化工分離工程復(fù)習(xí)題及答案

化工分離過(guò)程試題庫(kù)(復(fù)習(xí)重點(diǎn))第一部分填空題1、 分離作用是由于加入（分離劑）而引發(fā)的，由于分離過(guò)程是（混合過(guò)程）的逆過(guò)程。2、 分離因子是根據(jù)（氣液相平衡）來(lái)計(jì)算的。它與實(shí)際分離因子的差別用（板效率）來(lái)表達(dá)。3、 汽液相平衡是解決（汽液傳質(zhì)分離）過(guò)程的基礎(chǔ)。相平衡的條件是（全部相中溫度壓力相等，每一組分的化學(xué)位相等）。4、 精餾塔計(jì)算中每塊板由于（構(gòu)成）變化而引發(fā)的溫度變化，可用（泡露點(diǎn)方程）擬定。5、 多組分精餾根據(jù)指定設(shè)計(jì)變量不同可分為（設(shè)計(jì)）型計(jì)算和（操作）型計(jì)算。6、 在塔頂和塔釜同時(shí)出現(xiàn)的組分為（分派組分）。7、 吸取有（輕）核心組分，這是由于（單向傳質(zhì)）的緣故。8、 對(duì)多組分吸取，當(dāng)吸取氣體中核心組分為重組分時(shí)，可采用（吸取蒸出塔）的流程。9、 對(duì)寬沸程的精餾過(guò)程，其各板的溫度變化由（進(jìn)料熱焓）決定，故可由（熱量衡算）計(jì)算各板的溫度。10、對(duì)窄沸程的精餾過(guò)程，其各板的溫度變化由（構(gòu)成的變化）決定，故可由（相平衡方程）計(jì)算各板的溫度。11、 為表達(dá)塔傳質(zhì)效率的大小，可用（級(jí)效率）表達(dá)。12、對(duì)多組分物系的分離，應(yīng)將（分離規(guī)定高）或（最困難）的組分最后分離。13、 泡沫分離技術(shù)是根據(jù)（表面吸附）原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而膜分離是根據(jù)（膜的選擇滲入作用）原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。14、 新型的節(jié)能分離過(guò)程有（膜分離）、（吸附分離）。15、 傳質(zhì)分離過(guò)程分為（平衡分離過(guò)程）和（速率分離過(guò)程）兩大類。16、 分離劑能夠是（能量）和（物質(zhì)）。17、 Lewis提出了等價(jià)于化學(xué)位的物理量（逸度）。18、 設(shè)計(jì)變量與獨(dú)立量之間的關(guān)系可用下式來(lái)表達(dá)(Ni=Nv-Nc即設(shè)計(jì)變量數(shù)=獨(dú)立變量數(shù)-約束關(guān)系)19、 設(shè)計(jì)變量分為（固定設(shè)計(jì)變量）與（可調(diào)設(shè)計(jì)變量）。20、 溫度越高對(duì)吸取越（不利）21、 萃取精餾塔在萃取劑加入口以上需設(shè)（萃取劑回收段）。22、 用于吸取過(guò)程的相平衡關(guān)系可表達(dá)為（V=SL）。23、 精餾有（兩個(gè)）個(gè)核心組分，這是由于（雙向傳質(zhì)）的緣故。24、 精餾過(guò)程的不可逆性體現(xiàn)在三個(gè)方面，即（通過(guò)一定壓力梯度的動(dòng)量傳遞），（通過(guò)一定溫度梯度的熱量傳遞或不同溫度物流的直接混合）和（通過(guò)一定濃度梯度的質(zhì)量傳遞或者不同化學(xué)位物流的直接混合）。25、 通過(guò)精餾多級(jí)平衡過(guò)程的計(jì)算，能夠決定完畢一定分離任務(wù)所需的（理論板數(shù)），為表達(dá)塔實(shí)際傳質(zhì)效率的大小，則用（級(jí)效率）加以考慮。27、 慣用吸附劑有（硅膠），（活性氧化鋁），（活性炭）。28、 恒沸劑與組分形成最低溫度的恒沸物時(shí)，恒沸劑從塔（頂）出來(lái)。29、 分離規(guī)定越高，精餾過(guò)程所需的最少理論板數(shù)（越多）。30、 回流比是（可調(diào)）設(shè)計(jì)變量。