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/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。
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
F zi
T F
P F
V , yi ,T v , P v
L , x i , T L , P L
习题5附图
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Ni
=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3
固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个
可调设计变量Na＝0
解：
（1）Nv = 3 ( c+2 )
（2）Nc 物 c
能 1
相 c
内在(P，T) 2
Nc = 2c+3
（3）Ni = Nv – Nc = c+3
（4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3
（5）Nau = c+3 –( c+3 ) = 0
思路2：
输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3
固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压力共C+3个
可调设计变量Na：有0
6.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求：
（1）设计变更量数是多少？
（2）如果有，请指出哪些附加变
量需要规定？
解：N x u 进料c+2
压力9
c+11=7+11=18
N a u 串级单元 1
传热 1
合计
2 进料，
顶产物
底产物
习题6附图
N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。
第二章 单级平衡过程
1. 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯(1)-甲苯(2)-对二甲苯(3)三元系，当x 1=0.3125，x 2=0.2978，x 3=0.3897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。 83.977;33.103522121112=--=-λλλλ 15.4422223=-λλ ;05.4603323-=-λλ
14.15101113=-λλ ; 81.16423313-=-λλ (单位：J/mol) 在T=378.47K 时液相摩尔体积为：
k m o l m v L 3311091.100-?= ；321055.117-?=L v ；331069.136-?=L v 安托尼公式为：
苯：()36.5251.27887936.20ln 1--=T P s ； 甲苯：()67.5352.30969065.20ln 2--=T P s ；
对二甲苯：)84.5765.33469891.20ln 3--=T P s ；(K T Pa P s :;:) 解1：由Wilson 参数方程()[]RT
v
v ii ij L
i
L
j ij λλ--=
Λexp
()[]RT
v v L
L 11121
212exp λλ--=
Λ
()()[]47.378314.833.1035exp 10
91.1001055.1173
3?--??=
--
=1.619 ()[]RT
v v L
L 22212
1
21exp λλ--=
Λ
()()[]47.378314.883.977exp 10
55.1171091.1003
3?-??=
--
=0.629
同理：838.013=Λ ；244.131=Λ 010.123=Λ ；995.032=Λ
由Wilson 方程∑
∑
∑ΛΛ-???
? ??
Λ-=k
j
j
kj k
ki j j
ij i
x x x ln 1ln γ：
9184.01=γ ；9718.02=γ ；9930.03=γ 根据安托尼方程：
M P a P s 2075.01= ；Pa P s 4210693.8?= ；Pa P s 4310823.3?= 由式(2-38)计算得：
88.11=K ；834.02=K ；375.03=K 如视为完全理想系，根据式(2-36)计算得： 048.21=K ；858.02=K ；377.03=K 解2：在T=378.47K 下
苯： )36.5247.378/(5.27887936.20ln 1--=s P ；∴ s P 1=207.48Kpa 甲苯： )67.5347.378/(52.30969065.20ln 2--=s P ；∴s P 2 =86.93Kpa 对二甲苯：)84.5747.378/(65.33469891.20ln 3--=s P ；∴s P 3=38.23Kpa Wilson 方程参数求取
854
.0)47
.378314.883
.977exp(1091.1001055.117)exp(3
322
121221=?-
??=--
=
∧--RT
v
v L L
λλ
7472
.0)47.378314.815.442exp(1069.1361055.117)exp(3
322
233223=?-??=--
=
∧--RT
v v L
L λλ
346
.1)47.378314.805.460exp(1055.1171069.136)exp(3
333
232332=?--
??=--
=
∧--RT
v
v L L
λλ
457
.0)47.378314.814.1510exp(1091.1001069.136)exp(3
311
132
1
13=?-
??=--
=
∧--RT
v v L
L λλ
283
.2)47.378314.881.1642exp(10
91.1001069.136)exp(3
333
131
331=?--
??=--
=
∧--RT
v
v L L
λλ
313
1
212
111221*********
21122333113223
ln 1ln()(
)
0.3125
