化工分离工程试题库 -

分离工程试题库

I

目 录

第一部分 填空题 ...................................................................................... 1 第二部分 选择题 ...................................................................................... 3 第三部分 简答题 ...................................................................................... 7 第四部分 计算题 ...................................................................................... 9

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第一部分 填空题

1. 传质分离可分为 和 。

2 分离过程常见的开发方法有 和 。 3．相平衡关系的表示方法有 、 、 。 4．精馏的数学模型有 、 、 、 。 5．产生恒沸物的原因是 ，二元恒沸物的判别式为 。

6．在萃取精馏中，为使分离效果较好，所选溶剂与塔顶产品形成 ，与塔釜产品形成 ，常用的方法是 。 7．常用的解吸方法有 、 、 。 8．与物理吸收相比较，化学吸收平衡分压 ，推动力 ，溶解度 ，传质系数 。

9．解吸操作中，解吸因数S 解吸分率β，解吸操作方能进行，当S增加时，β ，理论板数 。

10．在液流主体进行缓慢化学反应的吸收过程，传质速率由 决定。 11. 衡量分离的程度用 表示，处于相平衡状态的分离程度是 。

12. 汽液相平衡是处理 过程的基础，相平衡的条件是 。 13. 当混合物在一定的温度、压力下，满足 条件即处于两相区，可通过 计算求出其平衡汽液相组成。 14. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设 。

15. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热 的组分增加。 16．吸收因子为 ，其值可反应吸收过程的 。 17. 吸收剂的再生常采用的是 ， ， 。

18. 精馏塔计算中每块板由于 改变而引起的温度变化，可用 确定。

19. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为 。

20. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为 型计算和 型计算。

21. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为 。

22. 吸收的相平衡表达式为 ，在 操作下有利于吸收，吸收操作的限度是 。

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23. 解吸收因子定义为 ，由于吸收过程的相平衡关系为 。 24. 精馏有 个关键组分，这是由于 的缘故

25. 采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在 进料。

26. 原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂起 作用。 27. 提高萃取剂的选择性，可 萃取剂的浓度。

28. 在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值，通常用 或 方法进行物料预分布。

29. 通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的 ，为表示塔实际传质效率的大小，则用 加以考虑。 30. 对多组分物系的分离，应将 或 的组分最后分离。 31. 超临界流体具有类似液体的 和类似气体的 。 32. 分离剂可以分为 和 两大类。

33. 速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、 。 34. 理想气体的平衡常数与 无关。

35. 在多组分精馏中塔底温度是由 方程求定的。 36. 绝热闪蒸过程，节流后的温度 。 37. 设计变量分为 与 。

38. 关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数 。 39. 分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数 。 40. 进料中易挥发含量越大，精馏过程所需的最少理论板数 。 41. 在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有 偏差的非理想溶液。

42. 在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔底组分形成具有 偏差的非理想溶液。

43. 萃取精馏塔中，萃取剂是从塔 采出。

44. 恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔 采出。 45. 吸收因子越大对吸收越 。 46. 温度越高对吸收越 。 47. 压力越高对吸收越 。 48. 吸收因子A 于平衡常数。

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第二部分 选择题

1．在液相主体既有溶质又有反应物的化学吸收有（ ） A.快速反应 B.瞬时反应 C.中速反应 D.慢速反应 2．对多元精馏塔恒浓区无影响的是（ ） A.轻组分 B.重组分 C.非分布组分 D.中间组分 3．特殊精馏与普通精馏不同点在于（ ）

A.分离原理 B.分离对象 C.是否使用分离剂 D.相对挥发度差异大小

4．A、B、C、D、E（挥发度依次减少）混合物的分离，若选择B、D为关键组分，则（ ）

A.无重组分 B.无中间组分C.无轻组分D 以上说法均不对

5．A、B、C、D（挥发度依次减少）混合物的分离，工艺要求将B与C分开，则（ ）

A. A为轻关键组分，B为重关键组分 B.B为轻关键组分，C为重关键组分 C. A为轻关键组分，D为重关键组分 D.C为轻关键组分，D为重关键组分 6. 化学吸收过程中，（D）总传质速率受化学反应控制 A.瞬时反应 B.快速反应 C.中速反应 D.慢速反应