第二部分選擇題1、下列哪一種是速率分離過(guò)程（）a. 蒸餾b.吸取c.膜分離d.離心分離2、下列哪一種是機(jī)械分離過(guò)程（）a. 蒸餾b.吸取c.膜分離d.離心分離3、下列哪一種是平衡分離過(guò)程（）a.蒸餾b.吸取c.膜分離d.離心分離4、汽液相平衡K值越大，闡明該組分越（）a.易揮發(fā)b.難揮發(fā)c.沸點(diǎn)高d.蒸汽壓小5、 氣液兩相處在平衡時(shí)（）a.兩相間組份的濃度相等b.只是兩相溫度相等c.兩相間各組份的逸度相等d.相間不發(fā)生傳質(zhì)6、當(dāng)把一種氣相冷凝時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生液滴的點(diǎn)叫作（）a.露點(diǎn)b.臨界點(diǎn)c.泡點(diǎn)d.熔點(diǎn)7、當(dāng)物系處在泡、露點(diǎn)之間時(shí)，體系處在（d）a.飽和液相b.過(guò)熱蒸汽c.飽和蒸汽d.氣液兩相8、閃蒸是單級(jí)蒸餾過(guò)程，所能達(dá)成的分離程度（）a.很高b.較低c.只是冷凝過(guò)程，無(wú)分離作用d.只是氣化過(guò)程，無(wú)分離作用9、設(shè)計(jì)變量數(shù)就是（）a.設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的變量數(shù)b.約束數(shù)c.獨(dú)立變量數(shù)與約束數(shù)的和d.獨(dú)立變量數(shù)與約束數(shù)的差10、約束變量數(shù)就是（）a.過(guò)程所涉及的變量的數(shù)目；b.固定設(shè)計(jì)變量的數(shù)目c.獨(dú)立變量數(shù)與設(shè)計(jì)變量數(shù)的和；d.變量之間能夠建立的方程數(shù)和給定的條件11、當(dāng)蒸餾塔的回流比不大于最小的回流比時(shí)（）a.液相不能氣化b.不能完畢給定的分離任務(wù)c.氣相不能冷凝d.無(wú)法操作12、當(dāng)蒸餾塔的產(chǎn)品不合格時(shí)，能夠考慮（）a.提高進(jìn)料量b.減少回流比c.提高塔壓d.提高回流比13、如果二元物系,γ1>1,γ2>1,則此二元物系所形成的溶液一定是（）a.正偏差溶液b.抱負(fù)溶液c.負(fù)偏差溶液d.不擬定14、下列哪一種不是均相恒沸物的特點(diǎn)（）a.氣化溫度不變b.氣化時(shí)氣相構(gòu)成不變c.活度系數(shù)與飽和蒸汽壓成反比d.冷凝能夠分層15、下列哪一種不是吸取的有利條件（）a.提高溫度b.提高吸取劑用量c.提高壓力d.減少解決的氣體量16、平衡常數(shù)較小的組分是（）a.難吸取的組分b.最較輕組份c.揮發(fā)能力大的組分d.吸取劑中的溶解度大17、下列有關(guān)吸附劑的描述哪一種不對(duì)的（）a.分子篩可作為吸附劑b.多孔性的固體c.外表面積比內(nèi)表面積大d.吸附容量有限18、下列哪一種不是等溫吸附時(shí)的物系特點(diǎn)（）a.被吸取的組分量極少b.溶解熱小c.吸取劑用量較大d.被吸取組分的濃度高19、吸取塔的汽、液相最大負(fù)荷處應(yīng)在（）a.塔的底部b.塔的中商c.塔的頂部20、對(duì)一種恒沸精餾過(guò)程，從塔內(nèi)分出的最低溫度的恒沸物（）a.一定是做為塔底產(chǎn)品得到b.一定是為塔頂產(chǎn)品得到c.可能是塔項(xiàng)產(chǎn)品，也可能是塔底產(chǎn)品d.視具體狀況而變第三部分名詞解釋1.分離過(guò)程：將一股或多股原料分成構(gòu)成不同的兩種或多個(gè)產(chǎn)品的過(guò)程。2.機(jī)械分離過(guò)程：原料由兩相以上所構(gòu)成的混合物，簡(jiǎn)樸地將其各相加以分離的過(guò)程。3.傳質(zhì)分離過(guò)程：傳質(zhì)分離過(guò)程用于均相混合物的分離，其特點(diǎn)是有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象發(fā)生。