《分离工程》
本
一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）
1、分离过程可分为、两大类。
2、在平衡分离过程中，平衡关系用分离因子表示为
ij
α=。分离因子在精馏中又称为，在液液平衡中又称为。
3、对于一四组分气液平衡物系而言，其自由度数f等于。
4、吸收过程按溶质数多少可分为和；按吸收温度状况可分为和。
5、超临界流体萃取有、和等三种操作方法。
6、闪蒸温度必须介于物系的与之间。
7、吸附剂的再生方法有、、、。
8、结晶分离的传质推动力为。
9、膜分离过程按分离体系不同可分为、。按推动力不同可分为、、。
1、一烃类混合物中含有乙烷30%、丙烷30%、正丁烷40%。其安托因方程参数见下表。试求30℃时的泡点压力及此时的气相组成。（物系可认为是完全理想物系）（10分）。安
托因方程为：ln
B p A
T C =-
+
2、将苯（A）——甲苯（B）——对二甲苯（C）混合物送入精馏塔分离，进料流量为100kmol/h，组成为Z A=0.4、Z B=0.4、Z C=0.2，要求苯在塔顶回收率为95%，甲苯在塔釜的回收率为95%。组分相对平均挥发度αAB=2.0，试按清晰分割法求全回流条件下所需理论板数及塔顶与塔底的流量及组成。(10分)
3、具有三块理论板的吸收塔，用来处理下列组成的气体（V N+1），在操作条件下各组分平均吸收因子见下表。富气与贫油流率均为100kmol/h ，试用平均吸收因子法计算各组分的吸收率、吸收液与尾气的量及组成。(14分)
《分离工程》课程试卷5参考答案及评分细则
一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）（每填对一空给一分） 1、平衡分离过程、速率分离过程。 2、i j i
ij i j
j
y x K x y K α==
，相对挥发度，相对选择性。 3、4。
4、单组分吸收、多组分吸收；等温吸收、非等温吸收。
5、等温法、等压法、吸附法。
6、露点温度、泡点温度。
7、变压法、变温法、惰性气体吹扫法、置换再生法、。
8、过饱和度。
9、气体、液体。浓度差、压力差、电位差。 二、简述题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 1、平衡常数与组成无关的泡点温度计算过程。
答：1）,p T →S
i 已知假设求出（或查出）各组分的p
2） 3）1(0005)i i K x T εε∑-≤→通常取为.泡点
4）如果 降低T ，重新计算。 升高T ，重新计算。
2、平衡常数与组成有关的露点温度计算过程。
答：1）,p T φ→i 已知假设求出（或查出）各组分的相应参数及利用维里方程计算
2）由已知的y i ，取1L
i γ=求出K i ，初步算出x i
3) 校正L
i γ，求出K i , /i i i i y x y K →=由已知的 4) 1(0005)i x T εε∑-≤→通常取为.露点
5) 如果 降低T ，重新计算。
升高T ，重新计算。
3、萃取精馏中提高塔顶产品含量的方法有哪些。 答：1）加大采出量，减小回流量。
2）加大萃取剂用量 3）减少进料量
4、间歇精馏中的操作方式有哪几种，工业上主要采用哪一种。 答：1）恒回流比 2）恒塔顶组成
3）变优化操作（先恒塔顶组成后恒回流比）。工业中常采用变优化操作。 5、变温吸附的原理是什么？（以图示表示）。
s
i i i p K K p
=→i i i i x y K x →=由已知的1;1;i i i i K x K x εε∑-
≥∑-≤-1;1;
i i x x εε∑-≤∑-≥-
答：
三、名词解释（本大题共4小题，每小题4分，共16分）
1、化学吸附——在吸附过程中吸附质与吸附剂分子间形成化学键的作用。
2、轻关键组分——精馏过程由设计者指定浓度或提出分离要求（如指定回收率）的那
个相对易挥发的组分。
3、清晰分割——馏出液中除了HK外，没有其他重组分，釜液中除了LK外，没有其他
轻组分。
4、物理吸收——气体溶质溶入到吸收溶剂中，不与溶剂发生化学反应。
四、计算题（本大题共3小题，共34分）
1、解：
1）求出各组分的饱和蒸气压，由：ln
B
p A
T C
=-
+
，T=303.15K，得：（3分）
1511.42ln 15.663710.378832171303.15-17.16
p p mmHg =-=?=乙烷0
乙烷
1872.46ln 15.7268.99038025303.15-25.16
p p mmHg =-
=?=丙烷0
丙烷
2154.9ln 15.67827.65942120303.15-34.42
p p mmHg =-
=?=丁烷0
丁烷
2）求泡点压力，因为物系可以看作理想物系，由拉乌尔定律，得到：（2分）
321710.380250.321200.412906.8P p x p x p x mmHg
=++=?+?+?=乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷0003）求平衡常数K i ，求气相组成y i 。因为物系可以看作理想物系，可得：（5分）
/32171/12906.8 2.492 2.4920.30.7478K p P y K x ===?==?=乙烷乙烷乙烷0乙烷乙烷 /8025/12906.80.6220.6220.30.1866K p P y K x ===?==?=丙烷丙烷丙烷丙烷丙烷0 /2120/12906.80.1640.1640.40.0656K p P y K x ===?==?=丁烷丁烷丁烷丁烷丁烷0
2、解：
1）按清晰分割进行塔顶及塔底组分分配，由所给定条件可知，苯为轻关键组分，甲苯为重关键组分，由所给定的回收率可知：（4分） 苯在塔顶的量为：0.95400.9538/L L d f kmol h =?=?= 苯在塔底的量为：40382/L L L b f d kmol h =-=-= 甲苯在塔底的量为：0.95400.9538/H H b f kmol h =?=?= 甲苯在塔顶的量为：40382/H H H d f b kmol h =-=-= 对—二甲苯在塔底的量为：20/C C b f kmol h == 对—二甲苯在塔顶的量为：0
2）塔顶、塔底的流量及组成的计算（3分）
38240/0.95;0.05;0L H C DL DH DC D d d d kmol h x x x =++=+=?===
2382060/0.0333;0.6333;0.3334
L H C BL BH BC B b b b kmol h x x x =++=++=?===3）全回流下理论板数的计算（3分）
0.950.6333lg lg 0.050.03338.5lg lg 2.0
DL BH DH BL m LH
x x x x N α?????????????? ??
