化工分离过程

模拟考试试题 （1）卷

一、填空(每空2分,共20分)

1、气液传质分离过程的热力学基础是( )。如果所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等，则此时达到了 。

2. 一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a值如下，现有A、B 两种方案可供选择（见下图），你认为哪种方案合理？为什么？

异丁烷 正丁烷 戊烷 异丁烷 正丁烷 戊烷

摩尔% 25 30 45 相对挥发度：1.24 1.00 0.34 2、精馏塔计算中每块板温度变化是由于 改变，每块板上的温度利

用 确定。

3、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。

4、只在塔顶或塔釜出现的组分为 。

5、 超滤是以 为推动力，按( )选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。 6、吸收操作在传质过程上的主要特征是 二、推导分析(20分)

1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。

?czi(Ki?1)?0i?1(Ki?1?)?1 式中： Ki——相平衡常数；?——气相分率

一、填空题

1. 分离作用是由于加入（ ）而引起的，因为分离过程是（ ）的逆过程。

2. 吸收有（ ）关键组分，这是因为（ ）的缘故。 3. 常用吸附剂有（ ），（ ），（ ）。 4. 工业上常用（ ）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（ ）。

5. 固有分离因子是根据（ ）来计算的。它与实际分离因子的差别用（ ）来表示。

6. 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。

7. 吸收过程计算各板的温度采用（ ）来计算，而其流率分布则用（ ）来计算。

8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ ）。 四、简答题

1. 简述绝热闪蒸过程的特点。

2. 简述精馏过程最小回流时的特点。

3. 工艺角度简述萃剂的选择原则。

4. 表观吸附量等于零，

得分 阅卷人 段 ）。

2. 吸收因子为（A?L ），其值可反映吸收过程的（ 难易程度 ）。 KV一、 填空题(每空1分，共30分) 1. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收3. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。

4. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（ 分配组分 ）。

5. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（ 单向传质 ）的缘故。 6. 当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂起（ 稀释 ）作用。 7. 要提高萃取剂的选择性，可（增大）萃取剂的浓度。 8. 流量加合法在求得方程求j。

9. 当两个易挥发的组分为关键组分时，则以（ 塔釜 ）为起点逐板计算。 10. 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（ 理论板数 ）

11.分离最小功是分离过程必须消耗能量的下限它是在分离过程（ 可逆 ）时所消耗的功。

12.在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分时所需的功。

13.传质分离过程分为（ 平衡分离过程）和（ 速率控制过程 ）两大类。

14.气液相平衡常数定义为（ 气相组成和液相组成的比值（y/x） ）。

化学工程与工艺教学改革系列参考书

分离过程例题与习题集

叶庆国 钟立梅 主编

化工学院化学工程教研室

前

言

化学工程与工艺专业所在的化学工程与技术一级学科属于山东省“重中之 重”学科，一直处于山东省领先地位，而分离工程是该专业二门重要的必修专业 课程之一。该课程利用物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等基础 基础知识中有关相平衡热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理，传热、 传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系分离和提纯技术。传统的教 学方法的突出的弊端就是手工计算工程量大，而且结果不准确。同时由于现代化 化学工业日趋集成化、自动化、连续化，学生能学到的东西越来越少。所以，传 统的教学模式不能满足现代化工业生产对高水平工业工程师的需求，开展分离工 程课程教学方法与教学手段课题的研究与实践，对我们的学生能否承担起现代化 学工业的重任，与该课程的教学质量关系重大，因此对该门课程进行教学改革具 有深远意义。

分离工程课程的改革主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离工程例题与 习题集、分离工程试题库的编写等工作。目前全国各高校化学工程与工艺专业使 用的教材一般均为由化学工程与工艺专业委员会组织编写的化工分离过程(陈洪 钫主编，

一 、填空题（31*1）

1、化工分离过程按照被分离物系的性状可分为机械分离和传质分离，传质分离过程根据物理化学原理的不同可分为平衡分离和速率控制分离两大类。

2、吸附全过程包括外扩散、内扩散、吸附、脱附和反应等五个过程，影响吸附速率的主要因素是体系性质、操作条件和两相组成。

3、常用的极性吸附剂有硅胶、活性氧化铝、有机树脂等几种，非极性吸附剂主要有活性炭和炭分子筛，目前选择性最好的是吸附树脂。

4、离子交换树脂主要有强酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂和复合型离子交换树脂等几类（按活性基团性质），大孔型的树脂主要是用于吸附和分离纯化。具有解盐能力的树脂是强碱型阴离子交换树脂和强酸型阳离子交换树脂。

5、进行反渗透的两个必要条件是压差和半透膜；而进行电渗析的两个必要条件是直流电场和离子交换膜。

6、超临界流体具有近似于液体的密度与溶解能力和近似于气体的粘度与扩散性能。

7,反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂 的性质，对溶液施加压力，克服 溶剂的渗透压 ，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。 8. 超滤是以压力差为推动力，按粒径不同 选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。

