液相和汽相組成分別為 ，若體系加入10 mol 的組分（1），在相同T、P下使體系重新達(dá)到汽液平衡，此時(shí)汽、液相的組成分別為 ，則 （ C ） （A）和 （B）和 （C）和 （D）不確定2

4、、對于絕熱閃蒸過程，當(dāng)進(jìn)料的流量組成及熱狀態(tài)給定之后，經(jīng)自由度分析，只剩下一個(gè)自由度由閃蒸罐確定，則還應(yīng)該確定的一個(gè)條件是 （ D ）（A）閃蒸罐的溫度 （B）閃蒸罐的壓力 （C）氣化率 （D）任意選定其中之一3、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成時(shí)泡點(diǎn)為，與之相平衡的氣相組成時(shí)，相應(yīng)的露點(diǎn)為，則 （A）（A） （B） （C） （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

5、（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)A1且填料為無窮高時(shí)，氣液兩相將在哪個(gè)部位達(dá)到平衡 （ B ） (A) 塔頂 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常數(shù)較小的組分是 （ D ）（A）難吸收的組分 （B）較輕組份 （C）揮發(fā)能力大的組分 （D）吸收劑中的溶解度大9、吸附等溫線是指不同溫度下哪一個(gè)參數(shù)與吸附質(zhì)分壓或濃度的關(guān)

6、系曲線。 （ A ）(A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 滿吸附量 (D)最大吸附量10、液相雙分子吸附中，U型吸附是指在吸附過程中吸附劑 （ A ）(A) 始終優(yōu)先吸附一個(gè)組分的曲線 (B) 溶質(zhì)和溶劑吸附量相當(dāng)?shù)那闆r (C) 溶質(zhì)先吸附，溶劑后吸附 (D) 溶劑先吸附，溶質(zhì)后吸附學(xué)生答題位置四、題目說明文字（本大題 分，每小題 分）學(xué)生答題位置2007 2008 學(xué)年第1、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（A卷）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)三、判斷題（本大題14分，每小題2分，對的打，錯(cuò)的打） 1、對拉烏爾定律有偏差的物系一定是恒沸體系。（ ）2、絕熱閃蒸過程，節(jié)流后的溫度降低。（ ）3、若組成為的

7、物系，且，其相態(tài)為氣液兩相。（ ）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。（ ）6、在萃取精餾中所選的萃取劑使值越大，溶劑的選擇性越大。（ ）7、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？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。得分：注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷上書寫與考

8、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。專業(yè):化工班級:04-得分：姓名: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：學(xué)號: 五、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

9、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：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)

10、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，對的體系，分析萃取劑的選擇性與溶液濃度的關(guān)系？答：依據(jù)。當(dāng)時(shí)，高濃度區(qū)，高濃度區(qū)有利。2007 2008 學(xué)年第1、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（A卷）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)六、計(jì)算題（本大題21分，每小題7分）1、二元理想溶液。如

11、果在t時(shí)=0.4atm，=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101.33 KPa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)出所求的參數(shù)。 解：(1) KPa KPa 根據(jù)露點(diǎn)方程 得P=60.8 KPa 圖略 (4分)(2) 根據(jù)泡點(diǎn)方程 氣相組成為 圖略 (3分)2、求醋酸甲酯（1），甲醇（2）的相對揮發(fā)度，溶液組成為，系統(tǒng)溫度下飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)為KPa， KPa，其雙組分溶液的馬格勒斯常數(shù)為，。（按對稱系統(tǒng)計(jì)算）解：馬格勒斯方程為 (3分) 求對稱

12、系統(tǒng)的端值常數(shù) 則 (4分)得分：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-得分：姓名:學(xué)號: 3、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 AK=1(舍去) 解得 t=26.09(2)各組份的平衡常數(shù)=0.1333326.09=5.46667=8.945 =0.0666726.09+