? ?????
????????????=
==
3、解：
1）计算各组分吸收率，由111
N i i
i N i A A A φ++-=-，可得：（4分）
141
40.80.8
0.661210.81
N N A A A φ++--===--乙烷乙烷
乙烷乙烷 141433
0.9751
31
N N A A A φ++--=
==--丙烷丙烷丙烷丙烷 141
410100.99911
101
N N A A A φ++--=
==--正丁烷正丁烷
正丁烷正丁烷 2）各组分被吸收量的计算，由1,1,1,N i i
i N i
v v v φ++-=
，可得：1,1,1,N i i i N i v v v φ++-=（4分）
11,11,,,0.66126039.672/6039.67220.328/N N v v v kmol h v kmol h φ++-==?=?=-=乙烷乙烷乙烷乙烷乙烷11,11,,,0.9753029.25/3029.250.75/N N v v v kmol h v kmol h
φ++-==?=?=-=丙烷丙烷丙烷丙烷丙烷11,11,,,0.9991109.91/109.910.09/N N v v v kmol h v kmol h φ++-==?=?=-=正丁烷正丁烷正丁烷正丁烷正丁烷3）尾气和吸收液的流量的组成计算（6分）
由以上计算可知尾气量为：11,20.3280.750.0921.168/i V v kmol h =∑=++= 尾气中各组分含量为：11,/20.328/21.1680.9603y v V ===乙烷乙烷
11,/0.75/21.1680.0354y v V ===丙烷丙烷 11,/0.09/21.1680.0043y v V ===正丁烷正丁烷
吸收液的量为：011()10010021.168178.832/N N L L V V kmol h +=+-=+-= 吸收液中各组分含量为：,,/39.672/178.8320.2218N N N x l L ===乙烷乙烷
,/29.25/178.8320.1636N N N x l L ===丙烷丙烷
,/9.91/178.8320.0554N N N x l L ===正丁烷正丁烷 ,/100/178.8320.5592N N N x l L ===正己烷正己烷
2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离，现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图，分析各塔物流，
答：分析可知：
恒沸精馏塔：由于恒沸剂加入过量，塔底为甲醇－甲
苯的混合物，塔顶烷烃-甲醇的二元恒沸
物。
脱甲醇塔：塔底为甲苯，塔顶为甲苯-甲醇的二元恒沸
物。
萃取塔：塔底为甲醇水溶液，塔顶为烷烃。
脱水塔：塔底为水，塔顶为甲醇。
1.萃取精馏过程中，萃取剂的作用是什么？
萃取精馏过程与共沸精馏过程有何区别？
要点：萃取剂的作用：通过稀释原溶液和分别与原溶液组分的相互作用力不同
使原溶液组分间的相对挥发度发生改变。（5分）
区别：共沸精馏在改变相对挥发度的同时还要与原溶液组分生成共沸物；
共沸精馏的能耗一般比萃取精馏大；
共沸精馏更适用于分离热敏性物料；
共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一般只能连续操作。
3、恒沸精馏与萃取精馏的异同点。
答：相同点：都加入第三组分，形成非理想溶液；都提高相对挥发度；
都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。
不同点：恒沸精馏加入恒沸剂形成恒沸物，沸点低，从塔顶出来；
萃取精馏不形成恒沸物，沸点高，从塔底离开。
4．简述精馏过程最小回流时和全回流时的特点。
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（2分），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（1分）。
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（2分）。
2．什么叫清晰分割法，什么叫不清晰分割法？
多组分精馏分离，馏出液中除了重关键组分外没有其他重组分，重组分全部由塔釜排出，而釜液中除了轻关键组分外没有其它轻组分，轻组分全部由塔顶排出，这种分离情况称为清晰分割，此时非关键组分为非分配组分。（3分）而馏出液中除了重关键组分外还有其他重组分，釜液中除了轻关键组分外还有其它轻组分，这种分离情况称为非清晰分割，此时非关键组分为分配组分。（2分）
3．简述精馏和吸收过程的主要不同点。
1）原理不同：吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。（1分）2）传质形式不同：精馏操作中，汽液两相接触时，汽相中的较重组分冷凝进入液相，而液相中较轻组分被气化转入汽相，因此传质过程是双相传质过程；而吸收过程则是气相中的某些组分溶到不挥发的吸收剂中去的单向传质过程。（2分）
3）塔式不同：一般的精馏塔是一处进料，塔顶和塔釜出料，而吸收塔是两处进料、两处出料。（1分）
5．气液传质设备有几种常用的级效率？影响效率的因素有哪些？
效率的表示方法主要有以下几种：
1）全塔效率，又称为总板效率（1分）
2）Murphree板效率，又称干板效率（1分）
3）点效率（1分）
4）填料塔的等板高度（HETP）（1分）
1. 实际板和理论板的差异主要表现在哪些方面？
实际板和理论板的差异：
1）理论板假定离开该板的汽、液两相达到平衡；实际板不可能达到平衡；（2分）
2）理论板上相互接触的汽液两相完全混合，板上液相浓度均一，等于离开该板溢流液的浓度；实际板板上混合不完全；（1分）
3）实际板上汽液两相存在不均匀流动，停留时间有明显差异；（1分）
4）实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。（1分）
2. 何为关键组分，何为轻关键组分、何为重关键组分？
2分离要求指定（设计者指定浓度或提出要求）的、最关心的组分称为关键组分（3分）；两个关键组分中相对易挥发的组分称为轻关键组分（1分），不易挥发的组分称为重关键组分（1分）。
已知某液体混合物中各组分的汽液平衡常数与温度的关系如下：
上述混合物若温度为77℃，试分析是否有液相存在。
1.解：混合物温度为77℃时
6.0,884.0,8
7.37706.075.0543===?+-=C C C K K K （2分）
∑>=?+?+?=1583.16.033.0884.056.023.087.3i
i
x
K （1分）
即
B i
i T T x
K >>∑,1（2分）
∑>=++=177.16.033.0884.56.087.323.0i i
K y
（1分）
即
∑<>D
i i
T T K y
,1 （2分）
混合物处于两相区 ∴有液相存在（2分）