按所根據(jù)的物理化學(xué)原理不同，工業(yè)上慣用的分離過(guò)程又分為平衡分離過(guò)程和速率分離過(guò)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(xué)上看，整個(gè)物系的自由焓處在最小狀態(tài)，從動(dòng)力學(xué)看，相間無(wú)物質(zhì)的靜的傳遞。5.相對(duì)揮發(fā)度：兩組分平衡常數(shù)的比值叫這兩個(gè)組分的相對(duì)揮發(fā)度。6.泡點(diǎn)溫度：當(dāng)把一種液相加熱時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)憤怒泡時(shí)的溫度。7.露點(diǎn)溫度：當(dāng)把一種氣體冷卻時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)憤怒泡時(shí)的溫度。8.設(shè)計(jì)變量數(shù)：設(shè)計(jì)過(guò)程需要指定的變量數(shù)，等于獨(dú)立變量總數(shù)與約束數(shù)的差。10.約束數(shù)：變量之間能夠建立的方程的數(shù)目及已知的條件數(shù)目。11.回流比：回流的液相的量與塔頂產(chǎn)品量的比值。12.精餾過(guò)程：將揮發(fā)度不同的組分所構(gòu)成的混合物，在精餾塔中同時(shí)多次地部分氣化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)構(gòu)成的過(guò)程。13.全塔效率：理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)的比值。14.精餾的最小回流比：精餾時(shí)在一種回流比下，完畢給定的分離任務(wù)所需的理論板數(shù)無(wú)窮多，回流比不大于這個(gè)回流比，無(wú)論多少塊板都不能完畢給定的分離任務(wù)，這個(gè)回流比就是最小的回流比。實(shí)際回流比不不大于最小回流比。15.理論板：離開(kāi)板的氣液兩相處在平衡的板叫做理論板。16.萃取劑的選擇性：加溶劑時(shí)的相對(duì)揮發(fā)度與未加溶劑時(shí)的相對(duì)揮發(fā)度的比值。17.萃取精餾：向相對(duì)揮發(fā)度靠近于1或等于1的體系，加入第三組分P，P體系中任何組分形成恒沸物，從塔底出來(lái)的精餾過(guò)程。18.共沸精餾：向相對(duì)揮發(fā)度靠近于1或等于1的體系，加入第三組分P，P體系中某個(gè)或某幾個(gè)組分形成恒沸物，從塔頂出來(lái)的精餾過(guò)程。19.吸取過(guò)程：按混合物中各組份溶解度的差別分離混合物的過(guò)程叫吸取過(guò)程。20.吸取因子：操作線的斜率（L/V）與平衡線的斜率（KI）的比值。21.絕對(duì)吸取率：被吸取的組分的量占進(jìn)料中的量的分率。22.半透膜：能夠讓溶液中的一種或幾個(gè)組分通過(guò)而其它組分不能通過(guò)的這種選擇性膜叫半透膜。23.滲入：當(dāng)用半透膜隔開(kāi)不同濃度的溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜向高濃度溶液流動(dòng)的現(xiàn)象叫滲入。24.反滲入：當(dāng)用半透膜隔開(kāi)不同濃度的溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜向低濃度溶液流動(dòng)的現(xiàn)象叫反滲入。25.吸附過(guò)程：當(dāng)用多孔性的固體解決流體時(shí)，流體的分子和原子附著在固體表面上的現(xiàn)象叫吸附過(guò)程。第四部分問(wèn)答題1.簡(jiǎn)述絕熱閃蒸過(guò)程的特點(diǎn)。