1ln(0.3125 1.1930.29780.4570.3897)(
0.3125 1.1930.29780.4570.3897
0.8540.29780.8540.31250.29780.74x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-+∧+∧-+
+
+∧+∧∧++∧∧+∧+=-+?+?-+?+??+?++ 2.2830.3897
)720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.09076
?++?+?+=-
193
.1)47
.378314.833.1035exp(1055.1171091.100)exp(3
311
1221
12=?--
??=
--
=
∧--RT
v v L
L λλ
∴
1r =0.9132
323
112
2
212123*********
21122333113223
ln 1ln()(
)
0.2125 1.193
1ln(0.31250.8540.29780.74720.3897)(
0.3125 1.1930.29780.4570.3897
0.29780.8540.31250.29780.7x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧++∧-+
+
+∧+∧∧++∧∧+∧+?=-?++?-+?+?+?++0.3897 1.346
)4720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.0188
?++?+?+=
∴
2r =1.019
113
232
3
313122*********
21122333113223
ln 1ln()(
)
0.31250.457
1ln(0.31250.4570.2987 1.3460.3897)(
0.3125 1.1930.29780.4570.3897
0.74720.29780.8540.31250.297x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧+∧+-+
+
+∧+∧∧++∧∧+∧+?-?+?+-+?+??+?+0.3897
)80.74720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.2431
+++?+?+=
∴
3r =1.2752
故
87
.13
.10148.2079132.01
11=?==P
P r K s
8744.03
.10193
.86019.1222=?==P P r K s
4813
.03
.10123
.382752.13
33=?==
P
P r K s
而完全理想系：
048
.23
.10148.2071
1===P
P K s
8581.03.10193.8622===P P K s
3774
.03
.10123
.383
3===
P
P K s
2. 一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 式的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想系。 解1：
(1)平衡常数法： 设T=368K 用安托尼公式得：
k P a P s 24.1561= ；kPa P s 28.632= ；kPa P s 88.263= 由式(2-36)得：
562.11=K ；633.02=K ；269.03=K
781.01=y ；158.02=y ；067.03=y ；006.1=∑i y 由于∑i y >1.001，表明所设温度偏高。
由题意知液相中含量最大的是苯，由式(2-62)得： 553
.11
'1==
∑
i
y K K 可得K T 78.367'=
重复上述步骤：
553.1'1=K ；6284.0'2=K ；2667.0'3=K
7765.0'1=y ；1511.0'2=y ；066675.0'3=y ；0003.1=∑i y
在温度为367.78K 时，存在与之平衡的汽相，组成为：苯0.7765、
甲苯0.1511、对二甲苯0.066675。
(2)用相对挥发度法：
设温度为368K ，取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的： 13α
解2：
(1)平衡常数法。假设为完全理想系。设t=95℃
苯： 96.11)36.5215.27395/(5.27887936.20ln 1=-+-=s P ；
∴ Pa
P s
5
110569.1?= 甲苯： 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2=-+-=s P ；
∴Pa
P s
4
210358.6?= 对二甲苯：204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3=-+-=s P ；
∴Pa
P s
4
310702.2?=
569
.110
10
569.15
5
1
1=?==
P
P K s
；6358
.02
2==
P
P K s
2702
.03
3==
P
P K s
∴011
.125.06358.025.02702.05.0596.1=?+?+?=∑i i x K
选苯为参考组分：552
.1011
.1569
.112==K ；解得T 2=94.61℃
∴05
.11ln 2=s
P ； Pa
P s
4
210281.6?= 19
.10ln 3=s
P ；
Pa
P s
4
3106654.2?=
∴2K =0.6281
3
K =0.2665
∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=?+?+?=∑i i x K
故泡点温度为94.61℃，且776.05.0552.11=?=y ；
157.025.06281.02=?=y ；067.025.02665.03=?=y
(2)相对挥发度法
设t=95℃，同上求得1K =1.569，2K =0.6358，3K =0.2702
∴807
.513=α，353.223=α，133=α
∴∑=?+?+?=74
.325.0125.0353.25.0807.5i i x α
.174
.325.0174