7. 在超临界流体萃取过程中，采用改变压力回收萃取剂的是（ ） A.等温变压法 B.等压变温法 C.吸附法 D.以上方法都不是 8. 正偏差溶液具有以下特点（ ）

A.蒸汽压较拉乌尔定律预计的低 B.具有最高恒沸点 C.具有最低恒沸点 D.以上均不对

9. 采用饱和蒸汽进料，萃取塔中（ ）萃取剂液相浓度最高。 A.塔顶 B.精馏段 C.提馏段 D.塔釜 10. 下列单元操作中，（ ）一定是多塔流程

A.普通精馏 B.恒沸精馏（非均相单塔）C.萃取精馏 D.以上都有可能 11. 恒沸精馏中，塔顶采出的是最低恒沸物，塔釜采出的是（ ）

A.原溶液中沸点低的组分 B.原溶液中沸点高的组分 C.恒沸剂 D.不一定 12. 吸收率（ ）相对吸收率 A.大于 B.小于 C.等于 D.不一定

13. 与相对解吸率相比，解吸率（ ）相对解吸率 A.大于 B.小于 C.等于 D.不一定

14. 当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用下列方法来调节（ ） A.加大回流比 B.加大萃取剂用量 C.增加进料量。

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15. 计算溶液泡点时，若?KiXii?1C?1?0，则（ ）

A.温度偏低 B.正好泡点 C.温度偏高

16. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的?KiXii?1C?1?0，且?Zi/Kii?1c?1，该

进料状态为 ( )

A.过冷液体 B.过热气体 C.汽液混合物

17. 萃取精馏时若泡和液体进料，则溶剂加入位置在 ( ) A.精馏段上部 B.进料板 C.提馏段上部

18.一定温度和组成下，A，B混合液的总蒸汽压力为P，若P则该溶液 ( )

A.形成最低恒沸物 B.形成最高恒沸物 C.不形成恒沸物

19. 吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是 ( ) A.提高压力 B.升高温度 C.增加液汽比D.增加塔板数 20. 选择的萃取剂最好应与沸低的组分形成 ( ) A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液

21. 当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用下列方法来调节 ( ) A.加大回流比 B.加大萃取剂用量 C.增加进料量 22. 简单精馏塔是指 ( )

A.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置 B.有多股进料的分离装置

C.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 23. 下面有关塔板效率的说法中正确的是 ( ) A.全塔效率可大于1 B.总效率必小于1 C.Murphere板效率可大于1 D.板效率必小于点效率 24. 下列哪一个是机械分离过程（ ） A.蒸馏 B.吸收 C.萃取 C.离心分离 25. 下列哪一个是速率分离过程（ ） A.蒸馏 B.吸收 C.膜分离 D.离心分离

26. 形成二元最高恒沸物的溶液的压力组成图中，压力－组成线（ ） A.曲线 B.直线 C.有最高点 D.有最低点 27. 溶液的蒸气压大小（ ）

A.只与温度有关 B.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关 C.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关

?PAS，且P?PBS，

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28. 对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明该物质沸点（ ）

A.越低 B.越高 C.不一定高，也不一定低 29. 汽液相平衡K值越大，说明该组分越（ ） A.易挥发 B.难挥发 C.沸点高 D.蒸汽压小 30. 气液两相处于平衡时（ ）

A.两相间组份的浓度相等 B.只是两相温度相等 C.两相间各组份的化学位相等 D.相间不发生传质 31. 当过冷液体进行被加热时，开始产生气泡的点叫作（ ） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点

32. 当过热蒸汽被冷却时，开始产生液滴的点叫作（ ） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点

33. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（ ） A.饱和液相 B.过热蒸汽C.饱和蒸汽D.气液两相 34. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（ ）

A.很高B.较低C.只是冷凝过程，无分离作用D.只是气化过程，无分离作用 35. 下列哪一个过程不是闪蒸过程（ ）

A.部分气化 B.部分冷凝 C.等含节流 D.纯组分的蒸发 36. 等含节流之后（ ）

A.温度提高B.压力提高C.有气化现象发生,压力提高 D.压力降低，温度也降低

37. A、B两组份的相对挥发度αAB越小（ ）

A.A、B两组份越容易分离B.A、B两组分越难分离C.无影响

38. 吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之一（ ） A.最小理论板数 B.最小回流比 C.理论板 D.回流比 39. 下列关于简捷法的描述那一个不正确（ ）

