化工分离.docx

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化工分离

一、填空题

（一）多组分精馏填空题

1、分离工程分为（机械分离法）和（传质分离法）两大类。

2、传质分离过程分为（平衡分离法）和（速率分离法）两大类。

3、分离工程操作中，分离剂可以是（能量）和（物质）。

4、机械分离过程是（过滤、离心分离）。

吸收、萃取、膜分离。

渗透。

5、速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、（膜分离、渗透）。

6、平衡分离的过程是过滤、离心分离、（吸收。

萃取）。

膜分离。

渗透。

7、气液相平衡常数定义为（气相组成与液相组成的比值）。

8、理想气体的平衡常数与（组成）无关。

9、活度是（修正的）浓度。

10、低压下二元非理想溶液的相对挥发度等于（）

11、气液两相处于平衡时，（化学位相等）相等。

12、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。

13、逸度是（修正的）压力

14、在多组分精馏中塔顶温度是由（露点方程）方程求定的。

15、露点方程的表达式为（）

16、泡点方程的表达式为（）

17、泡点温度计算时若

，温度应调（小）

18、泡点压力计算时若

，压力应调（大）

19、在多组分精馏中塔底温度是由（泡点）方程求定的。

20、绝热闪蒸过程，节流后的温度（降低）。

21、若组成为

的物系，

且时，，其相态为（气液两相）

22、若组成为

的物系，

时其相态为（过冷液相）

23、若组成为

的物系，时，其相态为（过热气相）

24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（气相）产生。

25、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（）

26、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。

27、回流比是（可调）（固定、可调）设计变量。

28、关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数（越少）。

29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。

30、进料中易挥发含量越大，精馏过程所需的最少理论板数（不变）。

（二）特殊精馏填空题

31、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（正）偏差的非理想溶液。

32、在萃取精馏中所选的取剂使

值越（大）越好。

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

34、在萃取精馏中所选的萃取剂使

值越大，溶剂的选择性（增大）

35、萃取精馏塔中，萃取剂是从塔（底）出来。

36、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。

37、均相恒沸物在低压下其活度系数之比

应等于（

）与（

）之比，即（）。

（三）吸收填空题

38、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的组分主要在塔内（底）板被吸收。

39、吸收中平衡数大的组分主要在塔内（顶）板被吸收。

40、吸收中平衡常数大的组分是（难）吸收组分。

41、吸收中平衡常数小的组分是（易）吸收组分。

42、吸收因子越大对吸收越（有利）

43、温度越高对吸收越（不利）

44、压力越高对吸收越（有利）。

45、吸收因子A（反比）于平衡常数。

46、吸收因子A（正比）于吸收剂用量L。

47、吸收因子A（正比）于液气比。

48、完成一个给定的分离要求所需功最小的过程是（可逆）。

49、从节能的角度分析难分离的组分应放在（最后）分离。

50、从节能的角度分析分离要求高的组分应放在（最后）分离。

51、从节能的角度分析进料中含量高的组分应（先）分离。

（四）吸附填空题

52、物理吸附一般为（多层）吸附。

53、化学吸附一般为（单层）吸附。

54、化学吸附选择性（强）。

55、物理吸附选择性（不强）。

56、吸附负荷曲线是以（距床层入口的距离）横坐标绘制而成。

57、吸附负荷曲线是以（吸附剂中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成。

58、吸附负荷曲线是分析（吸附剂）得到的。