.325
.0353.274
.35
.0807.5=?+
∑∑
?+
?=
∑=i
i i
i i x x y αα
故泡点温度为95℃，且776
.074.35
.0807.51=?=
y ；
157
.074
.325
.0353.22=?=
y ；
067
.074
.325.013=?=
y
3. 一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。
解1：因为各组分都是烷烃，所以汽、液相均可以看成理想溶液，i K 值只取决于温度和压力。可使用烃类的P-T-K 图。 ⑴泡点压力的计算：75348
∑i i
x K
=1.005≈1，故泡点压力为1.8MPa 。
⑵露点压力的计算：
解2：(1)设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K
1K =16.5 2K =3.2
3
K =1.0
4
K =0.43
所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=?+?+?+?=∑i y 选异丁烷为参考组分
282
.0907
.0256
.042
43===
∑
i
y K K ，查得P=1771KPa
在此条件下求得∑i y =1.02≠1，继续调整
279
.002
.1282
.043
44===
∑
i
y K K ，查得P=1800KPa
1001.1≈=
(2)求露点压力
设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K
1K =16.5 2K =3.2
3K =1.0
4
K =0.43
所以∑∑
=++==614
.143
.055
.02
.310.05
.1605.0i
i
i K y x
选异丁烷为参考组分
694.0614.143.04142=?=?=∑i x K K
由25℃，42K =0.694查得P=560KPa ，查得各组分的i K 值 求得∑i x
第三章 多组分精馏和特殊精馏
1. 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z B =0.2,z T =0.1,z X =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 α=
2.25，TT α=1.0，XT α=0.33，CT α=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。
解：根据题意顶甲苯(T)为轻关键组分，异丙苯(C)为重关键组分， 则苯(B)为轻组分，二甲苯(X)为中间组分。 以重关键组分计算相对挥发度。
71.1021
.025.2==BC α
762
.421
.00
.1==TC α 5714
.121
.033.0==XC α
1=CC α
由分离要求计算关键组分在塔顶釜的分配。
h kmol W C /84.79998.04.0200=??=
h
kmol D C /16.084.795.0200=-?=
h kmol D T /7.59995.03.0200=??= h kmol W T /3.07.593.0200=-?=
所以37
.7762
.4lg 3
.084.7916.07
.59lg[lg ]lg[=?=?=
TC
T
C
C T
m W W D D N α
由H
H Nm
iH i
i
W D W D ?
=α与i i i W D F +=求出非关键组分的分布
苯： 4
37
.710
8.784
.7916.071.10?=?
=B
B
W D ∴B W =0，B D =200?0.2=40Kmol/h
二甲苯：
056
.084
.7916.05714
.137
.7=?
=X
X
W D ，X D +X W =200?0.1=20
求得X D =1.06，X W =18.94，
2. 在101.3Kpa 压力下氯仿(1)-甲醇(2)系统的NRTL 参数为： 12τ=8.9665J/mol ，
12τ=-0.83665J/mol ，12α=0.3。试确定共沸温度和共沸组成。
安托尼方程(S P ：Pa ；T ：K)
氯仿：）（16.4679.26968660.20ln 1--=T P S
甲醇：）（29.3455.36264803.23ln 2--=T P S 解：设T 为53.5℃ 则）（16.4665.32679.26968660.20ln 1--=S P ）
（29.3465.32655.36264803.23ln 2--=S P S
P 1
=76990.1 S P 2=64595.6
由）（ij ij ij G τα-=exp ，ij α=ji α
）（121212exp τα-=G =）（9665.83.0exp ?-=0.06788 ）（212121
exp τα-=G =）（8365.03.0exp ?=1.2852
??????+++=212
1212
12221212
21212
2
1ln ）（）（G x x G G x x G x ττγ =??????+-?+?-+?--21122122
1
]06788.01[06788
.09665.8]
2852.11[2852.18365.01x x x x x ）（）（）（）（ =??????-+---21
212
193212.016086
.02852.02852.13817.11）（）（）（x x x
??????+++=2212121
21212122
12122
12
ln ）（）
（G x x G G x x G x ττγ
=??????-+?-++-?21
121122
1
]12852.1[2852.18365.006788.0106788.09665.8）（）（x x x x x
=??????--+-21212
1
2852.02852.107507.193212.0104131.0）（）
（x x x 1
ln γ
-2ln γ=S
S P P 2
1
ln =6
.645951.76990ln
=0.1755
求得1x =0.32 1γ=1.2092 2γ=0.8971
222111γγγS
S i S i i P x P x P x +=∑
=8971
.06.6459568.02092.11.7699032
.0??+??