答；絕熱閃蒸過(guò)程是等焓過(guò)程，節(jié)流后壓力減少，因此會(huì)有汽化現(xiàn)象發(fā)生，汽化要吸取熱量，由于是絕熱過(guò)程，只能吸取本身的熱量，因此，體系的溫度度減少。2.普通精餾塔的可調(diào)設(shè)計(jì)變量是幾個(gè)？試按設(shè)計(jì)型和操作型指定設(shè)計(jì)變量。答；普通精餾塔有4個(gè)可調(diào)設(shè)計(jì)變量。按設(shè)計(jì)型：兩個(gè)分離規(guī)定、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。3.簡(jiǎn)述精餾過(guò)程最小回流時(shí)的特點(diǎn)。答；最小回流比是精餾的極限狀況之一，此時(shí)，為了完畢給定的分離任務(wù)，所需要理論經(jīng)板數(shù)無(wú)窮多，如果回流比不大于最小回流比，則無(wú)論多少理論板數(shù)也不能完畢給定的分離任務(wù)。4.簡(jiǎn)述精餾過(guò)程全回流的特點(diǎn)。答；全回流是精餾的極限狀況之一。全回流所需的理論板數(shù)最少。此時(shí)，不進(jìn)料，不出產(chǎn)

品。5.簡(jiǎn)述萃取塔操作要注意的事項(xiàng)。答；a.氣液相負(fù)荷不均，液相負(fù)荷遠(yuǎn)不不大于氣相負(fù)荷；b.塔料的溫度要嚴(yán)控制；c.回流比不能隨意調(diào)節(jié)。7.工藝角度簡(jiǎn)述萃取劑的選擇原則。答；a.容易再生，不起化學(xué)反映、不形成恒沸物、P沸點(diǎn)高；

b.適宜的物性，互溶度大、穩(wěn)定性好；

c.價(jià)格低廉，來(lái)源豐富。8.吸取的有利條件是什么？答；低溫、高壓、高的氣相濃度、低的液相濃度、高的用量、低的氣相量。9.有一烴類混合物送入精餾裝置進(jìn)行分離，進(jìn)料構(gòu)成和相對(duì)揮發(fā)度a值以下，現(xiàn)有A、B兩種方案可供選擇，你認(rèn)為哪種方案合理？為什么？異丁烷正丁烷戊烷摩爾%253045a值1.241.000.34答；由于正丁烷和異丁烷是體系中最難分的組份，應(yīng)放在最后分離；進(jìn)料中戊烷含量高，應(yīng)盡早分出。因此方案B是合理的。10.表觀吸附量等于零，表明溶質(zhì)不被吸附對(duì)嗎？答；不一定。表觀吸附量只有在溶液是稀液、溶質(zhì)吸附不明顯時(shí)，才干代表實(shí)際的吸附量，因此，不能單純用表觀吸附量等于零看溶質(zhì)被吸附與否。11. 吸附劑的選擇原則。答；a.選擇性高；b.比表面積大；c.有一定的機(jī)械強(qiáng)度；d.有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。12.吸附質(zhì)被吸附劑吸附一脫附分哪幾步？答a.外擴(kuò)散組份穿過(guò)氣膜或液膜到固體表面；b.內(nèi)擴(kuò)散組份進(jìn)入內(nèi)孔道；c.吸附；d.脫附；e.內(nèi)反擴(kuò)散組份由內(nèi)孔道來(lái)到外表面；f.外反擴(kuò)散組份穿過(guò)氣膜或液膜到氣相主體流。13.由物料衡算，相平衡關(guān)系式推導(dǎo)圖1單級(jí)分離基本關(guān)系式。式中：Ki——相平衡常數(shù)；——?dú)庀喾致剩怏w量/進(jìn)料量）。答;設(shè)物料衡算式：...(1)相平衡關(guān)系式：...(2)...(3)將（3）代入（1）整頓：...(4)將（2）代入（1）整頓:...(5)第五部分計(jì)算題1.已知某乙烷塔，塔操作壓力為28.8原則大氣壓，塔頂采用全凝器，并經(jīng)分析得塔頂產(chǎn)品構(gòu)成為組分甲烷a.乙烷b.丙烷c.異丁烷d.總合構(gòu)成xiD1.488810.160.36100%（摩爾分?jǐn)?shù)）求塔頂溫度。解：設(shè)t=20℃，p=28.8MPa=2917kPa，由查圖2-1a得：K1=5.4，K2=1.2，K3=0.37，K4=0.18選乙烷為參考組分，則由和p=2917kPa，查圖2-1a得t=22℃：K1=5.6，K2=1.24，K3=0.38，K4=0.19故塔頂溫度為22℃。