１、试求氨仿（1）— 乙醇（2）在共沸温度为55℃时的共沸组成和总压力。（下式中t 的单位是℃；P 的单位是mmHg ）
已知：
)66.159.0(ln 12
21x x +=γ )66.142.1(ln 2212x x -=γ
t P +-
=2270.116390328.6lg 01 0
21152.05lg 6.46827231.48P t
=-+
解：温度为55℃，则由饱和蒸汽压公式得 372.820
1=p
311.370
2=p
由恒沸物的特点有： 01
221
1ln p p n =γγ
由于212
1222
166.142.159.0ln x x x x +-=γγ
故21212
266.142.158.0372
.82311.37ln
x x x x +-=
121=+x x
由上式解得：
8475.01=x
1525.02=x 4分
由活度系数公式得：0475.11=γ
3120.22=γ
所以 00
11122286.27986659p x p x p KPa γγ=+==
3、在20块板的塔中用烃油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1:1，该塔处理的气体量为100kmol/h ，操作压力为3大气压。若全塔效率按25%计，试求：（1）平均温度为多少，才能回收90%的丁烷；（2）组份的平衡常数；（3）吸收因子、吸收率；（4）尾气的组成。
操作条件下各组分的平衡常数如下：
乙烷 k=0.13333t+5.46667；丙烷 k=0.06667+1.3333；正丁烷 k=0.02857t+0.08571(t 的单位为℃)
解：(1)温度 5%2520=?=?=η实理N N
9.01
11=--=++N k k
N k A A A ? 09106=+-k A k A 203.1=k A A K =1(舍去)
11
1 1.203K K K
L A V K K =
?=?= 08571.002857.0+?=t k K 解得 t=26.09℃
(2)各组份的平衡常数
1k =0.13333×26.09=5.46667=8.945 2k =0.06667×26.09+1.13333=2.873 3k =0.02857×26.09+0.08571=0.831
(3)吸收因子、吸收率 以乙烷为例
112.0945
.81
11=?==乙烷乙烷）（k V L A
112.01
112.0112
.0112.01
1
5151N 1N =--=--=
++++乙烷乙烷乙烷乙烷A A A ? 其他组分的计算结果见表 尾气的组成见表：
组分 1+N v 吸收因子A 吸收率? 尾气量 尾气组成 乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915 丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079
正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 Σ 82.51 1.000
《化工分离工程》试 卷及答案
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量 ，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓 区，出现在 精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强 正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想 溶液 ，可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L ）/无化学吸收的液相分传质系数（k 0L ） 。 5. 对普通的N 级逆流装置进行变量分析，若组分数为C 个，建立的MESH 方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为=η ； 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率 必定 于1。 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。 二、推导(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。 1(1) 0(1) 1c i i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数； ψ ——气相分率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。
三、简答(每题5分,共25分) 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。 K i=y i/x i。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配 情况如何？ 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？ 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？ 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些？ （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯0.6（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在101.3kPa下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时P10=152.56kPa P20=61.59kPa 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=0.65(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=1.26，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、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。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变 量数-约束关系） 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越咼对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V - SL ）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递）, （通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度 的质量传递或者不同化学位物流的直接混合） 25、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）, 为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、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。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 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