=69195.98Pa 101.3kPa
设T 为60℃
则）
（16.4615.33379.26968660.20ln 1--=S P ）
（29.3415.33355
.36264803.23ln 2
--=S
P
S
P 1
=95721.9 S P 2=84599.9 1
ln γ
-2ln γ=S
S
P
P 2
1ln =9
.845999.95721ln
=0.1235
设T 为56℃ 则
）（16.4615.32979
.26968660.20ln 1
--=S
P
）
（29.3415.32955
.36264803.23ln 2
--=S
P
S
P 1
=83815.2 S P 2=71759.3 1
ln γ
-2ln γ=S
S P P 2
1
ln =3
.717592.83815ln
=0.1553
当1ln γ-2ln γ=0.1553时求得1x =0.30
1γ=1.1099 2γ=0.9500
222111γγγS
S i S i i P x P x P x +=∑
=9500
.03.7175970.01099.12.8381530.0??+??
=75627.8Pa 101.3kPa
3. 某1、2两组分构成二元系，活度系数方程为
2
2
1ln Ax =γ，
2
1
2ln Ax =γ，端值
常数与温度的关系：A=1.7884-4.25?10-3T (T ，K) 蒸汽压方程为
T P S
40500826.16ln 1-
=
T
P S
40503526.16ln 2-
= (P ：kPa ：T ：K)
假设汽相是理想气体，试问99.75Kpa 时①系统是否形成共沸物？②共沸温度是多少？ 解：设T 为350K
则A=1.7884-4.25?10-3?350=1.7884-1.4875=0.3009
35040500826.16ln 1-
=S
P ；∴S
P 1=91.0284 kPa
350
40503526.16ln 2-
=S
P ；S
P 2
=119.2439 kPa
因为在恒沸点
由1
2
21112==
S S P
P γγα得
S
S P P 1
22
1
=
γγ
∴
）
（）（12
12
2212
12
121ln ln ln
ln
x A x x A P
P S S
-=-=-==γγγγ
）
（1213009.02439
.1190284
.91ln
x -=
解得：1x =0.9487
2
x =0.0513
∴2
10513
.03009.0ln ?=γ；1γ=1.0008
2
29487
.03009.0ln ?=γ；2γ=1.3110
P=
∑S
i
i i P x γ=1.0008?0.9487?91.0284+1.3110?0.0513?119.2439
=95.069275.99≠ kPa
设T 为340K
则A=1.7884-4.25?10-3?340=0.3434
34040500826.16ln 1-
=S
P ；S
P 1
=64.7695 kPa
340
40503526.16ln 2-
=S
P ；S
P 2
=84.8458 kPa
由
）
（12
121ln
x A P
P S
S
-=；）
（1213434.08458.847695.64ln
x -=
解得：1x =0.8931
2
x =1-0.8931=0.1069
∴2
11069
.03434.0ln ?=γ；1γ=1.0039
2
28931
.03434.0ln ?=γ；2γ=1.3151
P=
∑S
i
i i P x γ=1.0039?0.8931?64.7695+1.3151?0.1069?84.8458
=69.999275.99≠ kPa
设T 为352K
则A=1.7884-4.25?10-3?352=0.2924
35240500826.16ln 1-
=S
P ；S
P 1
=97.2143 kPa
352
40503526.16ln 2-
=S
P ；S
P 2=127.3473 kPa
