2021年化工分離工程Ⅰ期末復(fù)習(xí)題庫及答案

分離工程復(fù)習(xí)題庫第一某些填空題1、 分離作用是由于加入（分離劑）而引起，由于分離過程是（混合過程）逆過程。2、 分離因子是依照（氣液相平衡）來計(jì)算。它與實(shí)際分離因子差別用（板效率）來表達(dá)。3、 汽液相平衡是解決（汽液傳質(zhì)分離）過程基本。相平衡條件是（所有相中溫度壓力相等，每一組分化學(xué)位相等）。4、 精餾塔計(jì)算中每塊板由于（構(gòu)成）變化而引起溫度變化，可用（泡露點(diǎn)方程）擬定。5、 多組分精餾依照指定設(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、 在塔頂和塔釜同步浮現(xiàn)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)）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）流程。9、 對(duì)寬沸程精餾過程，其各板溫度變化由（進(jìn)料熱焓）決定，故可由（熱量衡算）計(jì)算各板溫度。10、對(duì)窄沸程精餾過程，其各板溫度變化由（構(gòu)成變化）決定，故可由（相平衡方程）計(jì)算各板溫度。11、 為表達(dá)塔傳質(zhì)效率大小，可用（級(jí)效率）表達(dá)。12、對(duì)多組分物系分離，應(yīng)將（分離規(guī)定高）或（最困難）組分最后分離。13、 泡沫分離技術(shù)是依照（表面吸附）原理來實(shí)現(xiàn)，而膜分離是依照（膜選取滲入作用）原理來實(shí)現(xiàn)。14、 新型節(jié)能分離過程有（膜分離）、（吸附分離）。15、 傳質(zhì)分離過程分為（平衡分離過程）和（速率分離過程）兩大類。16、 分離劑可以是（能量）和（物質(zhì)）。17、 Lewis提出了等價(jià)于化學(xué)位物理量（逸度）。18、 設(shè)計(jì)變量與獨(dú)立量之間關(guān)系可用下式來表達(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、 用于吸取過程相平衡關(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)）緣故。24、 精餾過程不可逆性體當(dāng)前三個(gè)方面，即（通過一定壓力梯度動(dòng)量傳遞），（通過一定溫度梯度熱量傳遞或不同溫度物流直接混合）和（通過一定濃度梯度質(zhì)量傳遞或者不同化學(xué)位物流直接混合）。25、 通過精餾多級(jí)平衡過程計(jì)算，可以決定完畢一定分離任務(wù)所需（理論板數(shù)），為表達(dá)塔實(shí)際傳質(zhì)效率大小，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恒沸物時(shí)，恒沸劑從塔（頂）出來。29、 分離規(guī)定越高，精餾過程所需至少理論板數(shù)（越多）。30、 回流比是（可調(diào)）設(shè)計(jì)變量。第二某些選取題1、下列哪一種是速率分離過程（）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.兩相間組份濃度相等b.只是兩相溫度相等c.兩相間各組份逸度相等d.相間不發(fā)生傳質(zhì)6、當(dāng)把一種氣相冷凝時(shí)，開始產(chǎn)生液滴點(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.過熱蒸汽c.飽和蒸汽d.氣液兩相8、閃蒸是單級(jí)蒸餾過程，所能達(dá)到分離限度（）a.很高b.較低c.只是冷凝過程，無分離作用d.只是氣化過程，無分離作用9、設(shè)計(jì)變量數(shù)就是（）a.設(shè)計(jì)時(shí)所涉及變量數(shù)b.約束數(shù)c.獨(dú)立變量數(shù)與約束數(shù)和d.獨(dú)立變量數(shù)與約束數(shù)差10、約束變量數(shù)就是（）a.過程所涉及變量數(shù)目；b.固定設(shè)計(jì)變量數(shù)目c.獨(dú)立變量數(shù)與設(shè)計(jì)變量數(shù)和；d.變量之間可以建立方程數(shù)和給定條件11、當(dāng)蒸餾塔回流比不大于最小回流比時(shí)（）a.液相不能氣化b.不能完畢給定分離任務(wù)c.氣相不能冷凝d.無法操作12、當(dāng)蒸餾塔產(chǎn)品不合格時(shí)，可以考慮（）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.