7.1.1 最小分离功 分离的最小功表示了分离过程耗能的最低限。 最小分离功的大小标志着物质分离的难易程度，实际分离过程能耗应尽量 接近最小功。 图 7-1 连续稳定分离系统 由热力学第一定律： (7-1 和热力学第二定律（对于等温可逆过程）： (7-2 得到等温下稳定流动的分离过程所需最小功的表达式： （ 7-3 ） 即 或表示为自由能的形式： （ 7-4 ）
或表示为逸度的形式： （ 7-7 ） 一、分离理想气体混合物 对于理想气体混合物： (7-8 对于由混合物分离成纯组分的情况： （ 7-9 ） 在等摩尔进料下，无因次最小功的最大值是 0.6931 。 对于分离产品不是纯组分的情况：过程的最小分离功等于原料分离成纯组分的最小分离功减去产品分离成纯组分所需的分离功。 [例7-1] 二、分离低压下的液体混合物 （ 7-10 ） 对于二元液体混合物分离成纯组分液体产品的情况： （ 7-11 ） 可见，除温度以外，最小功仅决定于进料组成和性质，活度系数大于 1 的混合物比活度系数小于 1 的混合物需较小的分离功。当进料中两组分不互溶 时，—W min,T =0 。 [例7-2][例7-3]
7.1.2 非等温分离和有效能 当分离过程的产品温度和进料温度不同时，不能用自由能增量计算最小 功，而应根据有效能来计算。 有效能定义： 有效能是温度、压力和组成的函数。 稳态下的有效能平衡方程： （ 7-18 ） 等当功： （ 7-19 ） 系统的净功（总功）： （ 7-20 ） 过程可逆时，可得最小分离功： （ 7-21a ） 该式表明，稳态过程最小分离功等于物流的有效能增量。 7.1.3 热力学效率和净功消耗 分离过程的热力学效率：系统有效能的改变与过程所消耗的净功之比。
高一化学必修2第三章有机化合物 1、甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。 2、甲烷的分子式为电子式为 结构式为 3、甲烷分子是一种对称的正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位于 正四面体的四个顶点上,四个C---H键强度相同。 4、甲烷的性质是一种没有颜色没有气味的气体,密度比空气小,极难溶于水。 5、甲烷很稳定，不能使酸性KMnO4溶液退色，也不与强酸、强碱反应。 6、甲烷的氧化反应 甲烷可以在空气（或氧气）中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰。化学方程式： 7、甲烷的取代反应: 取代反应----有机物分子的某些原子基原子团被其他原子或原子团所代替的反应 继续反应: 反应式： 例在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是（） A CH3Cl B CH2Cl2 C CCl4 D H Cl 例将装有甲烷与氯气混合气的一支试管倒扣在盛有饱和食盐水的水槽 中，经光照一段时间后，可观察到的现象是________________________， 有关化学反应式为___________________________。 烷烃的通式： ④密度增大。烷烃易溶于有机溶剂，难溶于水。 9、烷烃的化学性质。 氧化反应：烷烃完全燃烧的通式： 烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应，不能与强酸和强碱溶液反应。 取代反应 例:一定量甲烷燃烧后得到CO、CO2和水蒸气，混合气体共重49.6 g，通过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2 g，则CO2的质量为( ) A．12.5 g B．13.2 g C．19.7 g D．24.4 g 例有一类最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似。下列说法中错误的是[C] A.硅烷的分子通式为Si n H2n+2 B.甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水 C.甲硅烷的密度小于甲烷 D.甲硅烷能发生取代反应
MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 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。 二、推导(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。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立
三、简答(每题5分,共25分) 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。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。
《化工分离工程》课程教学大纲 课程名称：化工分离工程 课程类型: 专业基础课 总学时：54 讲课学时：54 学分：3 适用对象: 化学工程与工艺 先修课程：《化工原理》、《化工热力学》 一、课程性质、目的和任务 本课程是高等学校化工类专业的一门专业基础课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等技术基础知识后的一门必修课。它是利用这些课程有关相平衡热力学、动力学、分子及其聚状态的微观机理，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的分离和提纯技术。 二、教学基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握有关特殊精馏、化学萃取、膜分离、吸附与离子交换及其它分离技术的基本概念、原理及过程。 三、教学内容及要求 1 绪论(2学时) 介绍分离操作在化工生产中的重要性；分离过程的分类，每一类分离过程的定义和实例分析。 2 特殊精馏(10学时) 2.1 恒沸精馏：定义，基本概念，恒沸精馏的基本原理及相关的工艺流程，恒沸精馏塔的计算。(2学时) 2.2 萃取精馏：萃取剂作用的微观机理；萃取精馏的定义，萃取剂的选择，萃取精馏的基本原理及相关的工艺流程。(2学时) 2.3 加盐精馏：盐效应定义和机理，溶盐精馏过程、应用及优缺点分析，加盐萃取精馏的基本原理及工艺过程。(2学时) 2.4 反应精馏：反应精馏的定义，分类，每类过程的原理及应用。(2学时) 2.5 作业及讨论：分组，每组自选一种特殊精馏过程为主题，查阅相关文献，写一篇课程小论文并制作PPT，每组派一个代表讲解，全班讨论。(2学时) 3 化学萃取(10学时) 3.1 化学萃取：概述，化学萃取过程的分类及每类过程的主要特点，化学萃取的相平衡，化学萃取过程的控制步骤。(2学时) 3.2 络合萃取法的应用：物理萃取与络合萃取的区别与联系，过程的特征，萃取体系选择，典型举例。(1学时) 3.3 液膜分离技术：概述，分类及每类过程的主要特点，液膜分离过程机理，影响液膜传质的因素及影响规律，工艺流程及应用。(3学时)