第三章

习题崔群 2007

6,8,10,13

[P163,6]

用芬斯克方程计算附图精馏塔的最少理论板数与非关键组 分的分配。 解题思路： ① 假设清晰分割→D,W ② 计算塔顶、塔釜温度 ③ 计算各组分平均相对挥发度 ④ Nm=? ⑤ 验证清晰分割

2013-9-17

第三章 习题

[P163,6]解： ① 假设清晰分割→D,W用清晰分割方法对各组进行分预分配，如下表：进料组分 1 2 3 4 5 6 7 8 C3 i-C4 n-C4 (LK) i-C5(HK) n-C5 n-C6 n-C7 n-C8 进料fi kmol/h 2500 400 600 100 200 40 50 40 馏出液 di 2500 400 600-6 15 6 100 -15 200 40 50 40 釜液 wi

[P163,6]

求和

3930

3509

421

2013-9-17

第三章 习题

[P163,6]解： ② 计算塔顶露点温度 塔顶露点tD近似代表塔顶蒸汽温度计算各组分的相对挥发度。 最小平衡级(理论板)对应于全回流，R=1,yi=xi

[P163,6]

由d i y i / k i 1

计算塔顶馏出液的露点温度 tD=31℃

令t= 31℃ ,已知P=700kPa ,

一、精馏塔的开工准备

在精馏塔的装置安装完成后，需经历一系列投运准备工作后，才能开车投产。精馏塔在首次开工或改造后的装置开工，操作前必须做到设备检查、试压、吹（清）扫、冲洗、脱水及电气、仪表、公用工程处于备用状态，盲板拆装无误，然后才能转入化工投料阶段。

（一）设备检查

设备检查是依据技术规范、标准要求、检查每台设备安装部件。设备安装质量的好坏直接影响开工过程和开工后的正常运行。

1、塔设备

塔设备的检查包括设备的检查和试验，分别在设备的制造、返修或验收时运行。通常用的检查法有磁粉探伤仪、渗透探伤法、超声波探伤法、X射线探伤法和y射线探伤法。试验方法也有煤油试验、水压试验、气压试验和气密性试验。

首次运行的塔设备，必须逐层检查所有塔盘，确定安装准确，检查溢留口尺寸、堰高等，确保其符合要求。所有阀也要进行检查，确认清洁，例如浮阀要活动自如，舌型塔板、舌口要清洁无损坏。所有塔盘紧固件正确安装，能起到良好的紧固作用。所有分布器安装定位正确，分布孔畅通。每层塔板和降液管清洁无杂物。

所有设备检查工作完成后，马上安装人孔。

2、机泵、空冷风机

机泵经过检修和仔细检查，可以备用；泵、冷却水畅通，润滑油加至规定位置，检查合格；空冷风机，润滑油或润滑脂按规定加好，空冷风机叶片

1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？

由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。Ki=yi/xi

2.简述分离过程的特征？什么是分离因子，叙述分离因子的特征和用途。 答：分离过程的特征：分离某种混合物成为不同产品的过程，是个熵减小的过程，不能自发进行，因此需要外界对系统作功（或输入能量）方能进行。 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度。定义式：?ij3.请推导活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式。

?yiyjxixj

?V?f?L 汽液相平衡关系：fii?V???VyP 汽相：fiii?L??xfOL 液相：fiiiiyi?ifiOL相平衡常数：Ki??V

?Pxi?i4.请写出活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式，并指出关系式中各个物理量的含义

5.什么是设计变量，如何通过各单元设计变量确定装置的设计变量。

在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。

ee?Niu??Nv??Nc?Nr?n(C?2)

① 在装置中某一单元以串联的形式被重复使用，则用Nr以区别于一个这种单元于其他种单元的联结情况，每一个重复单元增加一个变量。 ② 各个单元是依靠单元之

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

II

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

昆 明 理 工 大 学 试 卷（B）

考试科目：分离工程 考试日期： 命题教师：贾庆明

学院： 化学工程学院 专业班级： 化工081~084 学生姓名： 学号：

任课教师：贾愚，贾庆明 上课班级： 化工081~084 考试座位号： 题 号 评 分 阅卷人

一、选择题（不定项选择，每空1分，共13分）

1. 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 2. 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

3. 一定条件下，当把一个溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（ ）

A. 露点 B. 临界点 C. 泡点 D. 熔点 4. 设计变量数就是（ ）

A. 设计时所涉及的变量数 B. 约束数

C. 独立变量数与约束数的和 D. 独立变量数与约束数的差 5. 当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（ ）

A. 提高进料量 B. 降低回流比 C. 提高塔压 D. 提高回流比