【化工分離工程】試卷試題(附答案)

一、填空(每空2分,共20分)如果設(shè)計(jì)中給定數(shù)值的物理量的數(shù)目等于設(shè)計(jì)變量 ，設(shè)計(jì)才有結(jié)果。在最小回流比條件下若只有重組分是非分配組分輕組分為分配組分存在著兩個(gè)恒濃區(qū)出現(xiàn)在精鎦段和進(jìn)料板 位置。在萃取精鎦中，當(dāng)原溶液非理想性不大時(shí)，加入溶劑后，溶劑與組分1形成具有較強(qiáng)正偏差的非理想溶液，與組分2形成 負(fù)偏差或理想 溶液，可提高組分1對(duì)2的相對(duì)揮發(fā)度。LE的定義是收的液相分傳質(zhì)系數(shù)（）/無化學(xué)吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)（k0）。L對(duì)普通的N級(jí)逆流裝置進(jìn)行變量分析，若組分?jǐn)?shù)為C個(gè)，建立的方程在全塔有2(23)個(gè)。熱力學(xué)效率定義為 ；實(shí)際的分離過程是不可逆的，所以熱力學(xué)效必定 于1。反滲透是利用反滲透膜選擇性的只透過溶劑 的性質(zhì)對(duì)溶液施加壓力克服溶劑的滲壓，是一種用來濃縮溶液的膜分離過程。二、推導(dǎo)(20分)1單級(jí)分離基本關(guān)系式。

精餾塔第j1，建立方程。c z(Ki i

1) 0i1

(K1 1i式中：——相平衡常數(shù)； ——?dú)庀喾致剩怏w量/進(jìn)料量。chengchengcheng三、簡答(每題5分,共25分)什么叫相平衡？相平衡常數(shù)的定義是什么？

p1

90.24kPa,

P06598kPa求該系統(tǒng)的活度系數(shù)。2由混合物或溶液形成若干相，這些相保持物理平衡而共存狀態(tài)。熱力學(xué)上看物系的自由焓最小；動(dòng)力學(xué)上看相間表觀傳遞速率為零。。關(guān)鍵組分的定義是什么；在精餾操作中，一般關(guān)鍵組分與非關(guān)鍵組分在頂、釜的分配情況如何？由設(shè)計(jì)者指定濃度或提出回收率的組分。全部或接近全部在塔頂出現(xiàn)；全部或接近全部在塔釜出現(xiàn)。在吸收過程中，塔中每級(jí)汽、液流量為什么不能視為恒摩爾流？量相應(yīng)的減少，因此氣液相流量在塔內(nèi)都不能視為恒定。在精餾塔中設(shè)中間換熱器為什么會(huì)提高熱力學(xué)效率？在中間再沸器所加入的熱量其溫度低于塔底加入熱量的溫度，在中間冷凝器所引出的熱量其溫度高于塔頂引出熱量的溫度，相對(duì)于無中間換熱器的精餾塔傳熱溫差小，熱力學(xué)效率高。反應(yīng)精餾的主要優(yōu)點(diǎn)有那些？（1）產(chǎn)物一旦生成立即移出反應(yīng)區(qū)（2）反應(yīng)區(qū)反應(yīng)物濃度高，生產(chǎn)能力大（3）（4）（5）對(duì)于難分離物系通過反應(yīng)分離成較純產(chǎn)品。四、計(jì)算(1、2題10分，3題15分，共35分)0.6（分?jǐn)?shù)）的苯（1）—甲苯（2）101.3用計(jì)算結(jié)果說明該溫度能否滿足閃蒸要求？已知：94℃時(shí)P10=152.56 P20=61.59已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常壓、54X2=0.65(分率),在此

0.500.40.（均為摩爾分?jǐn)?shù)，用不揮發(fā)的烴類進(jìn)行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率為81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子1.26，求所需理論板數(shù)；若其它條件不變，提高平均液汽比到原來的2倍，此時(shí)丙烷的吸收率可達(dá)到多少。2006-2007學(xué)年第2學(xué)期考試參考答案 （A）卷一、填空(每空2分,共20分)

GMi,

Lj1

xi,j1

Vj1

yi,j1

Fj

i,j

(Lj

U)xj i,j

W)y 0j i,j

GEi,

yi,j

Ki,j

x 0i,j精鎦段和進(jìn)料板。正 ；負(fù)偏差或理想。L化學(xué)吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)（）/無化學(xué)吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)（k0。L5. 2(2C+3)。

GSYjGSXj

Ci1C

yi,xi,

1.001.006.B 6.分離

；小。

GHLj

hj1

j1

V j1

j1

Fj

F,

(Lj

U)hj j

W)H Q0j j j二、推導(dǎo)(20分) VF氣化分率

三、簡答(每題5分,共25分)??；動(dòng)力學(xué)上看相間表觀傳遞速率為零。。物料衡算式

LxVy

(1)

由設(shè)計(jì)者指定濃度或提出回收率的組分。i相平衡關(guān)系式xiyi

i K yi iKxi i

i i(2)(3)

