第二章习题
1. 计算在和下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x 1 = 、x 2 =、x 3 =时的K 值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的 K 值比较。已知三个二元系的wilson 方程参数（单位： J/mol ）：
λ12－λ11=－； λ12－λ22= λ23－λ22=； λ23－λ33=－ λ13－λ11=； λ13－λ33=－
在T = K 时液相摩尔体积（m 3
/kmol ）为：
=×10 -3 ；
=×10 -3 ； =×10 -3
安托尼公式为（p s
：Pa ； T ：K ）： 苯：1n =（）； 甲苯：1n
=（）；
对 -二甲苯：1n = （）；
解：
由Wilson 方程得：
Λ12=l l
V V 12exp[-(λ12-λ11)/RT]
=3
3
1091.1001055.177??×exp[-/×]=
Λ21= Λ13= Λ31= Λ23= Λ32= ln γ1=1-ln (Λ12X 2+Λ13X 3)-[
3
32231131323322112
2131321211X X X X X X X X X X X X +Λ+ΛΛ+Λ++ΛA +Λ+Λ+]
= γ1=
同理,γ2=; γ3= lnP 1S
= P 1S
= lnP 2S
= P 2S
=
lnP 3S = P 3S
=
作为理想气体实际溶液,
K 1=
P P S
11γ=, K 2=, K 3=
若完全为理想系,
K 1=P P S
1= K 2= K 3=
2. 在361K 和下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷%。用
R -K 方程计算 和Ki 值。
解：a 11=
1
1
5
.2
242748.0c c p T R ?= ? dm 6 ? ? mol -2
a 22=
2
2
5
.2
242748.0c c p T R ?= MPa ?dm 6
??mol -2
b 1=
1
1
208664.0c c p T R ?= dm 3mol -1
b 2=
2
2
5
.2
242748.0c c p T R ?= dm 3mol -1
其中T c1=, P c1= T c2=, P c2= 均为查表所得。
a 12=√a 11?a 22=?dm 6
??mol -2
液相：
a ＝a 11x 12+2a 12x 1x 2+a 22x 22 =×+2×××+× = b=
b 1x 1+b 2x 2=×+×=
由R －K 方程： P=RT/(V-b)-a/[(V+b)]
＝0740.03610083145.0-?l m V －
)0740.0(3611711
.245.0+l m l m V V
解得 V m l
=
ln l 1?φ=ln[V/(V-b)]+[b i /(V-b)]-2Σy i a ij /*ln[(V+b)/V]+ab i /{ [ln[(V+b)/V]-[b/(V+b)] }-ln(PV/RT)
ln l 1
?
φ=ln )0740.01349.01349.0(
-+0740.01349.00298
.0-－
5.136********.00740.0)
6651.98696.0222.31304.0(2???+??×ln(1340.00740.01349.0+)+ 5.123610083145.00740.00298.01711.24???×[ln(1349.00740
.01347.0+) －0740.01347.00740.0+]-ln 3610083145.01349
.01368.4??
=
l 1?φ=
同理ln l 2?φ＝， l 2?φ=
汽相：a ＝ ×+2×××+× = b=×+×=
由=0499.03610083145.0-?v m V －
)0499.0(3613484.105.0+v m v m V V 得
v m
V =
ln Φv
1=ln(0499.05861.05861.0-)+0499.05861.00298
.0-－
5.125.136********.00499.00298
.03484.10)5861.00499.05861.0ln(3610083145.00499.06651.939613.0222.360387.0(2???+
-????+?? ×[ln
0499.05861.00499.0)5861.00499.05861.0(
+-
+]－ln(3610083145.05861
.01368.4??) = 故Φv
1＝
同理，ln l 2?φ＝， l 2?φ=
故K 1=y 1/x 1== ( K 1=l 1?φ/Φv 1)
K 2＝y 2/x 2＝1304.0160387
.01--＝
3. 乙酸甲酯（1）-丙酮（2）-甲醇（3）三组分蒸汽混合物的组成为y 1＝，y 2＝，y 3=(摩尔分率)。汽相假定为理想气体，液相活度系数用Wilson 方程表示，试求50℃时该蒸汽混合物之露点压力。
解：由有关文献查得和回归的所需数据为： 【P24例2-5，2-6】 50℃时各纯组分的饱和蒸气压，kPa
P 1S
= P 2S
= P 3S
= 50℃时各组分的气体摩尔体积，cm3/mol
V 1l
= V 2l
= V 3l
= 由50℃时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的Wilson 常数： Λ11＝ Λ21＝ Λ31＝ Λ12＝ Λ22＝ Λ32＝ Λ13＝ Λ23＝ Λ33＝ （1） 假定x 值， 取x 1＝，x 2＝，x 3＝。按理想溶液确定初值 p ＝×+×+×=
（2） 由x 和Λij 求γi 从多组分Wilson 方程
lnγi =1-ln∑
∑=Λ
c
j ij
j
x 1
)
(-
∑
∑==Λ
Λc
k c
j kj
j kj
k x x 1
1
得lnγ1=1-ln(x 1+Λ12x 2+Λ13x 3)-[
3
1321211
x x x x Λ+Λ++
3
2322212
21x x x x Λ++ΛΛ+
3
2321313
31x x x x +Λ+ΛΛ =
故γ1=
同理，γ2= γ3= (3) 求K i
K i =
??????-RT p p V p p s i L i s
i i )(exp γ K 1=916.71049
.782013.1?exp 16.323314.810)049.7896.71(77.833??--=
同理K 2＝ K 3= (4) 求∑x i
∑x i =3035.133.0+1713.134.0+0963.133
.0=
整理得 x 1＝ x 2= x 3= 在p ＝内层经7次迭代得到：x 1＝, x 2=, x 3= (5) 调整p
p ＝
?
??
???-∑RT p p V x p s i L i i s
i
i )(exp γ =p
∑i
i
x
K
=×+×+× =
在新的p 下重复上述计算，迭代至p 达到所需精度。 最终结果：露点压力 平衡液相组成：
x 1＝ x 2＝ x 3＝
4. 一液体混合物的组分为：苯；甲苯；对-二甲苯（摩尔分数）。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想物系。 解：(1) 平衡常数法
因为汽相、液相均为完全理想物系，故符合乌拉尔定律py i =p i sx i
而K i =
i
i x y =p p s i
设T 为80℃时 ,由安托尼公式（见习题1）求出格组分的饱和蒸汽压。
s p 1＝， s
p 2
=, s p 3=
故
3
21y y y ++=K 1x 1+K 2x 2+K 3x 3
=3
322
11x p p x p p x p
p s s
s ++ =25.010063.1525.010082.385.010029.101?+?+?