2.規(guī)定在常壓下分離環(huán)己烷a.（沸點(diǎn)80.8℃）和苯b.（沸點(diǎn)80.2℃），它們的恒沸構(gòu)成為苯0.502（摩爾分?jǐn)?shù)），共沸點(diǎn)77.4℃，現(xiàn)以丙酮為恒沸劑進(jìn)行恒沸精餾，丙酮與環(huán)己烷形成恒沸物，共沸構(gòu)成為0.60（環(huán)己烷摩爾分?jǐn)?shù)），若但愿得到幾乎純凈的苯，試計(jì)算：①所需恒沸劑量。②塔頂、塔釜餾出物量各為多少。（以100kmol/h進(jìn)料計(jì)）解：以100kmol/h進(jìn)料為基準(zhǔn)，設(shè)丙酮恒沸劑的用量為Skg，正好與料液中的環(huán)己烷構(gòu)成恒沸物，進(jìn)料量和塔頂恒沸物的量和構(gòu)成分別為。對(duì)環(huán)己烷作物料平衡；恒沸劑S的用量為由于塔釜但愿得到幾乎純凈的苯，3.已知A、B兩組分在壓力p=760mmhg下所形成的均相恒沸物的構(gòu)成XA=0.65（摩爾分率），在恒沸溫度下純A組分的飽和蒸汽壓電效應(yīng)507mmhg，純B組分的飽和蒸氣壓為137mmhg求：a.在恒沸構(gòu)成條件下的活度系數(shù)。b.該恒沸物是最低溫度恒沸物還是最高溫度恒沸物？為什么？解:a.均相恒沸物的特點(diǎn)b.該恒沸物是正偏差最溫度的恒沸物，由于兩組分得活度系數(shù)皆為不不大于1，故一定是正偏差物系。4.已知某液體混合物中各組分的汽液平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系以下：組分構(gòu)成zi（mol%）Ki(t的單位為℃)C30.23C40.45C50.32上述混合物若溫度為77℃，試分析與否有液相存在。解:混合物溫度77℃時(shí)；KC3=-0.75+0.06·77=3.87KC4=0.884KC5=0.6∑Kixi=3.87·0.23+0.884·0.56+0.6·0.33=1.583>1即∑yi/ki=0.23/3.87+0.56/0.884+0.33/0.6=1.77>1即∑yi/ki>1,T<TD混合物處在兩相區(qū)，固有液相存在5.分離苯(B)、甲苯(T)和異丙苯(C)的精餾塔，塔頂采用全凝器。假設(shè)為恒摩爾流。相對(duì)揮發(fā)度αBT=2.5，αTT=1.0，αCT=0.21，進(jìn)料板上升蒸汽構(gòu)成yB=0.35(mol)，yT=0.20，yC=0.45?；亓鞅萀/D=1.7，飽和液體回流。進(jìn)料板上一級(jí)下流液體構(gòu)成為xB=0.24(mol)，xT=0.18，xC=0.58。求進(jìn)料板以上第2板的上升蒸汽構(gòu)成。解:根據(jù)精餾段物料衡算V=L+D又有L/D=1.7L/V=1.7/2.7=0.630根據(jù)精餾段操作線方程y=L/Vxi,j+D/Vxi,d=L/Vxi,j+(1-L/V)xi,dxD,B=0.537，xD,T=0.234，xD,C=0.229進(jìn)料板上第一塊板上升蒸汽構(gòu)成為yi,j=αixi,j/∑αi,j·xi,jyb=0.6653，yT=0.1996,yc=0.1351根據(jù)精餾段操作線方程，進(jìn)料板上第二快板下流液體構(gòu)成xb=0.74,xT=0.18,xc=0.08進(jìn)料板上第二快板上升蒸汽構(gòu)成為yB=0.904,yT=0.088，yC=0.0086.在20塊板的塔中用烴油吸取含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，該塔解決的氣體量為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，才干回收90%的丁烷；（2）組份的平衡常數(shù)；（3）吸取因子、吸取率；（4）尾氣的構(gòu)成。操作條件下各組分的平衡常數(shù)以下：乙烷k=0.13333t+5