59、透过曲线是以（时间）横坐标绘制而成。

60、透过曲线是以（流出物中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成。

61、透过曲线是分析（流出物）得到的。

62、透过曲线与吸附负荷曲线是（镜面对称）相似关系。

二、选择题

（一）多组分精馏选择题

1、

下列哪一个是机械分离过程（

4）

（1）

蒸馏

（2）吸收（3）膜分离（4）离心分离

2、

下列哪一个是速率分离过程（

3）

（1）

蒸馏

（2）吸收（3）膜分离（4）离心分离

3、下列哪一个是平衡分离过程（

1、2）

（1）

蒸馏

（2）吸收（3）膜分离（4）离心分离

4、lewis提出了等价于化学位的物理量（

1）

（1）

蒸馏

（2）吸收（3）膜分离（4）离心分离

5、二元理想溶液的压力组成图中，P-X线是（

2）

（1）曲线

（2）直线（3）有最高点（4）有最低点

6、形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中，P-X线是（

4）

（1）

曲线

（2）直线（3）有最高点（4）有最低点

7、溶液的蒸气压大小（

2）

（1）

只与温度有关

（2）不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关

（3）不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关

8、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

（1）

（1）越低

（2）越高（3）不一定高，也不一定低

9、汽液相平衡K值越大，说明该组分越（

1）

（1）

易挥发

（2）难挥发（3）沸点高（4）蒸汽压小

10、气液两相处于平衡时（

3）

（1）

两相间组份的浓度相等

（2）只是两相温度相等（3）两相间各组份的化学位相等

（4）相间不发生传质

11、完全不互溶的二元物质，当达到汽液平衡时，两组分各自呈现的蒸气压（

1）

（1）

等于各自的饱和蒸汽压

（2）与温度有关，也与各自的液相量有关

（3）与温度有关，只与液相的组成有关

12、完全不互溶的二元物系，当达到汽液平衡时，溶液的蒸气压力大小（

1）

（1）

只与温度有关

（2）不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关

（2）

不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关

13、完全不互溶的二元物系，总压力（

3）

（1）等于

（2）等于

（3）等于

（4）小于

14、完全不互溶的二元物系，沸点温度（

4）

（1）

等于轻组分组份1的沸点

（2）等于重组分2的沸点

（3）大于小于（4）小于

15、当把某溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（

3）

（1）

露点

（2）临界点（3）泡点（4）熔点

16、当把某气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（

1）

（1）

露点

（2）临界点（3）泡点（4）熔点

17、当物系处于泡、露点之间时，体系处于（

4）

（1）

饱和液相

（2）过热蒸汽（3）饱和蒸汽（4）气液两相

18、系统温度大于露点时，体系处于（

2）

（1）

饱和液相

（2）过热气相（3）饱和气相（4）气液两相

19、系统温度小于泡点时，体系处于（

2）

（1）

饱和液相

（2）冷液体（3）饱和气相（4）气液两相

20、闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（

2）

（1）

很高

（2）较低（3）只是冷凝过程，无分离作用（4）只是气化过程，无分离作用

21、下列哪一个过程不是闪蒸过程（

4）

（1）

部分气化

（2）部分冷凝（3）等焓节流（4）纯组分的蒸发

22、等焓节流之后（

4）

（1）

温度提高

（2）压力提高（3）有气化现象发生，压力提高（4）压力降低，温度也降低

23、设计变量数就是（

4）

（1）

设计时所涉及的变量数

（2）约束数

（2）

独立变量数与约束数的和（4）独立变量数与约束数的差

24、约束变量数就是（

4）

（1）

过程所涉及的变量的数目；

（2）

固定设计变量的数目

（3）

独立变量数与设计变量数的和；

（4）

变量之间可以建立的方程数和给定的条件.