=<1 故所设温度偏低，重设T 为95℃时
s p 1＝, s
p 2
=, s p 3=
3
21y y y ++=>1
故所设温度偏高，重设T 为91.19℃，
s p 1＝, s
p 2
=, s p 3=
3
21y y y ++＝≈1
故用平衡常数法计算该物系在100kPa 时的平衡温度为91.19℃
汽相组成：1y ＝11x K ＝11x p p s
＝5
.010002.160?＝
2y ＝22x K ＝22
x p p s
＝25
.010034.56?＝ 3y ＝3
3x K ＝33
x p p s
＝25
.0100625.23?＝
(2)相对挥发度法
由于是理想混合物，所以
)/()(
1
11i
i i x x y y =α， 得
)
/(111
i i i x x y y α=
对于理想混合物，得i 1α＝S
S P p 21
设T 为80℃时，
s p 1＝, S
p 2
=, s p 3=
故12α＝, 13
α＝, 2y ＝1y /, 3y
=1y /
因为
3
21y y y ++＝1，故1y ＝
又因为1py ＝100×＝，而11x p s ＝×＝<1py
故所设温度偏低；
重设T ＝92℃时s p 1＝, S
p 2=, s p 3=
得故12α＝, 13α＝, 2y ＝1y /, 3y =1y /
因为
321y y y ++＝1，故1y ＝，2y ＝,
3
y =
且1py ＝100×＝，而11x p s
＝×＝，基本相等
因此，由相对挥发度计算该物系平衡温度为92℃， 此时1y ＝，2y ＝,
3
y =
5. 一烃类混合物含有甲烷5%、乙烷10 %、丙烷30 %及异丁烷55 %（mol ），试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。 解：
设甲烷为1组分，乙烷为2组分，丙烷为3组分
因为各组分都是烷烃，汽液相均可视为理想溶液，故符合乌拉尔定律。
25℃时，s p 1=, s
p 2=, s p 3=
(1)泡点压力
∑∑==i
i
s i i x p py p
＝×5％＋×10％＋×30％＋×55％ ＝
(2) 露点压力时由乌拉尔定律得
i
s i i x p py =，
i s
i i y p p
x =
代入
4
321x x x x +++＝1，并化简得
s s s s p y p y p y p y p 4
33322
111
+++=
＝
故露点压力为。
6. 含有80%（mol ）醋酸乙酯（A ）和20%(mol)乙醇（E ）的二元物系。液相活度系数用Van Laar 方程计算，A AE =，A EA =。试计算在压力下的泡点温度和露点温度。
解：由Vanlaar 方程得：
2
2)2.017.08.0144.01(144
.0)1(ln ??+
=
+=
EA EA AE AE AE A A x A x A r ，得A r ＝ 2
2)8.0144.02.0170.01(170.0)1(ln ??+
=
+=
AE
AE EA EA EA E A x A x A r , 得B r = 因为低压气体可视为理想气体，故
i s i i i x p r py =，得
p x p r y i
s i i i =
（1） 泡点温度时，设T ＝，由安托尼方程得
S A p ＝, s E p ＝
故∑=+=p x p r y y y A s A A E
A i +p x p r E s
E E =3.1012
.0651.881067.13.1018.0377.940075.1??+??
=<1, 可知所设温度偏低，重设T ＝：
此时S A p ＝, s
E p ＝
∑=+=p x p r y y y A s A A E
A i +p x p r E s
E E =3.1012
.0819.941067.13.1018.0685.990075.1??+??＝≈1
故泡点温度为
（2） 求露点温度，此体系可视为理想气体，由i
s i i i x p r py =，得
i s i i
i r p py x =
设T ＝
由安托尼方程得S A p ＝, s
E p ＝，
故∑+=B A i x x x ＝1067
.1743.942
.03.1010075.1620.998.03.101??+??＝>1，故所设温度偏低
重设T ＝时
∑+=B
A i
x x x
＝≈1
故露点温度为
8. 组成为60 % 苯，25 %甲苯和15 % 对-二甲苯(均为mol 百分数)的液体混合物100kmol ，在和100℃下闪蒸。试计算液体和气体产物的数量和组成。假设该物系为理想溶液。用安托尼方程计算蒸汽压。
解：设苯为组分1，甲苯为组分2， 对二甲苯为组分3。 100℃时， 【P33例2-7】
s p 1＝， s
p 2
=, s p 3=
对于低压气体，气相可视为理想气体，液相可视为理想溶液，
故i K ＝p p s i ，得1K ＝p p s 1＝， 2K ＝p p s
2
＝， 3K
＝p p s 3＝
（1） 核实闪蒸温度
假设100℃为进料的泡点温度，则
∑)(i
i z K ＝×+×+×＝>1
假设100℃为进料的露点温度，则
∑)
/(i i
K z
=>1
说明实际的进料泡点温度和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 （2） 求ψ，令ψ＝
)(ψf ＝)1964.1(16.0)1964.0(-?+?-ψ＋)1316.0(115
.0)1316.0()1732.0(125.0)1732.0(-?+?-+
-?+?-ψψ )1.0(f ＝)1964.1(1.016.0)1964.0(-?+?-＋)1316.0(1.0115
.0)1316.0()1732.0(1.0125.0)1732.0(-?+?-+
-?+?-
＝
)1.0(f >0，应增大ψ值。
计算R-K 方程导数公式为：
)('ψf ＝－{
21121)]1(1[)1(-+-K z K ψ＋222
22)]1(1[)1(-+-K z K ψ＋2
3323)]1(1[)1(-+-K z K ψ} ＝－{2)964.01(558.0ψ++2)2684.01(018.0ψ-+2
)6844.01(07
.0ψ-}
而1
+i ψ＝
ψ
ψψψd df f i i i )()
(-
以
ψ＝为初值进行迭代，得下表
迭代次数 ψ
)(ψf
)(ψdf /ψd
1
2 3
—
可知
)
(3ψf 数值已达到P －T －K 图的精确度
(3)计算
i
x ，
i
y
)1(1111-+=
K z x ψ=)1964.0(84.016
.0-?+= )1(11111-+=
K z K y ψ=)1964.0(84.016.0964.1-?+?=
同理，2x ＝， 2y ＝
3
x ＝，
3
y ＝
（4）计算V ，L
V ＝F ψ＝×100＝84kmol
L ＝V F -＝100-84＝16kmol
（5）核实
∑i
y
，
∑i
x
∑=3
1
i i
x
＝，
∑=3
1
i i
y
＝，结果以满意
9. 在 kPa 下，对组成为45 %（摩尔百分数，下同）正已烷，25 %正庚烷及30 %正辛烷的混合物计算。 （1）泡点和露点温度
（2）将此混合物在下进行闪蒸，使进料的50 % 汽化。求闪蒸温度，两相的组成。
解：因为各组分都是烷烃，所得的汽、液相均可看成理想溶液，i
K 只取决于温度和压力，若计算精
度不要求非常高可使用烃类的P －T －K 图，见图2-1 假设T ＝82℃，由P ＝得下表： 组分 i
x
i
K
i
i i x K y =
正己烷 45％ 正庚烷
25％
正辛烷 30％
∑i
i
x
K ＝<1，说明所设温度偏低，重设T ＝85.8℃，得
组分 i
x
i
K
i
i i x K y =
正己烷 45％ 正庚烷 25％ 正辛烷
30％
∑i
i
x
K ＝≈1，故泡点温度为85.8℃。
同理，可迭代求出露点温度设T ＝95℃，此时 组分 i
y