冷凝可以分層15、下列哪一種不是吸取有利條件（）a.提高溫度b.提高吸取劑用量c.提高壓力d.減少解決氣體量16、平衡常數(shù)較小組分是（）a.難吸取組分b.最較輕組份c.揮發(fā)能力大組分d.吸取劑中溶解度大17、下列關(guān)于吸附劑描述哪一種不對(duì)的（）a.分子篩可作為吸附劑b.多孔性固體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)物系特點(diǎn)（）a.被吸取組分量很少b.溶解熱小c.吸取劑用量較大d.被吸取組分濃度高19、吸取塔汽、液相最大負(fù)荷處應(yīng)在（）a.塔底部b.塔中商c.塔頂部20、對(duì)一種恒沸精餾過程，從塔內(nèi)分出最低溫度恒沸物（）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.也許是塔項(xiàng)產(chǎn)品，也也許是塔底產(chǎn)品d.視詳細(xì)狀況而變第三某些名詞解釋1.分離過程：將一股或多股原料提成構(gòu)成不同兩種或各種產(chǎn)品過程。2.機(jī)械分離過程：原料由兩相以上所構(gòu)成混合物，簡樸地將其各相加以分離過程。3.傳質(zhì)分離過程：傳質(zhì)分離過程用于均相混合物分離，其特點(diǎn)是有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象發(fā)生。按所根據(jù)物理化學(xué)原理不同，工業(yè)上慣用分離過程又分為平衡分離過程和速率分離過程兩類。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狀態(tài)。從熱力學(xué)上看，整個(gè)物系自由焓處在最小狀態(tài)，從動(dòng)力學(xué)看，相間無物質(zhì)靜傳遞。5.相對(duì)揮發(fā)度：兩組分平衡常數(shù)比值叫這兩個(gè)組分相對(duì)揮發(fā)度。6.泡點(diǎn)溫度：當(dāng)把一種液相加熱時(shí)，開始產(chǎn)氣憤泡時(shí)溫度。7.露點(diǎn)溫度：當(dāng)把一種氣體冷卻時(shí)，開始產(chǎn)氣憤泡時(shí)溫度。8.設(shè)計(jì)變量數(shù)：設(shè)計(jì)過程需要指定變量數(shù)，等于獨(dú)立變量總數(shù)與約束數(shù)差。10.約束數(shù)：變量之間可以建立方程數(shù)目及已知條件數(shù)目。11.回流比：回流液相量與塔頂產(chǎn)品量比值。12.精餾過程：將揮發(fā)度不同組分所構(gòu)成混合物，在精餾塔中同步多次地某些氣化和某些冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)構(gòu)成過程。13.全塔效率：理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)比值。14.精餾最小回流比：精餾時(shí)在一種回流比下，完畢給定分離任務(wù)所需理論板數(shù)無窮多，回流比不大于這個(gè)回流比，無論多少塊板都不能完畢給定分離任務(wù)，這個(gè)回流比就是最小回流比。實(shí)際回流比不不大于最小回流比。15.理論板：離開板氣液兩相處在平衡板叫做理論板。16.萃取劑選取性：加溶劑時(shí)相對(duì)揮發(fā)度與未加溶劑時(shí)相對(duì)揮發(fā)度比值。17.萃取精餾：向相對(duì)揮發(fā)度接近于1或等于1體系，加入第三組分P，P體系中任何組分形成恒沸物，從塔底出來精餾過程。18.共沸精餾：向相對(duì)揮發(fā)度接近于1或等于1體系，加入第三組分P，P體系中某個(gè)或某幾種組分形成恒沸物，從塔頂出來精餾過程。19.吸取過程：按混合物中各組份溶解度差別分離混合物過程叫吸取過程。20.吸取因子：操作線斜率（L/V）與平衡線斜率（KI）比值。21.絕對(duì)吸取率：被吸取組分量占進(jìn)料中量分率。22.半透膜：可以讓溶液中一種或幾種組分通過而其她組分不能通過這種選取性膜叫半透膜。23.滲入：當(dāng)用半透膜隔開不同濃度溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^膜向高濃度溶液流動(dòng)現(xiàn)象叫滲入。24.反滲入：當(dāng)用半透膜隔開不同濃度溶液時(shí)，純?nèi)軇┩ㄟ^膜向低濃度溶液流動(dòng)現(xiàn)象叫反滲入。25.吸附過程：當(dāng)用多孔性固體解決流體時(shí)，流體分子和原子附著在固體表面上現(xiàn)象叫吸附過程。第四某些問答題1.簡述絕熱閃蒸過程特點(diǎn)。