2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准
2007—2008学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准 注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 三、判断题（本大题14分，每小题2分，对的打√，错的打×） 1、对拉乌尔定律有偏差的物系一定是恒沸体系。…………………………………………（×） 2、绝热闪蒸过程，节流后的温度降低。…………………………………………………（√ ） 3、若组成为 i z的物系，1 > ∑K X i i ，且1 /> ∑ i i k y，其相态为气液两相。………………（√ ） 4、在精馏操作中回流比是可调设计变量。………………………………………………（√ ） 5、在萃取精馏操作中，液相流率总是大于气相流率。……………………………………（×） 6、在萃取精馏中所选的萃取剂使p1A值越大，溶剂的选择性越大。……………………（√ ） 7、吸收中吸收因子小的组分是易于吸收组分。…………………………………………（×） 四、分析题（本大题10分，每小题5分） 1、分析下图的点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？ 2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离，现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图，分析各塔物流，并将恒沸精馏塔和脱甲醇塔分离过程用三角相图表示出来。 答：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。曲线CD说明了溶质优先被吸附，曲线DE 说明了溶剂优先被吸附。 答：分析可知： 恒沸精馏塔：由于恒沸剂加入过量，塔底为甲醇 －甲苯的混合物，塔顶烷烃-甲醇的 二元恒沸物。 脱甲醇塔：塔底为甲苯，塔顶为甲苯-甲醇的二元 恒沸物。 萃取塔：塔底为甲醇水溶液，塔顶为烷烃。 脱水塔：塔底为水，塔顶为甲醇。 相图如下： 3
2007—2008学年分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准 注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。 院系:化学化工学院 专业:化工班级:04- 姓名: 学号: 一、填空题（本大题20分，每空1分） 1、分离工程分为( 机械分离法)和( 传质分离法)两大类。 2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为( 非理性溶液)或( 实际溶液)。 3、对于能生成二元恒沸物的物系来说，在恒沸点处气液相两相组成（相等）。在恒沸点两侧组分的挥发能力（不同或相反）。 4、端值常数A为( 0 )时体系为理想溶液，A为( <0 )时体系为负偏差溶液。 5、用郭氏法分析，串级单元的可调设计变量为（1 ），侧线采出板的可调设计变量为（0 ）。 6、根据萃取精馏原理，通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有（正）偏差的非理想溶液，与塔底组分形成理想溶液或具有（负）偏差的非理想溶液。 7、萃取精馏塔中，当原料以液相加入时，则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段（低），此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度，常将部分溶剂随（料液）一起加入。 8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分(挥发度或相对挥发度a)，同时与原溶液中的一个或几个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（顶）出来。 9、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和（挥发度或相对挥发度a），与进料组成（无关）。 10、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，透过曲线是以（流出物中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成。
二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率?的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，?下降 （B ）y 2下降，?上升 （C ）y 2上升，?不变 （D ）y 2上升，?变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A <1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附