i
K
i
x ＝i y /
i
K
正己烷 45％ 正庚烷 25％ 正辛烷
30％
∑
i
y /
i
K =>1，所设温度偏低，重设T ＝102.4℃，得
组分 i
y
i
K
i
x ＝i y /
i
K
正己烷 45％ 正庚烷 25％ 正辛烷
30％
∑
i
y /
i
K =≈1，满足精度要求，故露点温度为102.4℃。
（1） 进料50％气化，则由公式B
D B T T T T --=
ψ得T ＝94.1℃为闪蒸温度，查表2-1得：
组分 i
x
i
y
正己烷 ％ ％ 正庚烷 ％ ％ 正辛烷 ％
％
结果
（1）泡点：，露点：； （2）闪蒸温度；
气相组成：正已烷—，正庚烷—，正辛烷—；
液相组成：正已烷—，正庚烷—，正辛烷—。（均为摩尔分数）
10. 以甲基异丁基酮为溶剂（C ），从含醋酸（B ）8%（质量）的水（A ）溶液中萃取醋酸。萃取温度 25℃，进料量13500kg/h 。若萃余液仅含1%（质量）的醋酸，假设水和溶剂是不互溶的，KD =（质量分数之比）。计算单级操作时溶剂的需要量
解：假设水和溶剂是互不相容得，从Perry 手册中查得D K ＝（质量分数）。
由于此体系中醋酸得含量相当低，可认为'D K ＝D K
A F ＝×13500＝12420kg/h
)
(F B
X ＝（）/12420＝
因萃余液含1％的B ，故
)(R B
X ＝=
从式（2－106）解B E B E ＝)
()
(R B
F B X X －1＝（）－1=
从式（2－105）S ＝'D A
B K F E ＝×（12420/）＝163000kg /h
11.萃取原料为乙二醇水溶液，其中乙二醇质量含量为45%。用相同质量的糠醛作为溶剂。操作条件：25℃、101kPa 。在该条件下乙二醇（B ）-糠醛（C ）-水（A ）的三元相图如附图所示，图中组成为质量百分数。计算萃取相和萃余相的平衡组成。
解：计算基准：进料100g 质量分数为45％的乙二醇水溶液，从图2-13可知，进料（F ）含A55g 、B45g 。溶剂（S ）是纯C100g 。令I
L ＝E （萃取液），
L ＝R （萃余液）。
计算步骤如下：
（1） 在相图上标注进料组成点F 和溶剂点S 。
（2） 确定混合点M ，使M ＝F ＋S ＝E ＋R 。
（3） 在相图上应用杠杆规则。设X
i w 为组分i 在萃余液中的质量分数，
)
(M i w 为组分i 在进料和溶剂混合相中总的
质量分数。
对溶剂C 作物料衡算：
)
()()()(S C
F C M C Sw Fw w S F +=+，得
)()()()
(F C
M C
M C S C w
w w w
S F --=
S 、M 和F 三点应在一条直线上，由杠杆规则==MF SM S F //1确定了M 点的位置，相应组成A ：％、B ：％、C ：
50％。
（4） 由于M 点处于两相区，该混合物必然沿结线分为互成平衡的两液相。E 点为萃取相，其组成为B ：％、A ：％、C ：％；R 为萃余相，其组成为B ：8％、A ：84％、C ：8％。
（5） 对E 、M 和R 三点应用杠杆规则，
)/(ER RM M E =。
因M ＝100+100＝200g ，通过测量线段长度得到E ＝200×（49/67）＝146g ，于是R ＝M －E ＝54g 。
（6） 脱溶剂萃取相组成由延长过S 点和E 点的直线交AB 边与H 点，其组成为B ：83％、A ：17％。
12. 计算正庚烷（1）-苯（2）-二甲基亚砜（3）的液液平衡组成。已知总组成（摩尔分数） z1=，z2=，z3 =；系统温度0℃，活度系数方程可选择NRTL 模型。a12=， a13=，a23= NRTL 参数，J/mol
解：
使用附录中LLEC程序计算N个组分（N≤10）的部分互溶物系的液液平衡组成。计算方法为New-Raphson法。调用LILIK 子程序计算分配系数，活度系数方程可选择NRTL或UNIQUAC模型。计算结果：
平衡温度0℃，E/R=
组分进料摩尔分数R相摩尔分数E相摩尔分数KD
1
2
3
13. 含甲苯30%、乙苯40%、水30%（均为摩尔%）的液体在总压为下进行连续闪蒸。假设甲苯和乙苯的混合物服从拉乌尔定律，烃与水完全不互溶。计算泡点温度和相应的汽相组成。
解：
设甲苯为1组分，乙苯为2组分。
因为烃相符合乌拉尔定律，故有：
∑-I
+
=
H
C
i s
i
s
O H
x p
p
p
2
设泡点温度为70℃，由安托尼方程得
s
p
1＝，
s
p
2＝
查表得
s
O
H
p
2＝
此时p＝+×(3/7)+×(4/7)=<,
故所设温度略低，重设泡点温度为℃
依上方法求得p ＝≈，故泡点温度为℃，此时
1y ＝％，2y ＝％，O H y 2＝％
计算结果： 泡点；汽相组成：甲苯%、乙苯%、水%（均为摩尔百分数）
14.水（W ）和正丁醇（B ）在101kPa 下形成汽 -液-液三相系统。若混合物总组成为含W 70%（摩尔），估计：
（1）混合物的露点温度和相应的液相组成。 （2）混合物的泡点温度和相应的汽相组成。 （3）汽化50 % 时三相的相对量及组成
解：
（1） 设水为组分1，正丁醇为组分2，由题意得：
p 1＝101×＝，
p 2＝101×＝，
此体系的露点温度应为此两组分发生第一次相变时的温度，分别为℃和℃，因此体系的露点温度为℃。此时只有一液相为水。
（2） 用试差法求泡点温度：
由式（2－109）得：p ＝p 1＋p 2＝101kPa
T/℃ P1, kPa
P2, kPa
P, kPa
85 88
89
故泡点温度为℃，此时：
p 1＝，p 2＝，故y 1＝％，y 2＝％
（3） 进料50％气化，则由公式
B
D B T T T T --=
ψ得T ＝℃为闪蒸温度，
使用三相等温闪蒸程序进行进算，其组分的液相活度系数用UNIQUAU 方法计算，其中A 12＝，A 21＝，计算结果约为：
原料 汽相 液相1 液相2 总量，mol 100 50 水，mol ％ 70 正丁醇，mol ％
30
采用NRTL 模型方程，计算结果如下：
（1）露点温度：℃；液相组成：只有一液相，摩尔组成为：W:；B ：
（2）泡点温度：℃；汽相摩尔组成：W:；B ：
（3）汽化50 % 时三相的相对量及组成
15. 某1、2两组分构成二元系，活度系数方程为Ln γ1 = A ; Ln γ2 = A
端值常数与温度的关系A =–
×T ( T 的单位为K)
蒸汽压方程 Ln =–4050/T Ln =–4050/T
（蒸汽压方程中符号单位pS:kPa;T:K ）
假设气相是理想气体，系统压力为 ,已知该系统形成共沸物，问共沸温度是多少度
解：
设T ＝ (即71℃)
A ＝
s
p 1=;
s p 2
=
325.0)
16.7545.98ln()ln()21(211=
=-A p p x s
s
得到：x1=; x2=
21)9145.0(325.0ln =r , 313.11=r
22)0846.0(325.0ln =r , 002.12=r
p=′′+′′
= < p 规定
设T= (即℃)
kPa p 75.99≈
与给定总压基本相等，故共沸温度是℃，共沸组成x 1= 摩尔分数
第三章习题
1.题
解：
①无解；②有唯一解；③多解。
2. 设计满足下列要求的再沸气提塔（见附图），求：①设计变量数是多少②如果有，请指出哪些附加变量需要规定
习题 2 附图
解：c=6
N
进料变量数8
x
压力等级数9
合计17
N
串级单元数 1
a
传热单元数 1
合计 2
规定：
①再沸器及各级的操作压力
②级数
③塔釡液流率
3. 利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定：① 固定设计变量数和可调设计变量数；② 指定一组合理的设计变量。
习题 3 附图习题 4 附图解：
N
x
进料变量数C+2
压力等级数N+M+4
合计N+M+C+6
N
a
串级单元数4
侧线采出数 1
分配器数 1
传热单元数4
合计10
对设计变量的规定
N x