A.计算简便 B.可为精确计算提供初值 D.所需物性数据少 D.计算结果准确 40. 关于萃取精馏塔的下列描述中，那一个不正确（ ） A.气液负荷不均，液相负荷大 B.回流比提高产品纯度提高 C.恒摩尔流不太适合 D.是蒸馏过程 41. 萃取塔的最大汽、液比在（ ） A.塔的底部B.塔的中部C.塔的项部

42. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（ ）

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A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.不一定 43. 下列关于恒沸精馏塔的描述中，不正确的是（ ） A.恒沸剂用量不能随意调 B. 恒沸剂一定从塔顶采出 C. 恒沸剂可能从塔顶采出，也可能塔底采出 44. 下列哪一个不是吸收的有利条件（ ）

A.提高温度 B.提高吸收剂用量 C.提高压力 D.减少处理的气体量 45. 下列哪一个不是影响吸收因子的物理量（ ）

A. 温度 B.吸收剂用量 C.压力D.气体浓度

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第三部分 简答题

1. 简述特殊精馏的原理，在哪些情况下需采用特殊精馏？ 2. 简述等温闪蒸过程的计算步骤

3. 已知A，B二组分的恒压相图如下图所示，现有一温度为T0原料经加热后出口温度为T4 过加器前后压力看作不变。试说明该原料在通过加热器的过程中，各相应温度处的相态和组成变化的情况？

4. 简述绝热闪蒸过程的特点。

5. 普通精馏塔的可调设计变量是几个？试按设计型和操作型指定设计变量。 6. 简述精馏过程最小回流时的特点。 7．简述精馏过程全回流的特点。 8．画出理想系统的泡点计算框图。

9．萃取精馏塔如果不设回收段，把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什 么后果，为什么？

10．从工艺角度简述萃剂的选择原则。

11．恒沸精馏中，恒沸剂用量能否随便调整？为什么？ 12．吸收的有利条件是什么？

13．试分析吸收因子对吸收过程的影响。 14．试写出闪蒸计算的条件及其判据？

15．在吸收过程中，若关键组分在操作条件下的吸收因子A小于设计吸收率 Φ，将会出现什么现象？

16．为何闪蒸过程中设定Ψ初值不能接近于1或0？

17．大多数吸收操作均需进行吸收剂的再生回收，画出吸收－解吸联合使用的工艺流程图。

18．萃取精馏塔共分几段？各段分别有什么作用？

19．恒沸精馏中，若恒沸剂用量不当，有何影响？用三角形相图说明。 20．简述采用清晰分割法简捷计算理论塔板数的步骤。

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21．泡、露点计算过程中如何调整设定值？调整原则及调整公式分别如何？ 22．画出瞬间化学反应（或其他化学反应）的双膜理论模型。 23．简述超临界流体萃取与普通萃取的相同点和异同点。 24．化学吸收有几种类型？有什么差别？ 25．简述简捷法计算绝热闪蒸的步骤。

26．比较反渗透、超滤及微滤这三种膜分离操作的相同点和异同点？ 27．简述分离因子αi,j的定义，并推导以下公式 的？

29．在萃取精馏中，如何改变操作条件增加溶剂的选择性？ 30．多组分精馏中，何为中间组分？对恒浓区分布有无影响？

?yi?Kixi?cxiji??ijxii?128．在萃取精馏中，通常采用二塔串联，为什么？其中一塔的的HK是如何确定

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第四部分 计算题

1. 已知某物料组成为：Z1=1/3，Z2=1/3，Z3=1/3,相对挥发度α11＝1，α21＝2，α31＝3，并且知道组分1的相平衡常数K1与温度的关系为：lnK1=8.294-3.3×103/T，求此物料的泡点和露点 。

2. 以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及异丁烷d.55%。试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，并确定在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率。

3. 某混合物含丙烷0.451（摩尔分数），异丁烷0.183，正丁烷0.366，在t=94℃和p=2.41MPa下进行闪蒸，试估算平衡时混合物的气化分率及气相和液相组成。已知K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72。