25、A、B两组份的相对挥发度越小（

2）

（1）A、B两组份越容易分离

（2）A、B两组分越难分离

（3）A、B两组分的分离难易与无关

26、在多组分精馏计算中，最小回流比的计算公式中的θ值，可有多个根，正确的根应是（

3）

（1）

比轻关键组分的a值大的值

（2）

比轻关键组分的a值小的值；

（3）

大于重关键组分的a值，而小于轻关键组分的a值。

27、在多组分轻烃精馏计算中，最少理论板数的大小（

1）

（1）

与原料组成无关

（2）

原料中含轻组分越多，所需的越多

（3）

原料中含轻组分越多，所需的越少

28、当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时（

2）

（1）

液相不能气化

（2）不能完成给定的分离任务（3）气相不能冷凝（4）无法操作

29、当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（

4）

（1）提高进料量

（2）降低回流比（3）提高塔压（4）提高回流比

30、当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（

4）

（1）

所需理论板数最小

（2）不进料（3）不出产品（4）热力学效率高

31、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（

4）

（1）

最小理论板数

（2）最小回流比（3）理论版（4）压力

32、下列关于简捷法的描述那一个不正确（

4）

（1）

计算简便

（2）可为精确计算提供初值（3）所需物性数据少（4）计算结果准确

33、如果二元物系，,,则此二元物系所形成的溶液一定是（

1）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

34、如果二元物系，则此二元物系所形成的溶液一定是（

4）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

35、如果二元物系，,,则此二元物系所形成的溶液一定是（

2）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

36、如果二元物系，,,则此二元物系所形成的溶液一定是（

1）

（1）正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

37、如果二元物系，,,则此二元物系所形成的溶液一定是（

3）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

38、如果二元物系，,,则此二元物系所形成的溶液一定是（

2）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不确定

（二）特殊精馏选择题

39、关于萃取精馏塔的下列描述中，哪一个不正确（

4

）

（1）气液负荷不均，液相负荷大

（2）回流比提高产品纯度提高

（3）恒摩尔流不太适合（4）是一般蒸馏过程

40、当萃取精馏塔的进料是饱和气相时，萃取剂从（

3

）加入。

（1）塔的中部

（2）塔顶第一板

（3）塔顶几块板以下（4）进料位置不重要

40、当萃取精馏塔的进料是饱和液相时，为了保证整个塔内萃取剂浓度不变，应从（

2

）补充加入一定量的萃取剂。

（1）塔顶萃取剂加入口

（2）进料口

（3）塔顶（4）加入位置不确定

41、萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在（

1

）

（1）

塔的底部

（2）塔的中部（3）塔的项部（4）不确定

42、在均相恒沸物条件下，其饱和蒸汽压和活度系数的关系应用（

1

）

（1）

（2）（3）（4）

43、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（

3

）

（1）

正偏差溶液

（2）理想溶液（3）负偏差溶液（4）不一定

44、关于均相恒沸物的哪一个描述不正确（

4

）

（1）P-X线上有最高或低点

（2）P-Y线上有最高或低点

（3）沸腾的温度不变（4）部分气化可以得到一定程度的分离

45、下列哪一个不是均相恒沸物的特点（

4

）

（1）气化温度不变

（2）气化时气相组成不变

（3）活度系数与饱和蒸汽压成反比（4）冷凝可以分层

46、关于恒沸精馏塔的下列描述中，哪一个不正确（

2

）

（1）恒沸剂用量不能随意调

（2）一定是为塔项产品得到

（3）可能是塔顶产品，也可能是塔底产品（4）视具体情况而变

47、对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（

2

）

（1）一定是做为塔底产品得到

（2）一定是为塔顶产品得到

（3）可能是塔项产品，也可能是塔底产品（4）视具体情况而变

（三）吸收选择题

48、吸收塔的汽、液相最大负荷处应在

（1）

（1）

塔的底部

（2）塔的中商（3）塔的顶部

49、在吸收操作过程中，任一组分的吸收因子AI与其吸收率在数值上相应是（）

（1）

（2）（3）

50、下列哪一个不是吸收的有利条件

（1）

（1）

提高温度

（2）提高吸收剂用量（3）提高压力（4）减少处理的气体量

51、下列哪一个不是影响吸收因子的物理量（4）

（1）

温度

（2）吸收剂用量（3）压力（4）气体浓度

52、平衡常数较小的组分是

（1）

（1）

难吸收的组分

（2）最较轻组份（3）挥发能力大的组分（4）吸收剂中的溶解度大

53、易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（3）

（1）

塔顶板

（2）进料板（3）塔底板

54、平均吸收因子法（3）

（1）

假设全塔的温度相等

（2）假设全塔的压力相等（3）假设各板的吸收因子相等

55、下列哪一个不是等温吸附时的物系特点（4）

（1）

被吸收的组分量很少

（2）溶解热小（3）吸收剂用量较大（4）被吸收组分的浓度高

56、关于吸收的描述下列哪一个不正确（4）

（1）

根据溶解度的差异分离混合物