进料变量数C+2N
a
回流为泡点温度1每级压力（含再沸器）N+M总理论级数2全凝器压力1进料位置1冷却器压力1侧线采出口位置 1
回流分配器1侧线采出率1
侧线压力1回流比 1
馏出液流率 1
精馏塔釜液流率1
再沸提馏塔釜液流率1
合计N+M+C+6合计10
5. 苯 (B)- 甲苯 (T)- 二甲苯 (X)- 异丙苯（ C ）混合物送入精馏塔分离，进料组成为：z B= ，z T= ，z x= ，z C= （摩尔分数）。相对挥发度数据：αB= ，αT= ，αx = ，αC = 。分离要求：馏出液中异丙苯不大于 % ；釜液中甲苯不大于 % （摩尔）。计算最少理论板数和全回流下的物料分配。【P73例3-3】
解：
以100摩尔进料为计算基准。根据题意定甲苯为轻关键组分，异丙苯为重关键组分。从相对挥发度的大小可以看出，二甲苯为中间组分。在作物料衡算时，要根据它的相对挥发度与轻、重关键组分相对挥发度的比例，初定在馏出液和釜液中的分配比，并通过计算再行修正。物料衡算表如下：
*为二甲苯的初定值。
解得D=，W=
则d
T =，w
T
=
d
C
=，w
C
=
代入芬斯克方程
传质分离过程 1.分离过程可以定义为借助于物理、化学、电学推动力实现从混合物中选择性的分离某 些成分的过程。 2.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离的对象是两相以上的混合物。 传质分离过程用于各种均相混合物的分离。特点是有能量传递现象发生。 3.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程。 4.相平衡的准则为各相的温度、压力相同，各组分的逸度也相等。 5.相平衡的表示方法有相图、相平衡常数、分离因子。 6.维里方程用来计算气相逸度系数。 7.闪蒸是连续单级蒸馏过程。 8.指定浓度的组分成为关键组分，其中易挥发的成为轻关键组分，难挥发的成为重关键 组分。 9.若溜出液中除了重关键组分外没有其他重组分，而釜液重除了轻关键组分外没有其他 轻组分，这种情况称为清晰分割。 10.多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可以归纳为：在多组分精馏中，关键组 分的浓度分布有极大值；非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在溜出液中；重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成接近恒浓的区域；全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓度。塔内各组分的浓度分布曲线在进料板处是不连续的。 11.最小回流比是在无穷多塔板数的条件下达到关键组分预期分离所需要的回流比。 12.特殊精馏分为萃取精馏（加入的组分称为溶剂）、共沸精馏、加盐精馏。 13.气体吸收是气体混合物一种或多种溶质组分从气相转移到液相的过程。解吸为吸收的 逆过程，即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程。 14.吸收过程按溶质数可以分为单组分吸收和多组分吸收；按溶质与液体之间的作用性质 可以分为物理吸收和化学吸收；按吸收温度状况可以分为等温吸收和非等温吸收。 15.吸收的推动力是气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸气压力之差。 16.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小。易溶组 分即重组分主要在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。 17.吸收塔的操作压力、操作温度和液气比是影响吸收过程的主要参数。操作压力越大吸 收率越大，操作温度越低吸收率越大。液气比越大吸收率越大。 18.超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体或液体中提取出待分离的高 沸点或热敏性物质的新型萃取技术。超临界流体是状态处于高于临界温度、压力条件下的流体，它具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强的溶解能力等特性。与传统的溶液萃取的优势：超临界流体具有极强的溶解能力，能实现从固体中提取有效成分； 可通过温度、压力的调节改变超临界流体的溶解能力的大小，因而超临界流体萃取具有较好的选择性；超临界流体传质系数大，可大大缩短分离时间；萃取剂的分离回收容易。 19.二氧化碳是最理想的超临界流体。 20.超临界流体的典型萃取流程：等温法、等压法、吸附法。 21.反胶团萃取有效的解决了溶剂萃取过程中蛋白质不溶于有机溶剂和易变性、失活的问 题。 22.吸附是指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递并附着在固体 内、外表面形成单分子层或多分子层的过程。
热致相分离
热致相分离法 热致相分离法的英文缩写TIPS，是Thermally Induced Phase Separation 的简称.它的工艺过程及原理是在聚合物的熔点以上，将聚合物溶于高沸点，低挥发性的溶剂（又称稀释剂）中，形成均相溶液。然后降温冷却。在冷却过程中，体系会发生相分离。这个过程分两类，一类是固－液相分离（简称S-L相分离），一类是液－液相分离（L-L相分离）。控制适当的工艺条件，在分相之后，体系形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构。这时再选择适当的挥发性试剂（即萃取剂）把溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的聚合物微孔膜。与NIPS法相比，TIPS有许多优点：它通过较为迅速的热交换促使高分子溶液分相，而不是缓慢的溶剂一非溶剂交换；TIPS 法避免了NIPS法（非溶剂致相分离法）由于存在溶剂一非溶剂交换，导致成膜液中部分溶剂参与了聚合物的凝胶化，所以孔隙率低的缺点；TIPS法可用于难以采用NIPS法制备的结晶性聚合物微孔滤膜的制备，而且TIPS法的影响因素要比NIPS法少，更容易控制；由TIPS法可获得多种微观结构，如开孔，闭孔，各同向性，各异向性，非对称等。 热致相分离制膜步骤 TIPS法制备微孔膜的步骤主要有溶液的制备（可连续也可间歇制备）、膜浇注和后处理3步。具体操作为：（1）聚合物与高沸点、低分子量的液态或固态稀释剂混合，在高温时形成均相溶液；（2）将混合物溶液制成所需要的形状（平板、中空纤维或管状）；（3）冷却溶液使其发生相分离；（4）除去稀释剂（常用溶剂萃取）；（5）除去萃取剂（蒸发）得到微孔结构。
热致相分离法成膜的影响因素 1、结晶与液液分相的竞争 热致相分离法制作无定形聚合物膜时,只需考虑高分子溶液的凝胶化的影响,因为只有高分子溶液的凝胶化才足以终止液液分相的演化过程. 但是对于目前通常选用的结晶性聚合物来说,就必须考虑以下3 种可能的相变过程:聚合物结晶引起的固液分相、溶剂结晶接着聚合物结晶和液液分相接着聚合物结晶. 发生何种类型的相变完全由组分的浓度和分相温度决定. 2、溶液浓度的影响 降低高分子溶液的浓度会促进液液分相、抑制聚合物的结晶,往往容易得到连通性较好的微孔结构. 对于这一现象,有以下几点原因: (1) 由相图的杠杆定则可知,TIPS 分相过程会产生更多的富溶剂相,富聚合物相的结晶固化对液液分相的抑制作用减小; (2) 富溶剂相的成核几率增加(因Δμs 增加) ,分相速率也增加;相反,富聚合物相的成核过程受到抑制; (3) 高分子溶液粘度的降低亦会促进富溶剂相的核间聚结,所以更可能出现连通性高的孔结构. 3、稀释剂的影响 稀释剂的流动性和结晶也会抑制(甚至终止) 液液分相的动力学过程。就这一点来说,其机理完全类似于聚合物结晶的影响. 稀释剂的另一方面的重要影响是,它们与聚合物的相互作用(参数χ和r) 的差异会导致完全不同性质的相图结构,并引起相变机理和成膜的最终孔结构的巨大差异。参数χ和r 值的影响可以根据高分子溶液的相容性判据来评价。 4、聚合物分子量的影响
