分離工程綜合復(fù)習(xí)資料

1、分離工程綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1請(qǐng)?jiān)谙铝羞x項(xiàng)屮選擇：超濾屬于 _、_過程；沉降屬于 _;共沸精憎屬于_、 _過程。A平衡分離B.傳質(zhì)分離C.機(jī)械分離D.速率分離2. _膜分離的推動(dòng)力可以是、或。3相平衡狀態(tài)下，從熱力學(xué)上看，整個(gè)物系自由焙處于一從動(dòng)力學(xué)來看，相間_。4.寬沸程混合物閃蒸的熱衡算更主要地取決于_,因此將熱衡算放在 _ 循環(huán)屮。5.推導(dǎo)Underwood公式所用假設(shè)是： _;2） _6. 根據(jù)右圖中恒濃區(qū)（陰影部分）的位置，廠、HNK 為，LNK 為。進(jìn)料7.汽相為理想氣體，液相為非理想溶液時(shí)，1活度系數(shù)法計(jì)算相平衡常數(shù)的簡(jiǎn)化形式是O8. 液液平衡的分離因子又稱為 _。（第6題）9

2、.化學(xué)工業(yè)中最常使用的結(jié)晶技術(shù)是 _和_o10. MESH 程分別指 _；_； _:_ o11分離過程是將 _分成 _的兩種或幾種產(chǎn)品的操作。12. 平衡分離過程是借助_,使均相混合物系統(tǒng)變成 _,再以混合物中各組分在處于的兩相中_為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分離。13. 傳質(zhì)分離過程用于各種 _混合物的分離，其特點(diǎn)是有 _發(fā)生，依據(jù)的不同，傳質(zhì)分離過程又分為 _過程和 _過程。14. _活度系數(shù)的基準(zhǔn)態(tài)是指活度系數(shù)等于的狀態(tài)。15. 從動(dòng)力學(xué)上講，相平衡是指相間 _為零的狀態(tài)。Z16. _ 膜分離過程包括_、 、 、微過濾、氣體分離等多種分離過程。17. _ 恩特伍德公式的假設(shè)條件是（1） ; （ 2） o

3、18. 由設(shè)計(jì)者指定濃度或提出要求的兩個(gè)組分稱為_,其屮相對(duì)易于揮發(fā)的組分成為 _,不易揮發(fā)的組分稱為 _。19. _相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，這些相保持著_而 _ 的狀態(tài)。20 吸收過程是用液體處理氣體混合物，是利用 _不同而達(dá)到分離有關(guān)組分的傳質(zhì)分離過程。21 分離媒介包括 _和 _o22 離子交換的步驟分為 _、_、交換反應(yīng)、 _五步。23 相平衡常數(shù)計(jì)算法有 _、_兩種計(jì)算法。24 最小理論塔板數(shù)與_無關(guān),只取決于 _。25 萃取劑的作用是 _和 _o二、簡(jiǎn)答題1試描述“逆行精館” 效應(yīng)，實(shí)際操作屮如減弱或消除？2. 萃取精館流程中，溶劑加入口如確定？解釋原因。3. 某廠一多

4、組分精館塔，正常操作時(shí)塔頂?shù)桩a(chǎn)品都合格，乙班接班后操作兩小時(shí)分析發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品不合格，請(qǐng)你告訴操作工如調(diào)節(jié)操作參數(shù)？4非均相催化反應(yīng)精惘的定義是什么？利用非均相催化反應(yīng)精惘進(jìn)行反應(yīng)與固定床反應(yīng)器相比有什么優(yōu)點(diǎn)？5.萃取精鐳和共沸精惘的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？6畫出萃取精鐳的流程簡(jiǎn)圖，指出萃取劑的加入位置，并說明原因？7計(jì)算最小回流比所用恩特伍德公式的假設(shè)條件是什么？當(dāng)簡(jiǎn)單精慵塔在最小回流比下操作時(shí)，當(dāng)輕重 z（5分）組分均為分配組分和均為非分配組分兩種情況下，塔恒濃區(qū)的位置分布情況。&物理吸收過程與精憎相比，傳質(zhì)特點(diǎn)是什么？吸收塔氣液相濃度和溫度如變化？9. 如判斷閃蒸問題是否成立？10. 簡(jiǎn)述簡(jiǎn)