（2）适合处理大量大气体的分离

（2）

效率比精馏低（4）能得到高纯度的气体

57、当体系的时

（2）

（1）

发生解吸过程

（2）发生吸收过程（3）发生精馏过程（4）没有物质的净转移

58、当体系的时（4）

（1）发生解吸过程

（2）发生吸收过程（3）发生精馏过程（4）没有物质的净转移

59、下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（3）

（1）

很早就被人们认识，但没有工业化

（2）可以分离气体混合物

（2）

不能分离液体混合物（4）是传质过程

60、下列关于吸附剂的描述哪一个不正确（3）

（1）

分子筛可作为吸附剂

（2）多孔性的固体

（2）

外表面积比内表面积大（4）吸附容量有限

三、简答题

（一）多组分精馏简答题

1、

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？

答：

t0过冷液体，组成等于

t1饱和液体，组成等于

t2气夜两相，

t3饱和气体，组成等于

t4过热气体，组成等于

2、

简述绝热闪蒸过程的特点。

答：

绝热闪蒸过程是等焓过程，节流后压力降低，所以会有汽化现象发生，汽化要吸收热量，由于是绝热过程，只能吸收本身的热量，因此，体系的漫度降低。

3、

图中A塔的操作压力量对比20atm，塔底产品经节流阀后很快进入B塔。

B塔的操作压力为10atm，试问：

（1）

液体经节流后会发生哪些变化？

（2）

如果B塔的操作压力为5atm时，会与在某些方面10atm下的情况有何不同？

答：

（1）经节流后有气相产生，由于气化要吸收自身的热量，系统温度将降低。

（2）B塔的操作压力为5时比操作压力为10时气化率大，温度下降幅度也大。

4、

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。

答：

普通精馏塔由4个可调设计变量。

按设计型：

两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：

全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量。

5、

简述逐板的计算进料位置的确定原则。

答：

使全塔理论板数最少为原则，看分离效果的好坏来确定。

从塔底向上计算时，越大越好，从塔项往下计算时越小越好

6、

简述逐计算塔顶的判断原则。

答：

使全塔理论板数最少为原则，看分离效果的好坏来确定。

即（

）n>（

）则第n板为塔顶板。

7、

简述逐计算的计算起点的选择原则。

答：

以组分的组成估算最精确的误差最小的那块板开始逐板计算。

8、

简述精馏过程最小回流时的特点。

答：

最小回流比是馏的极限情况之一，此时，未完成给定的分离任务，所需要理论经板数无穷多，如果回流比小于最小回流比，则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务。

9、

简述精馏过程全回流的特点。

答：

全回流是精馏的极限情况之一。

全回流所需的理论板数最少。

此时，不进料，不出产品。

10、简述简捷法的特点。

答：

简捷法是通过N、Nm、R、Rm四者的关系计算理论的板数的近似计算法，其计算简便，不需太多物性数据，当要求计算精度高时，不失为一种快捷的方法，也可为精确计算提供初值。

（二）特殊精馏简答题

10、

简述萃取塔操作要注意的事项。

答：

（1）气液相负荷不均，液相负荷远大于气相负荷；

（2）塔物料的温度要严控制；（3）回流化不能随意调整。

11、

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？

答：

在萃取静馏中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产吕，。

12、

根据题给的X-Y相图，回答以下问题：

（3）

该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统？

有最高还是最低温度的恒沸物？

（2）回入萃取剂之后在精馏段和提馏段利还是利？

答：

（1）该系统在未加萃剂P时是正偏差系统，有最低工温度的恒沸物。

（4）

回入萃取剂之后在精馏段有利，固原来有恒沸物，P回入之后恒沸物消失；在提馏段是不利，因加入之后体右组分的相对挥发度降低。

13、

从热力学角度简述萃取剂的选择原则

答：

萃取剂应能使的体系的相对挥发度提高，即与塔组分形成正偏差，与塔组分形成负偏差或者理想溶液。

14、

从工艺角度简述萃剂的选择原则。

答：

（1）容易再生，即不起化学反应、不形成恒沸物、P沸点高；

（2）适宜的物性，互溶度大、稳定性好；（3）价格低廉，来源丰富。

15、

说出4种恒沸剂的回收方法。

答：

（1）冷疑分层；

（2）过冷分层；（3）变压精馏；（4）萃取

16、

恒沸精馏中，恒沸剂用量不能随便调整？

为什么？

答：

因恒沸剂用量与塔的产品纯度不关，多或少都不能得到所希望的目的产物。

（三）吸收简答题

17、

吸收的有利条件是什么？

答：

低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。

18、

试分板吸收因子对吸收过程的影响？

答：

吸收因子，吸收因子越大对吸收有利，所需的理论板数越少，反之变然

21、用平均吸收因子法计算理论板数时，分别采用（：

吸收剂用量，原料气用量）和L平/v平，来进行计算吸收因子A。

试分析求得的理论板数哪个大，为什么？

答：

因为所以（）

所以（）

所以因为

所以因此

比小故用L平L平计算的A较大，所需的理论板数小。

22、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，将会出现什么现象？

答：

此时，吸收塔无论有多少块理论板也完不成给定的分离任务，只能达到小于等于A的吸收率。

正常操作时，A应大于吸收率

23、有一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，现在、A、B种方案可供选择，你认为哪种方案合理？