第一章绪论 1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、 吸附。 2.比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 答：当被分离组分间相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分 离时，就要考虑采用萃取精馏（MSA），但萃取精馏需要加入大量萃取剂， 萃取剂的分离比较困难，需要消耗较多能量，因此，分离混合物优先选择能 量媒介(ESA)方法。 3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？ 答：气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些， 渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩 散性能的差别而实现分离。 5.海水的渗透压由下式近似计算： π=RTC/M， 式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 9. 假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc； （3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na； （5）对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图
第一章 绪论 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。 答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 2. 比较使用ESA 与MSA 分离方法的优缺点。 答：当被分离组分间相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时，就要考虑采用萃取精馏（MSA ），但萃取精馏需要加入大量萃取剂，萃取剂的分离比较困难，需要消耗较多能量，因此，分离混合物优先选择能量媒介(ESA)方法。 3. 气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？ 答：气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些，渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。 4. 海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 5. 假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1） 总变更量数Nv; （2） 有关变更量的独立方程数Nc ； （3） 设计变量数Ni; （4） 固定和可调设计变量数Nx , Na ； （5） 对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个 热量衡算式1个 ；相平衡组成关 系式C 个；1个平衡温度等式；1个平衡压力等式 共2C+3个；故设计变量 F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图
分离工程 一、单项选择题(共27空，每空2分，共54分) 1. 按所依据的物理化学原理，传质分离过程可以分为________________分离过程和________________ 分离过程，常见的平衡分离过程有__________________、__________________、_________________。 2. 表征表征能量被利用的程度有两类效率：________________和_________________。要降低分离过程的能耗，提高其___________________效率，就应该采取措施减小过程的有效能损失。有效能损失是由_________________引起的。 3. 泡露点计算是分离过程设计中最基本的汽液平衡计算，按规定哪些变量和计算哪些变量可分为如下四种类型：________________________、________________________、________________________和________________________。 4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有______________、______________、_______________和________________。 5. 多组分多级分离过程严格计算中围绕非平衡级所建立的MERQ 方程分别是指________________________、________________________、________________________和________________________。 6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、________________________________________、 ________________________________________。 7. 理想气体和理想溶液混合物传热速率________________最小分离功，非理想溶液混和物传热速率________________最小分离功，最小分离功的大小标志着_______________。 二、不定项选择题（共15小题，每题2分，共计30分） 1. 当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 . 2. 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 3. 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 4. 在多组分混合物的吸收过程中，不同组分和不同塔段的吸收程度是不同的。（）一般主要在靠近塔顶的几级被吸收，在其余级变化很小。 A.轻关键组分 B.重关键组分 C.轻非关键组分 D.重非关键组分 5. 多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。（） A.1 B.2 C.3 D.4 6. 下列各单元中，( )单元的可调设计变量数为 0，( )单元的可调设计变量数为 1。（） A.混合器 B.分相器 C.分配器 D.再沸器 7. 对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（） A.一定是做为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到 C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品 D.视具体情况而变 8. 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（） A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.不一定 9. 下列哪一个是机械分离过程（） A.蒸馏 B.吸收 C.膜分离 D.离心分离 10. 气液两相处于平衡时（）