5、單分離塔序排列的五條經(jīng)驗(yàn)原則。三、綜合題（20分）1.對(duì)再沸器單元求相應(yīng)設(shè)計(jì)變量數(shù)，要求寫出詳細(xì)步驟。ZVoLoz2某原料含有A、B、C、D和E五個(gè)組分。已知a Aa Ba Oa Da E其中E的含量很高，B與C最難分離。試設(shè) 計(jì)一個(gè)合理的精憎分離塔序，畫出流程示意圖，將各組分分為純組分。（5分）3 如圖所示一精慵塔，進(jìn)料為四組分。塔頂采用全凝器，塔釜采用部分再沸器。該塔通過側(cè)線采出部分產(chǎn) 品。忽略壓降。請(qǐng)計(jì)算該裝置的設(shè)計(jì)變量數(shù)，并指定固定設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)型可調(diào)設(shè)計(jì)變量。4 甲乙酮（MEK）和水在常壓下形成二元均相正偏差共沸物，共沸組成為含甲乙酮65%,而在0.7MPa的壓力下，共沸組成變化為含

6、甲乙酮50%o現(xiàn)有一甲乙酮和水的混合物，其中甲乙酮含量為35%,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一流程對(duì)此混合物進(jìn)行分離，要求畫岀流程圖，在圖上指出進(jìn)料和出料，并通過T-x-y圖說明 你所設(shè)計(jì)的流程。5 某原料含有A、B、C、D和E五個(gè)組分。已知 aA aB ac aD aE,其中E的含量很高，B與C最難分離。試設(shè)計(jì)一個(gè)合理的精懾分離塔序，畫出流程示意圖，將各組分分為純組分。四、計(jì)算題（15分）1.有A、B、C、D四元混合物送入精憾塔分憎，進(jìn)料組成及相對(duì)揮發(fā)度見下表。要求憎出液中B的收率為98% （ mol ），釜液中D的收率為99% （ mol ）。計(jì)算最少理論板數(shù)和全回流操作下的組 分分配。組分摩爾分率相對(duì)揮發(fā)度Z

7、A0.210.71B0.34.76C0.11.57D0.41.0LKD HK,Wig、八亠“LK,D)(iHK,W)注：Fensk公式：Nm9 LK HK2. 設(shè)計(jì)一個(gè)脫乙烷塔，從含有4個(gè)輕姪的混合物屮回收乙烷，進(jìn)料組成、各組分的平均相對(duì)揮發(fā)度見設(shè)計(jì)條件表，要求憎岀液中乙烷的收率為 97%,釜液屮丙烯的收率為85 % (mol.) o試求最小理論板數(shù)及在全回流條件下慵出液和釜液的組成。脫乙烷塔的設(shè)計(jì)條件編號(hào)進(jìn)料組分mol%a1甲烷10.07.352乙烷40.02.093丙烯25.01.004丙烷25.00.90二、簡(jiǎn)答題1. 答:精鐳塔的作用是使輕、重關(guān)鍵組分的摩爾分率比從再沸器屮的最低值提到

8、冷凝器屮的較高值，接近最小回流比下操作時(shí)，在進(jìn)料板上下區(qū)域會(huì)出現(xiàn)隨蒸汽逐級(jí)上升，此比值反而下降，及精惘成果被抵消的情況，稱為“逆行精憎”效應(yīng)。提高回流比或改變進(jìn)料位置均可以減弱或消除該效應(yīng)。2. 答：因?yàn)槿軇┑姆悬c(diǎn)比被分離組分高，為了使塔維持較高溶劑濃度，溶劑加入口一定要位于進(jìn)料板之上，但需要與塔頂保持有若干塊塔板，起到回收溶劑的作用，稱為溶劑回收段。3.答：所謂塔頂產(chǎn)品不合格，是指塔頂餡出物中重組分含量較多。因此，可以通過適當(dāng)加大回流量 或適當(dāng) 降低塔釜操作溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。4 答：非均相催化反應(yīng)精憎，即將催化劑填充于精憎塔中，它既起加速反應(yīng)的催化作用，又作為填料起分 離作用。優(yōu)點(diǎn)：z1) 對(duì)于

9、受平衡制約的反應(yīng)，采用催化精館能夠大大超過固定床的平衡轉(zhuǎn)化率。2) 由于精惘作用移出物系中較重的污染物，使催化劑保持清潔，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。5答：相同點(diǎn):都是加入溶劑改變?cè)芤旱南鄬?duì)揮發(fā)度，使其可以用精憎法分離。Z不同點(diǎn):1） 可供選擇的共沸劑數(shù)目遠(yuǎn)不及萃取劑多，且萃取劑用量不像共沸劑受限制；2） 共沸劑從塔頂蒸出，萃取劑從塔底出，因此消耗能量多；3） 共沸精憎受組成限制，操作條件比較苛刻，萃取精餡可在較大圍變化，操作比較容易，流程較簡(jiǎn)單，只 用于連續(xù)操作；4） 同樣壓力下共沸精憎溫度低，適于熱敏性物料。6 答：加入位置：溶劑的加入口一定要位于進(jìn)料板以上，但需要與塔頂保持有若干塊塔板。原因：