4. 苯－甲苯的混合料液，组成为苯xF1＝0.4，甲苯xF2＝0.6（摩尔分率），在闪蒸塔中进行平衡蒸馏，闪蒸塔压力为常压，温度为100 0C，试求闪蒸后的汽化率及汽液相组成。苯和甲苯的蒸汽压为Ps1，Ps2，可按下式计算：

lgp1?6.89740?1206.350/(t?220.237)lgp2?6.95334?1343.943/(t?219.377)ss5. 已知某乙烷塔，操作压力为28.8大气压，塔顶采用全凝器，已知塔顶产品组成如下：

组分 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 总和

组成 1.48 88 10.16 0.36 100%（摩尔分数） 求塔顶温度。

6. 某精馏塔的操作压力为0.1Mpa，其进料组成为

组 分 正丁烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 总合 组成（摩尔分数）0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00 试求：①露点进料的进料温度。 ②泡点进料的进料温度。

7. 某－气体混合物，组成为甲烷0.0977％，乙烯85.76％，乙烷13.92％，丙烯0.2003％（摩尔分率），该混合物在压力2.33 MPa和温度－18 0C下，用盐水进行部分冷凝，求冷凝的汽化率及汽液相组成。

8. 已知第一脱甲烷塔的进料组成及操作条件下各组分的相平衡常数如下表所示，要求甲烷的蒸出率为98%，乙烯的回收率为96%，试分别按清晰分割和不

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清晰分割方法计算馏出液和釜液的组成，并比较两种计算结果。

序 号 组 分 xiF/摩尔% 1 H2 33.8 2 CH4 5.8 3 C2H4 33.2 4 C2H6 25.7 5 C3H6 0.50 6 C3H8 0.20 7 C4 0.70 9. 将芳烃混合物加入精馏塔分离，其组成为:苯xF1=0.35，甲苯xF2=0.30，二甲苯xF1=0.2，异丙基苯xF4=0.15,工艺要求苯在塔顶产品中的收率为0.98,甲苯在塔釜产品中收率为0.96。操作条件下各组分相对挥发度为α1＝2.25,α2＝1.00,α3＝0.33，α4＝0.2，试用清晰分割法估算两端产品组成。

10. 苯、甲苯及二甲苯三元物系的常压精馏，已知泡点进料，q＝1，回流比R＝2，苯和甲苯分别为轻、重关键组分，进料、塔顶和塔釜组成及平均α见下表。 组分 苯 甲苯 二甲苯 Zi 0.6 0.3 0.1 xD,i 0.995 0.005 － xW,i 0.005 0.744 0.251 α 5.75 2.33 1.00 试用简捷法计算理论塔板数N及进料位置。

11. 用苯酚作萃取剂分离甲苯－甲基环己烷混合物，泡点进料，进料中xF1= xF2 =0.5（mol分率），要求塔釜回收95％的甲苯，塔釜甲苯脱溶剂浓度为99％（mol分率）。已知塔顶为全凝器，萃取剂：进料量＝3.3：1（mol比），萃取剂为循环溶剂，含甲苯0.9％，塔顶馏出物中苯酚含量低于0.2％，提馏段液气比为1.8，溶剂中甲苯全部进入塔釜，求塔顶、塔釜组成以及精馏段和提馏段的萃取剂浓度。 12. 某二元溶液组分，A、B活度系数的表达式为lnγA=0.5xB2, lnγB=0.5xA2，已知80oC时，PAs＝0.124MPa，PBs＝0.083MPa，试问80oC时该系统有无恒沸物产生？若有，恒沸物组成如何？

13. 现有95％（wt％）的乙醇和水组成的溶液，拟用三氯乙烯作恒沸剂脱除乙醇中的水，三氯乙烯与乙醇和水能形成三元最低恒沸物，三元最低恒沸物的组成为乙醇16.1％，水5.5％，三氯乙烯78.4％，试求恒沸剂的用量。

14. 要求在常压下分离环己烷a.（沸点80.8℃）和苯b.（沸点80.2℃），它们的恒沸组成为苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4℃，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希望得到几

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乎纯净的苯，试计算： ①所需恒沸剂量。

②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。（以100kmol/h进料计） 15. 四氢呋喃a.-水b.混合液当x1?0.854（摩尔分数）时形成恒沸物，恒沸温度为