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 非均相分离过程及危险性 分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-1890-54 非均相分离过程及危险性分析(正 式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工，得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。均相(混合)物系是指不同组分的物质混合形成一个相的物系，如不同组分的气体组成的混合气体、能相互溶解的液体组成的各种溶液、气体溶解于液体得到的溶液等；非均相(混合)物系是指存在两个(或两个以上)相的混合物，如雾(气相—液相)、烟尘(气相—固相)、悬浮液(液相—固相)、乳浊液(两种不同的液相)等。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的那个液相；另一相必然处于连
第一章绪论1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？ 答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。 （2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。 （3）场流分类法 2.分离富集的目的？ 答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。这时必须根据试样的具体情况，采用适当的分离方法，把干扰组分分离除去，然后才能进行定量测定。②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的分离，而后分别加以鉴定或测定。③而对于试样中的某些痕量组分，进行分离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。因此物质的化学分离和测定具有同样重要意义。 3.什么是直接分离和间接分离？ 答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。 4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？ 答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度 提高的过程。纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。 根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分：
（方法 被分离组分的摩尔分数）富集 <0.1；浓缩 0.1－0.9；纯化 >0.9。 5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？ 答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。 待测组分A 的回收率，用RA 表示，QA °---为富集前待测物的量；QA---富集后待测物的量。%100?=οA A A Q Q R （2）分离因子：两组分的分离程度。用SA ， B 表示。B A B A B A B ,//R R Q Q Q Q S A =??= A —待测组分； B —干扰组分。如果待测组分A 符合定量要求，即可认为QA ≈ Q oA ，SA,B ≈ Q oB/QB = 1/RB ，常量组分测定：SA,B ≈103；分离因子越大，分离效果越好。 （3）富集倍数：目标组分和基体组分的回收率之比，用F 表示，οο M M T T M T Q Q Q Q R R F //== RT 为组分的回收率；RM 为基体的回收率； QT °为富集前待测物的量； QT 为富集后待测物的量；QM °为富集前基体的量；QM 为富集后基体的量。 第二章 分离过程中的热力学 2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时，某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。试分析吸附物质的吸附平衡常数K 与该气体物质在气相的分压p 需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。 答：溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示：p K p K q q A A +=1max ，式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量；KA 为溶质的吸附平衡常数。在低压时，p K q q p K A A max 1=，《。
,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 2007《传质与分离工程英文》试卷A （含答案） 1. 考前请将密封线内填写清楚； 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； ．考试形式：开（闭）卷； S in the air is absorbed by NaOH solution is ( A ). 2 B. liquid film “controls”; C. two film “controls”. AB=1. When C ). >x A; B. y A
热致相分离法 热致相分离法的英文缩写TIPS，是Thermally Induced Phase Separation 的简称.它的工艺过程及原理是在聚合物的熔点以上，将聚合物溶于高沸点，低挥发性的溶剂（又称稀释剂）中，形成均相溶液。然后降温冷却。在冷却过程中，体系会发生相分离。这个过程分两类，一类是固－液相分离（简称S-L相分离），一类是液－液相分离（L-L相分离）。控制适当的工艺条件，在分相之后，体系形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构。这时再选择适当的挥发性试剂（即萃取剂）把溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的聚合物微孔膜。与NIPS法相比，TIPS有许多优点：它通过较为迅速的热交换促使高分子溶液分相，而不是缓慢的溶剂一非溶剂交换；TIPS法避免了NIPS法（非溶剂致相分离法）由于存在溶剂一非溶剂交换，导致成膜液中部分溶剂参与了聚合物的凝胶化，所以孔隙率低的缺点；TIPS 法可用于难以采用NIPS法制备的结晶性聚合物微孔滤膜的制备，而且TIPS 法的影响因素要比NIPS法少，更容易控制；由TIPS法可获得多种微观结构，如开孔，闭孔，各同向性，各异向性，非对称等。 热致相分离制膜步骤 TIPS法制备微孔膜的步骤主要有溶液的制备（可连续也可间歇制备）、膜浇注和后处理3步。具体操作为：（1）聚合物与高沸点、低分子量的液态或固态稀释剂混合，在高温时形成均相溶液；（2）将混合物溶液制成所需要的形状（平板、中空纤维或管状）；（3）冷却溶液使其发生相分离；（4）除去稀释剂（常用溶剂萃取）；（5）除去萃取剂（蒸发）得到微孔结构。 热致相分离法成膜的影响因素 1、结晶与液液分相的竞争 热致相分离法制作无定形聚合物膜时,只需考虑高分子溶液的凝胶化的影响,因为只有高分子溶液的凝胶化才足以终止液液分相的演化过程. 但是对于目前通常选用的结晶性聚合物来说,就必须考虑以下3 种可能的相变过程:聚合物结晶引起的固液分相、溶剂结晶接着聚合物结晶和液液分相接着聚合物结晶. 发生何种类型的相变完全由组分的浓度和分相温度决定.