答；絕熱閃蒸過程是等焓過程，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，由于是絕熱過程，只能吸取自身熱量，因而，體系溫度度減少。2.普通精餾塔可調(diào)設(shè)計(jì)變量是幾種？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)品流量。3.簡述精餾過程最小回流時(shí)特點(diǎn)。答；最小回流比是精餾極限狀況之一，此時(shí)，為了完畢給定分離任務(wù)，所需要理論經(jīng)板數(shù)無窮多，如果回流比不大于最小回流比，則無論多少理論板數(shù)也不能完畢給定分離任務(wù)。4.簡述精餾過程全回流特點(diǎn)。答；全回流是精餾極限狀況之一。全回流所需理論板數(shù)至少。此時(shí)，不進(jìn)料，不出產(chǎn)

品。5.簡述萃取塔操作要注意事項(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.工藝角度簡述萃取劑選取原則。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.適當(dāng)物性，互溶度大、穩(wěn)定性好；

c.價(jià)格低廉，來源豐富。8.吸取有利條件是什么？答；低溫、高壓、高氣相濃度、低液相濃度、高用量、低氣相量。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值如下，既有A、B兩種方案可供選取，你以為哪種方案合理？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。10.表觀吸附量等于零，表白溶質(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)際吸附量，因而，不能單純用表觀吸附量等于零看溶質(zhì)被吸附與否。11. 吸附劑選取原則。答；a.選取性高；b.比表面積大；c.有一定機(jī)械強(qiáng)度；d.有良好化學(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)孔道來到外表面；f.外反擴(kuò)散組份穿過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)第五某些計(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選乙烷為參照組分，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)丙酮恒沸劑用量為Skg，正好與料液中環(huán)己烷構(gòu)成恒沸物，進(jìn)料量和塔頂恒沸物量和構(gòu)成分別為。對(duì)環(huán)己烷作物料平衡；恒沸劑S用量為由于塔釜但愿得到幾乎純凈苯，3.已知A、B兩組分在壓力p=760mmhg下所形成均相恒沸物構(gòu)成XA=0.65（摩爾分率），在恒沸溫度下純A組分飽和蒸汽壓電效應(yīng)507mmhg，純B組分飽和蒸氣壓為137mmhg求：a.在恒沸構(gòu)成條件下活度系數(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.均相恒沸物特點(diǎn)b.該恒沸物是正偏差最溫度恒沸物，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汽液平衡常數(shù)與溫度關(guān)系如下：組分構(gòu)成zi（mol%）Ki(t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)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板上升蒸汽構(gòu)成。解:依照精餾段物料衡算V=L+D又有L/D=1.7L/V=1.7/2.7=0.630依照精餾段操作線方程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依照精餾段操作線方程，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塊板塔中用烴油吸取含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩爾百分率）氣體，采用油氣比為1:1，該塔解決氣體量為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%丁烷；（2）組份平衡常數(shù)；（3）吸取因子、吸取率；（4）尾氣構(gòu)成。操作條件下各組分平衡常數(shù)如下：乙烷k=0.13333t+5.46667；丙