全部或接近全部在塔頂出現(xiàn)；全部或接近全部在塔釜出現(xiàn)。吸收為單相傳質(zhì)過程，吸收劑吸收了氣體中的溶質(zhì)而流量在下降過程中不斷增加，氣將（3）代入（1）zi

(1)xiz

Kxi i

體的流量相應(yīng)的減少，因此氣液相流量在塔內(nèi)都不能視為恒定。i整理：xii

1(Ki

1)

(4)

力學(xué)效率高。（1）產(chǎn)物一旦生成立即移出反應(yīng)區(qū)2）反應(yīng)區(qū)反應(yīng)物濃度高，生產(chǎn)能力大（3）反將（2）代入（1）zi

(1)Kiyi

yi

（4）（5）成較純產(chǎn)品。四、計(jì)算(1、2題10分，3題15分，共35分)Kz整理：y i

1.(5)i 1(Ki

1)

kzzi iz

1.14681 ;c

c z(

1)ii

i1.056371

同時(shí)存在，為汽液平衡態(tài),滿足閃蒸條件。 y xi i

v(K1)1 kiii1 i12．

i1 i2.pp0x1 11

p0x2 2

p01

p02 2

一、填空(每空2分,共20分) 1

p101.3p0 1p101.3

1.12061.5353

傳質(zhì)分離過程分為 平衡分離過程和速率分離過兩大類。一個(gè)多組分系統(tǒng)達(dá)到相平衡的條件是所有相中的 溫度、壓力相同，各相組分的逸度同 。2 p023.

65.98

進(jìn)料物流的變量和裝置的壓力。N

lgA lg1.2611 10.81

12.73

4.某二元系常壓下汽液平衡數(shù)據(jù)在～x1=0.251=0.351=0.81=0.62，該系統(tǒng)一定形成共沸物，這是因?yàn)閘gA(2)A21.26(AN1A)

lg1.26

在圖中，平衡線與對(duì)角線相交（也可其它表示法）。方程解離法為基礎(chǔ)(AN1

0.95

分為三組，即 、、和 。精鎦和吸收操作在傳質(zhì)過程上的主要差別是。在三組分精餾中，有 個(gè)分離方案。超濾是以壓力差為推動(dòng)力，按粒徑不同 選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操A 1K 1.12A

作。0.0428lg1N

lg(1

)1

110.06

二、分析(20

N

NNNlgA

lg

0.04924

對(duì)再沸器（圖1）進(jìn)行變量分析，得出： v c

x a，回答對(duì)可調(diào)設(shè)計(jì)變量如何指定。chengchengcheng溶液中1，2組分形成均相共沸物，分析共沸時(shí)活度系數(shù)與飽和蒸汽壓之間的關(guān)系可用式： 塔溫度均為37℃，吸收塔壓力為304,今要從氣體中吸收80％的丁烷，求所需理論板數(shù)。1

p02 表示。

＝1.12丁烷2 p021三、簡答(每題5分,共20分)K形式是什么方程？并說明理由。y pss v

(pps)（提示：K i i i i

m,i i ]）pi x v RTpi i對(duì)揮發(fā)度？精餾過程的熱力學(xué)不可逆性主要由哪些原因引起？四、計(jì)算(1、2題15分，3題10分，共40分)已知某精鎦塔進(jìn)料組成和操作條件下的平均相對(duì)揮發(fā)度如下：組分摩爾分率( )ic均

A B C D 0.06 0.17 0.32 0.45 1.002.58 1.99 1.00 0.84B95C0.9分校核，計(jì)算最少理論板數(shù)。用水萃取精餾醋酸甲酯（1）與甲醇（2）0.81001.1，溶劑看成不揮發(fā)組分，計(jì)算水的加入量。9551∶1，進(jìn)2006-2007（B）220

i

s1,i

si

vLm,

(pps)iRT

]1溫度、壓力相同，各相組分的逸度相同。

K ipi x pyiiyi（也可其它表示法。修正的M方程、SH方程。

2答：在萃取精餾中，原溶液

汽相為理想氣體，液相為非理想溶液，2。

1ps

ps 112只有

增加，1粒徑不同。1二、分析(20分)

12 s2 2p p

ps 2221．N 2)17方程 數(shù)目c 物料平衡式 C

S后可使1)s1)?！嗉尤胼腿┖髸?huì)提高原溶液的相對(duì)揮發(fā)度。2 2答：壓差、溫差、濃度差。答：當(dāng)流體通過固定床吸附器時(shí)，不同時(shí)間對(duì)應(yīng)流出物濃度變化曲線為透過曲線。對(duì)應(yīng)餾出物熱量平衡式兩相T、P合計(jì)：

1C22C3

最大允許濃度時(shí)間為穿透點(diǎn)時(shí)間，到達(dá)穿透點(diǎn)時(shí)吸附劑失去吸附能力需再生。四、計(jì)算10049.6154 50.3846100/r