化工分离过程过程性考核试卷（二） 一．填空题（每空1分，本大题共18分） 1.按照蒸馏方式划分,蒸馏可以分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和 特殊精馏。 2.相对挥发度等于1，说明物系不能用普通的蒸馏方法加以分离。 3.蒸馏中常用的相图为常压下的t-x-y相图和x-y相图。 4.连续精馏塔中，加料板以上的塔段称为精馏段，加料板以下的塔段称为提馏段。 5.精馏塔常见的进料热状况包括过冷液体、饱和液体、气液混合物、饱和蒸气 和过热蒸气。 6.间歇精馏的两种基本操作方式为恒回流比和恒回馏液组成。 7.精馏段的操作线方程为y=+，则回流比为3 ，塔顶馏出液组成为。 二、单项选择题：（每空1分，本大题共8分） 在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在题后的括号内。 8.操作中的精馏塔，若增加回流比，而其他操作条件不变，则下列结论正确的是（A ） 增加，x W降低增加，x W增加 降低，x W降低降低，x W增加 9.操作中的精馏塔，若保持F、x F、q、D不变，增加R，则提馏段下降液体量L （A ） A.增加 B.减少 C.不变 D.不确定 10.操作中的精馏塔，若将进料由饱和液体改为过冷液体，而其他操作条件不变，则下列结论正确的是（A ） 增加，x W降低增加，x W增加
降低，x W 降低 降低，x W 增加 11.在蒸馏所用的温度-组成相图中，位于泡点线和露点线之间的点所代表的状态为（ C ）。 A .饱和液体 B .饱和蒸气 C .气液两相混合物 D .过冷液体 12.精馏塔灵敏板的位置（ C ）。 A .一般靠近塔顶 B .一般靠近塔底 C . 一般靠近进料板 D .无确定的规律 13.饱和蒸气进料，进料热状况参数（ D ） ﹤0 ﹤q ﹤1 C . q =1 D . q =0 14.操作中的精馏塔，若x F 减小，则（ C ） 增加，x W 降低 增加，x W 增加 降低，x W 降低 降低，x W 增加 三、判断题：判断下列各题是否正确，正确的在题后括号内划√，错误的划×。（每小 题1分，本大题共8分） 15.精馏塔设计中，最小回流比对应的理论塔板数最少。（ × ） 16.简单蒸馏和平衡蒸馏均为单级蒸馏操作。（ √ ） 17.精馏塔设计中，全回流时所对应的理论塔板数最少。（ √ ） 18.若板式塔内各塔板单板效率相同，则总板效率在数值上就等于单板效率。（ × ） 19.对于高纯度分离时，一般可用测量塔顶温度来控制塔顶组成。（ × ） 20.一般说来，同一层塔板的气相单板效率和液相单板效率在数值上并不相等。（ √ ） 21.相对挥发度越大，说明混合液越易用蒸馏方法加以分离。（ √ ） 22.理论板当量高度是指相当于一层理论板分离作用的填料层高度。（ √ ） 四、名词解释题：（每小题3分，本大题共15分） 23.共沸精馏 若在两组分共沸液中加入第三组分（称为夹带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的共沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离，这种精馏操作称为共沸精馏。 24．萃取精馏 萃取精馏是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得以分离，萃取剂的沸点叫原料液中各组分的]沸点高很多，且不与组分形成恒沸液。 25. 恒摩尔流假定
传质分离过程ASPEN模拟全过程 姓名：王超班级：化工1301 学号：201309010114 【题目2-8】组成为60％苯，25％甲苯和15％对二甲苯（均为摩尔分数）的液体混合物100kmol，在101.3kPa和100℃下闪蒸。试计算液体和气体产物的数量和组成。假设该物系为理想溶液。用安托尼方程计算蒸汽压。 启动Aspen Plus选择模块General with Metric Units,文件保存为Example2.8。 建立如图所示的流程图，其中FLASH选用模块库中的Separators丨Flash丨V-DRUM1模块。
点击N→，出现FlowsheetComp;ete对话框，点击确定，进入Setup 丨Specifications丨Global页面，在名称（Title）框中输入2-8。
在左窗口选择Units-Sets,点击New，出现Create new ID对话框，选择默认的US-1，点击OK。 然后进行如图的单位设置。
在左窗口选择Report Options,进入Steam页面，勾选Fraction basis 栏目下的Mole。 点击N→，进入Components丨Specifications丨Selection页面，输入组分甲苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、对二甲苯（C8H10-3）。
点击N→，进入Properties丨Specifications丨Global页面，选择物性方法PENG-ROB。然后点击N→，在点击OK，如图所示 进入Streams丨FEED丨Input丨Specifications页面，输入进料（FEED）温度25℃，压力101.3kPa，流量100kmol，以及苯、甲苯、对二甲苯的摩尔分数分别为0.6、0.25、0.15。
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.非均相分离过程及危险性 分析正式版
非均相分离过程及危险性分析正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工，得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。均相(混合)物系是指不同组分的物质混合形成一个相的物系，如不同组分的气体组成的混合气体、能相互溶解的液体组成的各种溶液、气体溶解于液体得到的溶液等；非均相(混合)物系是指存在两个(或两个以上)相的混合物，如雾(气相—液相)、烟尘(气相—固相)、悬浮液(液相—固相)、乳
浊液(两种不同的液相)等。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的那个液相；另一相必然处于连续状态，称为连续相(或分散介质)，如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的那个液相。从有毒有害物质处理的角度，非均相分离过程就是这些物质的净化过程、吸收过程或浓缩分离过程。 碳酸氢铵生产中，图8—1为其流程示意图。氨水和二氧化碳在碳化塔中进行反应，生成含有碳酸氢铵的悬浮液，然后通过离心机和过滤机将液体和固体分离开，再通过气流干燥器将水分进一步除去，干
第三部分模拟试题 贾绍义《化工传质与分离过程》（第2版）配套模拟试题及详解（一） 一、选择题（每题3分，共15分） 1．利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为（）。 A．蒸馏 B．萃取 C．吸收 D．解吸 【答案】C 2．操作中的精馏塔，若维持及进料位置不变，而减小，则有（）。 A．D增大，R减小 B．D不变，R增加 C．D减小，R增加 D．D减小，R不变 【答案】C 【解析】精馏段板数不变，所以当x F减小时，为维持x D不变，必须加大回流比，以提高精馏段塔板的分离能力。 又因不变，q、F不变，故随着R增加，D必减小。
3．若萃取相和萃余相在脱除溶剂后均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数（）。 A．小于1 B．大于1 C．不确定 D．等于1 【答案】D 4．在恒定干燥条件下，将含水20％的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为5％时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.05％，则物料的临界含水量为（）。 A．5％ B．20％ C．0.05％ D．4.55％ 【答案】A 5．间歇干燥过程将某湿物料由含水量0.25kg水/kg绝干物料降至0.05kg水/kg绝于物料，测出物料的平衡含水量为0.007kg水/kg绝于物料，物料的平衡分压保持 的最小含水量X＝0.2kg水/kg绝干物料，干燥过程的临界含水量为kg水/kg 绝干物料，则降速阶段除去的结合水量为（）。
A．0.2kg水/kg绝干物料 B．0.15kg水/kg绝干物料 C．0.16kg水/kg绝干物料 D．0.01kg水/kg绝干物料 【答案】B 二、填空题（每题4分，共20分） 1．在吸收操作过程中，保持气、液相流量、气相进口组成不变，若液相进口浓度降低，则塔内平均传质推动力将______，气相出口浓度将______。 【答案】增大；减小 2．在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的 液相传质单元数N OL将______，而气相总传质单元数N OG将______，气体出口浓度将______。 【答案】减少；不变；降低 3．对填料塔气膜控制的逆流吸收过程，如其他操作条件不变，将气液流量同比例减小，则气体出塔组成y2将______，液体出塔组成x1将______。 【答案】不变；不变 4．设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的回收率不变，试定性判断