由
）
（12
121ln
x A P
P S
S
-=；
）
（1212924.03473
.1272143.97ln
x -=
∴1x =0.9617
2
x =1-0.9617=0.0383 ∴2
10383
.02924.0ln ?=γ；1γ=1.0004
2
29617
.02924.0ln ?=γ；2γ=1.3105
P=
∑S
i
i i P x γ=1.0004?0.9617?97.2143+1.3105?0.0383?127.3473
=99.920275.99≈ kPa
说明系统形成共沸物，其共沸温度为352K 。
判断
31
.16738
.7513
.991
2
==S
S
P P ，而1γ=1.313，2γ=1.002
∴ 2
1
2
1γ
γ>>
S
S
P P ，且S
S
P P P 2
1,>，
∴
故形成最低沸点恒沸物，恒沸物温度为344.5K 。
第四章 气体吸收
1.某原料气组成如下：
组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8 i-C 4H 10 n-C 4H 10 i-C 5H 12 n-C 5H 12 n-C 6H 14 y 0(摩尔分率) 0.765 0.045 0.035
0.025
0.045 0.015
0.025
0.045
先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38℃，压力为1.013Mpa ，如果要求将i-C 4H 10回收90%。试求： (1) 为完成此吸收任务所需的最小液气比。
(2) 操作液气比为组小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板数。
(3) 各组分的吸收分率和离塔尾气的组成。 (4)
求塔底的吸收液量
解：(1)最小液气比的计算：
在最小液气比下 N=∞，A 关=?关=0.0.85
关
关）（A K V L ?=min
=0.56 ?0.85=0.476 (2)理论板数的计算： 操作液气比m in 2.1）
（V L
V
L
==1.2?0.476=0.5712
02
.156
.05712.0==
=
关
关关V K L
A
32
.5102
.1log 85.0185.002.1log 1log 1log =---=
---=
）
（
）（A
A N ?
?
(3)尾气的数量和组成计算： 非关键组分的
i
i VK
L A =
吸收率
1
1
1--=
++N i
N i
i A A A ?
被吸收的量为i N v ??+1，塔顶尾气数量i i N v v =-?+)1(1?
塔顶组成
V v y i
i =
1 按上述各式计算，将结果列于下表
(4)塔底的吸收量N L 塔内气体平均流率：
185
.90237
.80100=+=
v Kmol/h
塔内液体平均流率：
514
.51185.905712.02
0=?=?=+=
均均）（
V V
L L L L N
而N N L V L V +=++101，即100+0L =80.37+N L 联立求解得N L =61.33Kmol/h. 0L =41.70Kmol/h 解2：由题意知，i-C 4H 10为关键组分
由P=1.013Mpa ，t 平=38℃ 查得K 关=0.56 (P-T-K 图) (1)在最小液气比下 N=∞，A 关=中关=0.9
关
关）（A K V L ?=min
=0.56 ?0.9=0.504
(2)min 1.1）（V L V L ==1.1?0.504=0.5544
99
.056
.05544.0==
=
关
关关
V K L A
所以 理论板数为
48.9199
.0log 9
.019.099.0log 1log 1log =---=
---=
）
（
）（
A
A N
?
?
(3)它组分吸收率公式 i
i VK
L A =
，1
1
1--=
++N i
N i
i A A A ?