第四章气体吸收 主要教学目标：通过本章的学习，使学生掌握吸收、解吸过程的基本原理、流程及其简捷计算。 教学方法及教学手段：采用板书和教学课件及多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并且课堂上学习的表现记入学生的平时成绩。 教学重点及难点：吸收过程的流程特点；吸收过程设计变量和关键组分；吸收因子、平均吸收因子、吸收率的含义；多组分吸收的简捷计算法。 第一节多组分吸收和解吸过程分析 吸收是化工生产中分离气体混合物的重要方法之一，在化工生产中，无论是原料的精制或产品的分离，常常需要从气体混合物中分出一种或若干种组分，因而吸收的应用十分广泛。吸收在化工原理中曾接触这个概念，现在不是旧曲重弹，而是赋予新的内容，在原来的基础上更进一步的研究，由原来的单组分吸收，扩展到现在的多组分吸收。 1、吸收和解吸 吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同，而达到分离目的传质过程。 吸收是一个分离过程，且分离的是气体混合物，分离的介质是某一种液体溶剂称之为吸收剂，被吸收的气体混合物称为溶质。 当吸收过程用于中间产物分离时，离开吸收塔的吸收液需进行解吸操作，其作用是将溶质从吸收液中驱赶出来，并使吸收剂获得再生，所以解吸是吸收的逆过程。 2、工业生产中的吸收过程 ①净化或精制气体 为除去原料气中所含的杂质，吸收是最常用的方法。如用乙醇胺液脱出石油裂解气或天然气中的硫化氢，乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中原料气的脱硫、脱卤化物，合成甲烷工业中的脱硫、脱，二氯乙烷生产过程中用水去除氯化氢等。 CO 2 ②分离气体混合物 以上的组分与甲烷、氢用以得到目的产物或回收其中一些组分，如石油裂解气的油吸收，将C 2 分开；用N－甲基吡咯烷酮作溶剂，将天然气部分氧化所得裂解气中的乙炔分离出来；焦炉气的油吸收以回收苯以及乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中用吸收法分离反应气体中的环氧乙烷等。 ③将最终气态产品制成溶液或中间产品 将气体中需用的组分以指定的溶剂吸收出来，成为液态的产品或半成品，如用水吸收氯化氢气
考研复习完后因忙于做毕业论文，所以未能及时详细记述自己的考研复习心得体会，目前只写好了自己初试的复习感想及体会，并给出了一些复习建议。本来想等最终完稿后在发布到论坛里，然看到很多2011年志在华理的考研学子迫切期待能从论坛里得到一些实实在在帮助，所以现截取一部分关于专业课的复习建议（原文较冗长），希望能对你们有所帮助。.................................................................................................................................................................... ..................... 关于专业课-------化工原理（华东理工大学化工学院） 推荐复习书： ☆☆☆☆☆ 化工原理历年真题98—07以及08.09.10回忆版考试点考研论坛 ☆☆☆☆☆ 《化工原理学习指导》马江权华东理工大学出版社（有很多历年真题，虽不是华理老师出的，但参考价值非常大） ☆☆☆☆☆ 化工原理学习指导书（有课后思考题答案，不用看ppt，看这本就够了，华理老师出版的唯一一本学习指导，不公开发行）及华理出的各种参考资料（电子版） 下载地址：太原理工大学考研专业课《826化工原理A》一对一辅导 ☆☆☆☆☆ 历年真题简答题按章节汇总（个人整理的Word版） ☆☆☆☆《化工原理详解与应用》丛德滋, 丛梅, 方图南编（最近几年经常有真题出自这本书，2010就有一道，重点章节看看，很经典） ☆☆☆☆ 华东理工大学化工原理精品课程（课后习题、思考题、模拟题Word版） 下载地址：华东理工大学考研专业课《801化工原理》一对一辅导
@@@@大学 《化工分离工程》 教案 ~ 学年第学期 课程学时65 学院化学工程 课程名称化工分离工程专业化工工艺 主讲教师
课时安排：5学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□ 题目（教学章、节或主题）： 第一章绪论 教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 了解分离工程在工业生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。了解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。理解分离操作理论的形成和特性，分离过程的开发方法和发展趋势。掌握分离因子的定义和应用，了解传质分离过程的分类和特征。识记分离剂的类型及分离过程的选择方法。 教学目的要求： 识记：分离剂的类型，分离因子概念，分离过程的选择方法。 领会：分离过程的特征与分类。 应用：分离过程的研究内容与研究方法。 本章重点：掌握分离过程的特征与分类，分离因子与固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。 本章难点：用分离因子判断分离过程的难易程度，分离因子与级效率之间的关系。 教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）： 分离操作在化工生产中的重要性；传质分离过程的分类和特征；本课程的任务和内容。 第一节分离操作在化工生产中的重要性 第二节传质分离过程的分类和特征 1．2．1平衡分离过程 1．2．2速率分离过程 第三节本课程的任务和内容 教学方式、手段、媒介：以多媒体为主 黑板设计：左边幻灯，右边板书
讨论、思考题、作业：
课时安排：15学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□ 题目（教学章、节或主题）： 第二章多组分分离基础 教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 教学目的要求：1. 掌握相平衡各种关系式及计算； 2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算； 3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。 本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。 本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子；泡点方程和露点方程法；等温闪蒸过程和部分冷凝过程；闪蒸方程。 本章难点：平衡常数计算；泡点压力和露点温度的计算；等温闪蒸过程的计算。 教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）： 相平衡；多组分物系的泡点和露点计算；闪蒸计算。 教学内容： 在“化工热力学”课程基础上，全面了解化工过程中经常遇到的多组分物系的汽液平衡。通过本章的学习要求深刻理解并掌握：设计变量的确定；相平衡关系的计算；多组分的泡点和露点的计算；单级平衡分离过程计算。 本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。 第一节相平衡13 2．1．1相平衡关系 2．1．2相平衡常数的计算 第二节多组分物系的泡点和露点计算 2．2．1泡点温度和压力的计算 2．2．2露点温度和压力的计算 第三节闪蒸过程的计算 2．3．1等温闪蒸和部分冷凝过程 2．3．2绝热闪蒸过程 本章内容应作为本课程的重点之一。 教学方式、手段、媒介：以多媒体为主 黑板设计：左边幻灯，右边板书