第一章 绪论 1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？ 答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。 （2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。 （3）场流分类法 2.分离富集的目的？ 答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。这时必须根据试样的具体情况，采用适当的分离方法，把干扰组分分离除去，然后才能进行定量测定。②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的分离，而后分别加以鉴定或测定。③而对于试样中的某些痕量组分，进行分离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。因此物质的化学分离和测定具有同样重要意义。 3.什么是直接分离和间接分离？ 答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。 4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？ 答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。 根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分： （方法 被分离组分的摩尔分数）富集 <0.1；浓缩 0.1－0.9；纯化 >0.9。 5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？ 答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。 待测组分A 的回收率，用RA 表示，QA °---为富集前待测物的量；QA---富集后待测物的量。%100?= A A A Q Q R （2）分离因子：两组分的分离程度。用SA ， B 表示。B A B A B A B ,//R R Q Q Q Q S A =??= A —待测组分；B —干扰组分。如果待测组分A 符合定量要求，即可认为QA ≈ Q oA ，SA,B ≈ Q oB/QB = 1/RB ，常量组分测定：SA,B ≈103；分离因子越大，分离效果越好。 （3）富集倍数：目标组分和基体组分的回收率之比，用F 表示， M M T T M T Q Q Q Q R R F //== RT 为组分的回收率；RM 为基体的回收率； QT °为富集前待测物的量； QT 为富集后待测物的量；QM °为富集前基体的量；QM 为富集后基体的量。 第二章 分离过程中的热力学 2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时，某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。试分析吸附物质的吸附平衡常数K 与该气体物质在气相的分压p 需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。 答：溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示：p K p K q q A A +=1max ，式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量；KA 为溶质的吸附平衡常数。在低压时，p K q q p K A A max 1=，《。
第二章习题 1. 计算在和下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x 1 = 、x 2 =、x 3 =时的K 值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的 K 值比较。已知三个二元系的wilson 方程参数（单位： J/mol ）： λ12－λ11=－； λ12－λ22= λ23－λ22=； λ23－λ33=－ λ13－λ11=； λ13－λ33=－ 在T = K 时液相摩尔体积（m 3 /kmol ）为： =×10 -3 ； =×10 -3 ； =×10 -3 安托尼公式为（p s ：Pa ； T ：K ）： 苯：1n =（）； 甲苯：1n =（）； 对 -二甲苯：1n = （）； 解： 由Wilson 方程得： Λ12=l l V V 12exp[-(λ12-λ11)/RT] =3 3 1091.1001055.177??×exp[-/×]= Λ21= Λ13= Λ31= Λ23= Λ32= ln γ1=1-ln (Λ12X 2+Λ13X 3)-[ 3 32231131323322112 2131321211X X X X X X X X X X X X +Λ+ΛΛ+Λ++ΛA +Λ+Λ+] = γ1= 同理,γ2=; γ3= lnP 1S = P 1S = lnP 2S = P 2S =
lnP 3S = P 3S = 作为理想气体实际溶液, K 1= P P S 11γ=, K 2=, K 3= 若完全为理想系, K 1=P P S 1= K 2= K 3= 2. 在361K 和下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷%。用 R -K 方程计算 和Ki 值。 解：a 11= 1 1 5 .2 242748.0c c p T R ?= ? dm 6 ? ? mol -2 a 22= 2 2 5 .2 242748.0c c p T R ?= MPa ?dm 6 ??mol -2 b 1= 1 1 208664.0c c p T R ?= dm 3mol -1 b 2= 2 2 5 .2 242748.0c c p T R ?= dm 3mol -1 其中T c1=, P c1= T c2=, P c2= 均为查表所得。 a 12=√a 11?a 22=?dm 6 ??mol -2 液相： a ＝a 11x 12+2a 12x 1x 2+a 22x 22 =×+2×××+× = b= b 1x 1+b 2x 2=×+×= 由R －K 方程： P=RT/(V-b)-a/[(V+b)] ＝0740.03610083145.0-?l m V － )0740.0(3611711 .245.0+l m l m V V
传质分离过程课后习题答 案 Modified by JEEP on December 26th, 2020.
第一章 绪论 略 第二章习题 1. 计算在和下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x 1 = 、x 2 =、x 3 =时的K 值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的 K 值比较。已知三个二元系的wilson 方程参数（单位： J/mol ）： λ12－λ11=－； λ12－λ22= λ23－λ22=； λ23－λ33=－ λ13－λ11=； λ13－λ33=－ 在T = K 时液相摩尔体积（m 3/kmol ）为： =×10 -3 ； =×10 -3 ； =×10 -3 安托尼公式为（p s ：Pa ； T ：K ）： 苯：1n =（）； 甲苯：1n =（）； 对 -二甲苯：1n = （）； 解： 由Wilson 方程得： Λ12=l l V V 12exp[-(λ12-λ11)/RT] =3 3 1091.1001055.177??×exp[-/×]= Λ21= Λ13= Λ31= Λ23= Λ32=
ln γ1=1-ln(Λ12X 2+Λ13X 3)-[ 3 32231131323322112 2131321211X X X X X X X X X X X X +Λ+ΛΛ+Λ++ΛA +Λ+Λ+] = γ1= 同理,γ2=; γ3= lnP 1S = lnP 2S = lnP 3S = 作为理想气体实际溶液, K 1=P P S 11γ=, K 2=, K 3= 若完全为理想系, K 1=P P S 1= K 2= K 3= 2. 在361K 和下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷%。用R -K 方程计算 和Ki 值。 解：a 11=1 1 5 .2 242748.0c c p T R ?= dm 6 mol -2 a 22=2 2 5 .2 242748.0c c p T R ?=MPadm 6mol -2 b 1=1 1 208664.0c c p T R ?=dm 3mol -1 b 2= 2 2 5 .2 242748.0c c p T R ?=dm 3mol -1 其中T c1=, P c1=
编号：SM-ZD-28790 非均相分离过程及危险性 分析 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
非均相分离过程及危险性分析 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了进行加工，得到纯度较高的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。均相(混合)物系是指不同组分的物质混合形成一个相的物系，如不同组分的气体组成的混合气体、能相互溶解的液体组成的各种溶液、气体溶解于液体得到的溶液等；非均相(混合)物系是指存在两个(或两个以上)相的混合物，如雾(气相—液相)、烟尘(气相—固相)、悬浮液(液相—固相)、乳浊液(两种不同的液相)等。非均相物系中，有一相处于分散状态，称为分散相，如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的那个液相；另一相必然处于连续状态，称为连续相(或分散介质)，如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的那个液相。从有毒有害物质处理的角度，非均相分离过
第一部分填空题 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.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 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.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.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。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.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。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.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。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.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（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为（）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出（）的 结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显着比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。 28.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。 29.在一定温度和组成下，A,B混合液形成最低沸点恒沸物的条件为（）。 30.对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（）的流程。 31.非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（）时分布一致。