为什么？

异丁烷正丁烷戊烷

摩尔%25

30

45

a值

1.24

1.00

0.34

答：

由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分的组份，应放在最后分离；进料中戊烷含量高，应尽早分出。

所以方案B是合理的。

（四）吸附简答题

24，什么叫表观吸附量？

下图的点E，D，C三点表观吸附量为什么等于零？

曲线CD及DE说明了溶质优先被吸附还是溶剂优先被吸附？

为什么/

答：

（1）C，E点为纯溶液，所以吸附前后无浓度变化，表观吸附量为零。

D点，按溶液配比吸附，所以吸附前后也无浓度变化，表观吸附量为零。

（2）EE溶剂优先被吸附。

（3）

DC溶刘优先被吸附。

25、表观吸附量等于零，表明溶质不被吸附对吗？

答：

不一定。

表观吸附量只有在溶液是稀液、溶质吸附不明显时，才能代表实际的吸附量，因此，不能单纯用表观吸附量等于零看溶质是否被吸附与否

26、用两种他分子筛吸附CO2时透过曲线如图所示.试分析哪一种分子筛更好,为什么?

答：

13X分子筛更好，因为13X分子筛的透过曲线更陡，说明吸附负荷曲线也陡，床层利用率高，达到破点的时间长。

27、吸附剂的选择原则。

答：

（1）选择性高；

（2）比表面积；（3）有一定的机械强度；（4）有良好的化学稳定性和热稳定性。

28、吸附过程的优点。

答：

（1）选择性高；

（2）吸附速度快，过程进行的完全；（3）常压压操作，操作费用与投资费用少。

29、吸附过程的缺点。

答：

吸附溶量小、吸附剂用量大，设备比罗庞大；

（2）吸附剂的运输、装料、卸料较困难；（3）吸附剂不容易找到，吸附理论不完善。

30、吸附质被吸附剂吸附一脱附他哪几步？

答：

（1）外扩散组份穿过气膜或淮膜到固体表面；

（2）内扩散组份进入内孔道；（3）吸附；（4）脱附；（5）内反扩散组份内孔道来到外表面；（6）外反扩散组份穿孔过气膜或液腊到气相主体流。

四、分析题

（一）多组分精馏分析题

（二）特殊精馏分析题

（三）吸收精馏分析题

（四）吸附精馏分析题

五、计算题

（一）多组分精馏计算题

1、

已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷（摩尔分率）,操作压力下各组分的平衡数数可按下式进行计算,试求其泡点温度.

乙烷:

K=0.13333t+46667

丙烷：

k=0.6667t+1.13333

正丁烷：

k=0.02857t+0.08571

（t的单位为℃）

解：

设温度为了10℃，用泡点方程进行试差，不满足泡点方程，设温度为7.2℃，结果见表。

组份

组份

设温度为10℃

设温度为7.2℃

圆整

乙烷

0.05

6.8000

0.340

6.4266

0.321

0.323

丙烷

0.03

1.8000

0.540

1.6134

0.484

0.487

正丁烷

0.65

0.3714

0.241

0.2914

0.189

0.190

Σ

1.00

1.121

0.994

1.000

2、

已知某混合物含0.05乙烷，0.03丙烷和0.65正丁烷,（摩尔分率）,操作压力下各组分的平衡数可按下式进计算，试求其露点温度。

乙烷：

k=0.1333t+5.46667

丙烷：

k=0.06667+1.13333

正丁烷：

k=0.02857t+0.08571（t单位为℃）

解：

设温度为24℃，用泡点方程进行试差，不满足露点方程，设温度为23℃，重新试差，满足露点方程，露点温度为℃结果见表。

组份

组成

设温度为24℃

设温度23℃

；圆整