第三章反应过程和过程优化 第一节反应过程 化学工业生产过程包括物理过程和化学反应过程，其中化学反应过程往往是生产过程关键。反应过程进行的条件对原料的预处理提出了一定的要求，反应进行的结果决定了反应产物的分离与提纯任务和未反应物的回收利用。一个产品的反应过程的改变将引起整个生产流程的改变。因此，反应过程是化工生产全局中起关键作用的部分。 化学反应过程的分类 1．按化学反应的特性分类 按照反应机理的不同，可以将化学反应分为简单反应和复杂反应两大类。 同一组反应物只生成一种特定生成物的反应叫简单反应，它不存在反应选择性问题。 复杂反应是指由一组特定反应物同时或接续进行几个反应的反应过程。复杂反应的形式很多，主要有平行反应、连串反应、平行一连串反应和共轭反应等。 根据反应的可逆与否，化学反应可分为可逆反应和不可逆反应两类。不可逆反应能进行到底，反应物几乎全部转变为产物。可逆反应则受化学平衡的限制，反应只能进行到一定程度，反应产物需要分离和提纯，未反应物应该回收和循环使用。 从化学动力学的角度，可按反应分子数和反应级数区分化学反应。有单分子反应、双分子反应和个别的三分子反应；有零级反应、一级反应、二级反应和分数级反应等。 根据反应过程的热效应，化学反应可分为吸热反应和放热反应两大类。由于两类反应热特性不同，所以，反应过程要求的温度条件完全不同，使用的反应器类型也不同。 按反应物系的相态，可将化学反应分为均相反应和非均相反应。前者指反应组分(包括反应物、产物和催化剂)在反应过程中始终处于同一相态的反应；后者是指反应组分在反左过程中处于两相或三相状态的反应。 2．按反应过程进行的条件分类． 按照过程的温度条件可将反应过程划分为等温过程、绝热过程和非绝热变温过程。由于反应过程总是伴随着一定的热量变化，并且反应器和外界常有热交换和热损失，所以严格等温过程和绝热过程都是不存在的。如果装置在保温良好的情况下操作，那么过程接近绝热。在某些场合，又分为低温、常温和高温过程。 就压力状况可将反应过程分为常压、负压和加压过程。加压过程根据压力的高低又分高压、中压和低压过程。 根据操作方式的不同，化学反应过程可分为间歇过程、连续过程和半连续过程。这是分类方法中最常用和最重要的一种。 第二节反应器的基本研究 在工业上，实现化学反应的装置称为反应器。化学反应器是化工生产的核心设备，通专应满足下列要求： (1)反应器要有足够的反应体积，以保证反应物在反应器中有充分的反应时间，达到短定的转化率和产品质量指标： (2)反应器的结构要保证反应物之间，反应物与催化剂之间的良好接触。 (3)反应器要保证及时有效地输入或引出热量，以使反应过程在最适宜的操作温度T 进行。 (4)反应器要有足够的机械强度和耐腐蚀能力，以保证反应过程安全可靠，经济耐用． (5)反应器要尽量做到易操作、易控制、易制造、易安装、易维护检修。
化工原理分章试题与解答第三章
第三章 一、填空题 1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝) 答：μρρ18)(2-=s t g d u ，因为水的粘度大于空气的粘度，所以21u u < 热空气的粘度大于冷空气的粘度，所以43u u < 2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。 答：上升， 原因：粘度上升，尘降速度下降； 体积流量上升，停留时间减少。 3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变） 答：减小、减小、增大，减小。 ρξρρ3) (4-=s t dg u ，压强增加，气体的密度增大，故沉降速度减小， 压强增加， p nRT V =，所以气体的体积流量减小，
气体的停留时间A V L u L t s /== ，气体体积流量减小，故停留时间变大。 最小粒径在斯托克斯区 )(18min ρρμ-= s t g u d ，沉降速度下降，故最小粒径减 小。 4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2， 1η 2η。 答：小于，小于 5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数： 1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ； 1）0. 5；2）0.707；3）1 s p -?∝1)/(1τ，可得上述结果。 6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。 答：17.1m/s
申报省级《化工分离工程》精品课程综合说明材料
一、课程建设规划 本课程的建设目标是为了更好地适应分离工程产业化的发展需要，遵循高等 教育的规律，建立面向21世纪的教学内容和课程体系，开展分离工程、生物分离工程下游技术、原理及设备的教学工作，精选分离工程的教学内容，精心编排讲授体系，引入现代化的先进教学手段，将分离工程建设成具有工科特色的、基础理论与高新技术紧密联系的高水平课程。该课程的课堂教学、实验教学、教学改革及课外活动等均按照精品课程的要求，最终建成全省以工科为特色的化工分 离工程精品课程。 本课程由青岛科技大学教学名师、硕士生导师叶庆国教授主讲并负责建设，计划在2007～2009年内建设成国家一流的教学研究型的精品课程，逐渐实现全部课程资源上网讲授，以进一步扩大该门课程在省以至国内的影响，完善和改进化工分离工程教学远程网络资源的建设。为了继续拓展《化工分离工程》相关课程的现代化教学工作，计划将工科化工分离工程课程在已经实现多媒体教学的基础上实现英汉双语及网络化教学。计划引进国外化工分离工程教授和出国回校的化工分离工程教师从事双语教学，并加强对国内青年教师双语教学能力的培养，争取创建国内外一流的《化工分离工程》示范性教学课程。 目前该课程网站已有部分内容实现网上共享。包括： 1．1．《化工分离工程》课程的备课资源库； 2．2．化工分离工程部分电子教案； 3．3．化工分离工程部分英汉双语电子教案； 4．4．化工分离工程CAI多媒体课件； 5．5．化工分离工程学习指导及习题集； 6．6．化工分离工程试题库； 7．7．化工分离工程部分历年试题及参考答案 8．8．开辟了化工分离工程教学研究专栏； 9．9．化工分离工程教学学生反馈意见留言板； 10．10．部分主讲教师课堂教学录像。 网址：https://www.doczj.com/doc/2318416476.html,在首页点击“《化工分离工程》精品课”图标即可进入。 二、课程师资队伍建设 （一）课程负责人教学情况 1．课程负责人近五年来讲授的主要课程：