63.4℃，当以呋喃（S）为恒沸剂时，则与其水成为非均相恒沸物，恒沸温度为30.5℃，恒沸组成为x2?0.0438。要求该溶液分离得x1及x1?0.001（釜），?0.999（顶）

试以简捷法计算所需理论板数N。 已知：A12?0.42；A21?1.068；A1S?0；AS1?0；A2S?1.95；AS2

?2.59。30.5℃时

各饱和蒸汽压：p10?27.359kPa0；p2?4.833kPa0；pS?100.418kPa16. 气体中含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯在填料塔中进行吸收分离，塔内平均温度为－180C，操作压力为P＝2.33MPa（绝），进料组成及操作条件下的相平衡关系常数如下： 组分 mol% K CH4 5 4.9 C2H4 40 1.046 C2H4 35 0.71 C3H6 20 0.19 若要求吸收回收率为99.9％，试求：

（1）完成分离要求操作液气比L/V，取(L/V)=1.4(L/V)m； （2）理论板数N；

（3）各组分吸收分率及出塔尾气组成； （4）吸收剂加入量。

17. 某厂裂解气分离车间采用中压油吸收分离工艺，脱甲烷塔进料100koml/h，进料组成如下： 组分 mol% H2 CH4 15 30 C2H4 28 C20 C3H6 5 19 C30 C4 1 2 操作压力P＝3.6 MPa绝），纯吸收剂入塔温度：-36oC，原料气入塔-10oC，乙烯回收率98％，试求：

（1）L/V，取(L/V)=1.5(L/V)m； （2）理论板数N；

（3）各组分吸收分率及出塔尾气组成；

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（4）吸收剂加入量。

18. 由上例可知，吸收液量为96.9kmol/h，各组分组成如下： 组分 CH 4xN,i 0.0923 LN,i 8.94 C2H4 0.283 27.45 C20 0.0517 501 C3H6 0.4905 47.5 C30 0.0516 5.0 C40 0.0309 3.0 ∑ 1.0 96.9 （1）理论板数N；（2）各组分解吸率；（3）解吸液组成。 19. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成如下。 组分 CH4 y0,i C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i -C5H10 n-C5H10 n-C6H14 ∑ 0.045 0.015 0.025 0.015 1.000 0.765 0.045 0.065 0.025 当在1.013Mpa压力下，以相对分子质量为220的物质为吸收剂，吸收剂温度为30℃，而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷（i-C4H10）回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07倍，求塔顶尾气的数量和组成。

20. 在一精馏塔中分离苯（B），甲苯（T），二甲苯（X）和异丙苯（C）四元混合物。进料量200mol/h，进料组成zB=0.2,zT=0.1,zX=0.4(mol)。塔顶采用全凝器，饱和液体回流。相对挥发度数据为：?BT=2.25，?TT=1.0，?XT=0.33，?CT=0.21。规定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为99.5%。求最少理论板数和全回流操作下的组分分配。

21．某厂裂解气组成（摩尔%）如下：13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4% 丙烯、1.32异丁烷、所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯的回收率达到99%。该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h，操作条件下各组分的相平衡常数如下：

氢 甲烷 乙烯 乙烷 丙烷 异丁烷 ∞ 3.1 0.72 0.52 0.15 0.058 操作液气化为最小液气比的1.5倍 试求: (1) 最小液气化; (2) 所需理论板数;

(3) 各组份的吸收因子、吸收率 (4) 塔顶尾气的组成及数量； (5) 塔顶应加入的吸收剂量

22. 苯与水可看做互不相溶的二元物系，其蒸气压数据如下表。试画出101.33kPa

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下，苯-水物系的沸点组成图。

温度/℃ 50 60 70 75 80 90 100 110 苯的蒸气压 269 389 547 640 754 1016 1344 1748 水的蒸气压 93 149 233 285 355 526 760 107

23. 现有100kg乙醇－水溶液，其中乙醇含量为95％（wt％），拟用90kg三氯乙烯作恒沸剂脱除乙醇中的水，三氯乙烯与乙醇和水能形成三元最低恒沸物，三元最低恒沸物的组成为乙醇16.1％，水5.5％，三氯乙烯78.4％，试求塔釜产品的量及其组成。

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