10、溶劑的沸點(diǎn)比被分離組分高，為了使塔維持較高的溶劑濃度，溶劑的加入口一定要位于進(jìn)料板以上。但需耍5塔頂保持冇若于塊塔板，起阿收溶劑的作川。-b -1：萃取精餡塔2 :溶劑回收塔答：假定：1）塔汽相和液相均為恒摩爾流率; 各組分的相對(duì)揮發(fā)度均為常數(shù);&答：物理吸收過程是氣相分子向液相的單向分子擴(kuò)散和傳質(zhì)過程。吸收塔從塔頂?shù)剿瑲?、液相濃度都是上升的，溫度也是上升的? 答：法一：分別用泡點(diǎn)程和露點(diǎn)程計(jì)算在閃蒸壓力下進(jìn)料混合物的露點(diǎn)和泡點(diǎn)溫度，然后核實(shí) 閃蒸溫度是否處于泡露點(diǎn)溫度之間。若該條件成立，則閃蒸問題成立。法二：計(jì)算KiZi和Zi/Ki,若KZi1,說明TBVT ;若Zi/K1,說明TDT

11、。綜合兩種試算結(jié)果，只有TBVTVTD成立，才構(gòu)成閃蒸問題。10.答:1）按相對(duì)揮發(fā)度遞減的順序逐個(gè)從塔頂分離出各組分；2）最困難的分離應(yīng)放在塔序的最后；3）應(yīng)使各個(gè)塔的鐳出液的摩爾數(shù)與釜液的摩爾數(shù)盡量接近;4）分離很高揮手率的組分的塔應(yīng)放在塔序的最后；5）進(jìn)料屮含量高的組分盡量提前分出。三、綜合題1 解 N： 3C7N：2C3N*C4N JC3NJ2懈：BC11T2解：ABCDA固定設(shè)計(jì)變量NxE： 2分一股進(jìn)料：c+2=4+2=6一個(gè)壓力等級(jí)：1NXE=6+1 =7固定設(shè)計(jì)變量指定2分:進(jìn)料溫度、壓力、流率，其屮三個(gè)組分的濃度，塔的操作壓力可調(diào)設(shè)計(jì)變量N*: : 3分3個(gè)串級(jí)：3分配器：1

12、全凝器： 1側(cè)線采出單元：1再沸器：1NaE=7設(shè)計(jì)型設(shè)計(jì)變量指定：3分，注此題標(biāo)準(zhǔn)答案不止下述一種塔頂出料屮輕關(guān)鍵組分濃度側(cè)線采岀惘分中輕關(guān)鍵組分的濃度輕關(guān)鍵組分在這兩股出料中的回收率回流比適宜出料位置適宜進(jìn)料位置4解：濃度為35%的甲乙酮首先進(jìn)入低壓塔（I），塔頂產(chǎn)品為含甲乙酮65%的溶液，塔釜產(chǎn)品為純水。I塔的塔底產(chǎn)品進(jìn)入高壓塔（II）,塔釜為純甲乙酮，塔頂為含甲乙酮為50%的溶液做為塔I的循環(huán)進(jìn)料。3分5懈:A +B +C+DAB+CBZA+B四、計(jì)算題1解：由題意，組分0.98 0.99 (1 09Wl 0.99)Ig4.76B和D分別為輕、重關(guān)鍵組分，用公式計(jì)算最少理論板數(shù):LK,

13、D HK ,W.,LK.D)uHK.W)Nmlg LK HK=3.68583/0.6776=5.43948全回流下組分分配計(jì)算：(假設(shè)100mol/h進(jìn)料)由此計(jì)算非關(guān)鍵組分含量：以組分 D為參考組分W丿丿 = &+叫/ 二叫(1 + )進(jìn)料憎出液釜液組分?jǐn)?shù)量mol%數(shù)量mol%數(shù)量mol%A200.219.99339.320.004960.01B300.329.457.820.61.22C100.11.05122.078.948818.21D400.10.40.7939.680.56B+C+DZ合計(jì)10010050.8442100.0049.15376100.00A +B +C+DAB+CBZklNmLK,D HK,WLK,D)(1lg LKHK,0.97 0.85lg(1 0.97)(1 0.85)lg 2.09w3=21.25kmol/h。2解:假設(shè)100kmol/h進(jìn)料,由題意，乙烷(2)和丙烯(3 )分別為輕、重關(guān)鍵組分。用Fensk公式計(jì)算最少理論板數(shù)：=2.26/0.32=7.07(塊)d2=