计算结果如下：
以CH4为例：
i
A =
032
.04
.175544.0==
i
VK
L
i
φ
=
32
.01
032
.099.0032.01
48.91
48.9=--++
V1(CH4)=(1-i
φ
)VN+1=(1-0.032)?76.5=74.05
923
.05
.7605.741
1144==
=
V V y CH
CH
）
（）
（
（3） 塔内气体平均流率：10.902
190
.80100=+=
v Kmol/h
塔内液体平均流率：L=905
.92
81.19000+=++L L L ）
（
由v l =0.5544
∴0L =40.05Kmol/h
第四章 多组分多级分离的严格计算
1. 某精馏塔共有三个平衡级，一个全凝器和一个再沸器。用于分离由60%(mol)的甲醇，20%乙醇和20%正丙醇所组成的饱和液体混合物。在中间一级上进料，进料量为1000kmol/h 。此塔的操作压力为101.3kPa 。馏出液量为600kmol/h 。回流量为2000kmol/h 。饱和液体回流。假设恒摩尔流。用泡点法计算一个迭代循环，直到得出一组新的T i 值。 安托尼方程：
甲醇：)29.345.36264803.23ln 1--=T P S 乙醇：()68.4198.38038047.23ln 2--=T P S
正丙醇：)15.8038.31664367.22ln 3--=T P S (T ：K ；P S ：Pa)
提示：为开始迭代，假定馏出液温度等于甲醇的正常沸点，而塔釜温度等于其它
两个醇的正常沸点的算术平均值，其它级温按线性内插。
解：馏出液量D = U 1= 600kmol/h ，L 1= 2000kmol/h ，由围绕全凝器的总物料衡算
得V 2=L 1+U 1=2600kmol/h 。 由安托尼方程算出物料的沸点得：
T 甲醇 =337.65K ，T 乙醇 =351.48K ，T 正丙醇 =370.35K 。
假定馏出液温度等于甲醇的正常沸点，而塔釜温度等于其它两个醇的正常沸点的算术平均值，其它级温按线性内插。
K 值为：
第1个组分甲醇的矩阵方程推导如下
当V 1 = 0，G j = 0(j =1，…5)时，从式(4-19)可得
()∑-+=-=1
1
j m m
m j
j U
F V
A
所以，A 5 =V 5+F 3 – U 1 =2600+1000 －600=3000 类似得，A 4 =3000，A 3 =2000和A 2 =2000 当V 1=0和G j =0时，由式(4-20)可得
()???
??
??
?=+++∑-+-=ij
j
j
j
m m
m j j
K V
U U
F V
B
1
1
因此，B5 = －[F3－U1+V5K1,5]=－[1000 – 600+2600×2.33]= －6458 同理，B4 = －7966，B3 = －7030，B2= －5250和B1= －2600 由式(4-21)得：D3 = －1000×0.60= －600kmol/h 相类似 D1 = D2 = D4 = D5 = 0 将以上数值代入式(4-23)，得到：
????
????
??
??????-
=???????????
???????????????????
?
?-----006000
64583000
060587966300000049667030200000
04030525020000
0032502600
5,14,13,12,11,1x x x x x
用式(4-26)和(4-27)计算p j 和q j
25
.126003250111-=-==
B C p
2600
01
11=-=
=
B D q
()
465
.125.1200052504030
1
222
2-=---=
-=
p A B C p
按同样方法计算，得消元后的方程
显然，由式(4-28b)得 x1,5 = 0.134
依次用式(4-28a)计算，得
x 1,4 =0.288，x 1,3 =0.494，x 1,3 =0.723，x 1,1 =0.904 以类似方式解乙醇和正丙醇的矩阵方程得到x i,j
??
?
??
???????????=???????????????????????????????
?----134.0101.0146.00010
0397.110000
210.110000465.1100
0025.11
5,14,13,12,11,1x x x x x
在这些组成归一化以后，用式(4-3)迭代计算101.3kPa 压力下的泡点温度并和
初值比较。
第1次迭代结束。
2. 分离苯(B)、甲苯(T)和异丙苯(C)的精馏塔，塔顶采用全凝器。分析釜液组成为：x B = 0.1(mol)，x T = 0.3，x C = 0.6。蒸发比V’/W =1.0。假设为恒摩尔流。相对挥发度αBT =2.5，αTT =1.0，αCT =0.21，求再沸器以上一板的上升蒸汽组成。
解：根据提馏段物料衡算得：
L’=W+V’
由V’/W =1.0
L’/V’ =2.0； L’/W =2.0。 由式(4-12)得：
y B =0.3698；y T =0.4438；y C =0.1864。 由提馏段操作线方程：
x B =0.2349；x T =0.3719；x C =0.3932。 再沸器以上一板的上升蒸汽组成：
∑=
j
i ir
j
i ir j i x x y ,,,α
α
y B =0.5637；y T =0.3570；y C =0.0793。
3. 精流塔及相对挥发度与习题2相同。进料板上升蒸汽组成y B =0.35(mol)，y T =0.20，y C =0.45。回流比L/D =1.7，饱和液体回流。进料板上一级下流液体组成为x B =0.24(mol)，x T =0.18，x C =0.58。求进料板以上第2板的上升蒸汽组成。
解：根据精馏段物料衡算得：
V = L+D ；
由L/D =1.7
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。