一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量 ，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓区， 出现在 精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强 正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想 溶液 ，可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L ）/无化学吸收的液相分传质系数（k 0L ） 。 5. 对普通的N 级逆流装置进行变量分析，若组分数为C 个，建立的MESH 方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为=η ； 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率 必定 于1。 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。 二、推导(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。 1(1) 0(1) 1c i i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数； ψ ——气相分率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。
三、简答(每题5分,共25分) 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。 K i=y i/x i。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配 情况如何？ 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？ 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？ 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些？ （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时P10=P20= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。
《稀土元素化学》课程教学大纲 课程编号：010234 英文名称：Rare Earth Element Chemistry 一、课程说明 1. 课程类别 非学位选修课 2. 适应专业及课程性质 化学工程与技术（一级）、化学工程领域专业，选修 3. 课程目的 （1）我国稀土资源丰富，在稀土科技领域有领先的成果。本课程通过对稀土元素、矿物特点、稀土元素的配分规律、稀土矿的提取和分离工艺以点带面的介绍，在扩大学生稀土知识面的基础上，加强学生对稀土矿物及其加工、分析和应用能力的了解。 （2）为化学工程与技术（一级）各专业开设这门课程有助于学生开阔视野、拓宽专业知识面、为毕业后从事相关技术工作奠定知识基础。 4. 学分与学时 学分2，学时30 5. 建议先修课程 无机化学、分析化学、矿物加工、分离工程 6. 推荐教材或参考书目 推荐教材：《稀土》徐光宪等编著，冶金工业出版社，1995 参考书目： （1）《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》池汝安、田君著，科学出版社，2006 （2）《稀土元素》苏锵著河南科学技术出版社 1993 （3）《稀土选矿与提取技术》池汝安、王淀佐著，科学出版社，1996 7. 教学方法与手段 （1）运用多媒体教学手段授课，加强课堂信息量，使学生在有限的30 学时内尽可能多地学到稀土元素化学的基础知识与研究方法。 （2）以“研究性学习”教育理念来指导和组织本课程的教学，以学生为教学主体，激发学生的学习热情；学习新的一章前，布置该章的思考题促使学生读书自学来答题，学生带着问题来听课，老师讲课有的放矢，以具体稀土化合物的讲解来概括总结该大类化合物的共性与特征，介绍研究方法和研究现状；学完一章后，布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告并将出色的报告在课堂上相互交流讨论，从而也培养学生阅读专业书刊主动获取知识的方法和习惯。 8. 考核及成绩评定 考核方式：考查 成绩评定：考查课：笔试（30％）＋读书报告（20％）＋课堂讨论及作业（20％）＋到课（30％） 9. 课外自学要求 （1）布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告 （2）布置作业，要求学生查阅相关文献后独立思考完成。 二、课程教学基本内容及要求 第一章稀土绪论（4 学时） 基本内容： （1）介绍稀土元素的发现 （2）稀土元素的性质，包括稀土元素的电性质、磁性质、光性质等 （3）稀土元素的价态，稀土元素的电子构型
化工分离工程第7章 习题
第7章习题 7.1 1 ．在环境状态下，将含有 35% （摩尔）丙酮的水溶液分离成 99% （摩尔）的丙酮和 98% （摩尔）的水。①若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以 1 kmol 进料为单位的最小功；②在环境状态下的液相活度系数用 Van Laar 方程联立，其常数A1 2 =2.0 ，A21 =1.7 （丙酮组分为 1 ） , 计算最小功。 解： （1）丙酮和水生成理想溶液，以1h为标准， 设料液量为1kmol，计算两股产品n Q1和n Q2 n Q1＋n Q2＝1 n Q1×99%+n Q2×2%=1×35% 联立解得n Q1＝0.3402kmol/h，n Q2＝0.6598kmol/h 分离最小功的计算： W min＝8.314×298×[0.3402×(0.99×ln0.99＋0.01×ln0.01)＋0.6598×（0.98×ln0.98＋ 0.02×ln0.02）－（0.35×ln0.35＋0.65×ln0.65）] ＝5027.871w （2）应用VanLaar方程计算液相活度系数 进料：ln1 γ ＝ 2 ) 65 .0 7.1 35 .0 0.2 1( 0.2 ? ? + ＝0.7495，同理ln2 γ ＝0.2557 99％丙酮流股：ln1 γ ＝1.4493×10-4， ln2 γ ＝1.6712 98％水流股：ln1 γ ＝1.9073， ln2 γ ＝9.3457×10-4 W min＝8.314×298×{0.3402×[0.99×(ln0.99+1.4493×10- 4)+0.01×(ln0.01+1.6712)]+0.6598×[0.98×(ln0.98+9.3457×10-4)+0.02×(ln0.02+1.9073)]－[0.35×(ln0.35+0.7495)+ 0.65(ln0.65+0.2557)]}=1486.98w 2 ．对如下闪蒸操作计算：①有效能改变（T0 =311K ）；②净功耗。 习题 2 附图 流率 kmol/h 物流 1 物流 2 物流 3 H20.44 0.43 0.014 N20.10 0.095 0.0045 苯 0.03 6 0 0.036 环己烷 41.6 9 0.31 41.38