2014年分析化学课后作业参考答案 P25： 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ （1） 砝码被腐蚀； （2） 天平的两臂不等长； （3） 容量瓶和移液管不配套； （4） 试剂中含有微量的被测组分； （5） 天平的零点有微小变动； （6） 读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7） 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液； （8） 标定HCl 溶液用的NaOH 标准溶液中吸收了CO 2。 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （6）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 3．滴定管的读数误差为±0.02mL 。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL 左右，读数的相对误差各是多少？从相对误差的大小说明了什么问题？ 解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 %1%100202.02±=?±= E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±=E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 4．下列数据各包括了几位有效数字？ （1）0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00 答：（1）三位有效数字 （2）五位有效数字 （3）四位有效数字 （4） 两位有效数字 （5） 两位有效数字 （6）两位有效数字 9．标定浓度约为0.1mol ·L -1 的NaOH ，欲消耗NaOH 溶液20mL 左右，应称取基准物质H 2C 2O 4·2H 2O 多少克？其称量的相对误差能否达到0. 1%？若不能，可以用什么方法予以改善？若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物，结果又如何？ 解：根据方程2NaOH+H 2C 2O 4·H 2O==Na 2C 2O 4+3H 2O 可知， 需H 2C 2O 4·H 2O 的质量m 1为：
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=，《。
第三章 思考题与习题 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。 （6）系统误差中的操作误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 2解：因分析天平的称量误差为mg 2.0±。故读数的绝对误差g a 0002.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 % 2.0%1001000.00002.01.0±=?±= E g g g r %02.0%1000000.10002.01±=?±= E g g g r 这说明，两物体称量的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，相对误差就比较小，测定的准确程度也就比较高。 3解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 % 1%100202.02±=?±= E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±= E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 5答:：0.36 应以两位有效数字报出。 6答:：应以四位有效数字报出。 7答:：应以四位有效数字报出。 8答:：甲的报告合理。因为在称样时取了两位有效数字，所以计算结果应和称样时相同，都取两位有效数字。 9 解 ： 根 据 方 程 2NaOH+H 2C 2O 4·H 2O==Na 2C 2O 4+4H 2O 可知， 需H 2C 2O 4·H 2O 的质量m 1为： g m 13.007.1262 020 .01.01=??= 相 对 误 差 为 %15.0%10013.00002.01=?= E g g r 则相对误差大于0.1% ，不能用 H 2C 2O 4 ·H 2 O 标定0.1mol ·L -1 的NaOH ，可以 选用相对分子质量大的作为基准物来标定。 若改用KHC 8H 4O 4为基准物时，则有： KHC 8H 4O 4+ NaOH== KNaC 8H 4O 4+H 2O 需KHC 8H 4O 4的质量为m 2 ，则 g m 41.022.2042 020 .01.02=??= %049.0%10041.00002.02=?= E g g r 相对误差小于0.1% ，可以用于标定NaOH 。 10答：乙的准确度和精密度都高。因为从两人的数据可知，他们是用分析天平取样。所
,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。
实验四铵盐中氮含量的测定（甲醛法） 思考题： 1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法 答：因NH4+的K a=×10-10，其Ck a<10-8,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。 2. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂 答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为，而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。 中含氮量的测定，能否用甲醛法 答：NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时，HCO3-中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。 实验五混合碱的分析（双指示剂法） 思考题： 1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么 答：测混合碱试液，可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。滴定的方法原理可图解如下： 2.采用双指示剂法测定混合碱，判断下列五种情况下，混合碱的组成
（1） V 1=0 V 2>0（2）V 1>0 V 2=0（3）V 1>V 2（4）V 1 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=，《。非均相分离过程及危险性分析正式版
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分离课后习题及答案
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