化⼯分离过程_课后答案刘家祺
化学⼯程与⼯艺教学改⾰系列参考书
分离过程例题与习题集叶庆国钟⽴梅主编
化⼯学院化学⼯程教研室
前⾔
化学⼯程与⼯艺专业所在的化学⼯程与技术⼀级学科属于⼭东省“重中之重”学科，⼀直处于⼭东省领先地位，⽽分离⼯程是该专业⼆门重要的必修专业课程之⼀。该课程利⽤物理化学、化⼯原理、化⼯热⼒学、传递过程原理等基础基础知识中有关相平衡热⼒学、动⼒学、分⼦及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化⼯⽣产实际中复杂物系分离和提纯技术。传统的教学⽅法的突出的弊端就是⼿⼯计算⼯程量⼤，⽽且结果不准确。同时由于现代化化学⼯业⽇趋集成化、⾃动化、连续化，学⽣能学到的东西越来越少。所以，传统的教学模式不能满⾜现代化⼯业⽣产对⾼⽔平⼯业⼯程师的需求，开展分离⼯程课程教学⽅法与教学⼿段课题的研究与实践，对我们的学⽣能否承担起现代化学⼯业的重任，与该课程的教学质量关系重⼤，因此对该门课程进⾏教学改⾰具有深远意义。
分离⼯程课程的改⾰主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离⼯程例题与习题集、分离⼯程试题库的编写等⼯作。⽬前全国各⾼校化学⼯程与⼯艺专业使⽤的教材⼀般均为由化学⼯程与⼯艺专业委员会组织编写的化⼯分离过程(陈洪钫主编，化学⼯业出版社)，其他类似的教材已出版了⼗余部。这些教材有些还未配习题，即便有习题，也⽆参考答案，⽽⾄今没有⼀本与该课程相关的例题与习题集的出版。因此编写这样⼀本学习参考书，既能发挥我校优势，⼜符合形势需要，填补参考书空⽩，具有良好的应⽤前景。
分离⼯程学习指导和习题集与课程内容紧密结合，习题贯穿⽬前已出版的相关教材，有解题过程和答案，部分题⽬提供多种解题思路及解题过程，为学⽣的课堂以及课后学习提供了有⼒指导。
编者2006 年3 ⽉
⽬录
第⼀章绪论 (1)
第⼆章单级平衡过程 (5)
第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)
第四章⽓体吸收 (23)
第五章液液萃取 (26)
第六章多组分多级分离的严格计算 (27)
化工分离工程
一、 单选题
1.对吸收有利的操作条件为
A、低温低压
B、高温高压
C、高压低温
D、低压高温
答案： C
2.气液相平衡 K 值越大说明该组份
A、易挥发
B、难挥发
C、沸点高
D、蒸汽压小
答案： A
3.速率控制分离过程中热扩散的原料
A、气体
B、气体或液体
C、液体
D、固体
答案： B
4.下列表述不正确的是
A、二元理想溶液的压力组成图中，总压和各组分的分压与液相组成都成直线关系
B、完全互溶的二元物系，不形成恒沸物的非理想溶液的蒸汽总压都介于两纯组分蒸汽压之间
C、完全互溶的二元物系，由相律可知恒沸物在两相平衡时其自由度为“ 0
D、完全不互溶的二元物系，当处于平衡状态时总压等于两饱和蒸汽压之和
答案： C
5.约束变量数是
A、过程所涉及的变量的数目
B、固定设计变量的数目
C、独立变量数与设计变量数之和
D、变量之间可以建立的方程数和给定的条件
答案： D
6.浸取分为哪几类
A、物理浸取
B、化学浸取
C、细菌浸取
D、全部
答案： D
7.多级逆流浸取的计算方法包括()① Baker 式 ② Kremser 式 ③ McCabe-Smith 式 ④陈氏式
A、①②③
B、①②④
C、②③④ D、①②③④
答案： D
8.萃取精馏中溶剂的作用是
A、使组分 1 和 2 间的相对挥发度变小
B、使组分 1 和 2 间的相对挥发度变大
C、使组分 1 和 2 间的相对溶解度变大
D、使组分 1 和 2 间的相对溶解度变小
答案： B
9.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
答案： C
10.下列哪一个不是等温吸附时的物系特点
A、被吸收的组分很少
B、溶解热小
C、吸收剂用量较大
D、被吸收组分的浓度高
答案： D
11.关键组分中按分离要求选取的两组分中挥发度大的组分被称为
A、轻关键组分
B、重关键组分
C、非分布组分
分离工程习题
第一章
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。
5.海水的渗透压由下式近似计算：n =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 n =RTC/M= 8.314X 298X 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;
Na；
(5)对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？
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: (4)固定和可调设计变量数Nx , V , yi ,Tv , Pv
--------------- ► L , x i , T L , PL
习题5附图 思路1: Fzi
TF
P(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
化工分离工程概述
1. 引言
化工分离工程是化学工程中一项重要的技术领域，旨在通过各种分离技术将混合物中的组分分离出来，以获得纯度较高的化学品或纯净的溶剂。分离工程在各个化工过程中起到关键作用，广泛应用于石油、化工、食品、医药等行业。本文将对化工分离工程的概念、分类和常见的分离技术进行概述。
2. 化工分离工程的概念
化工分离工程是指通过物理或化学方法，将化学反应或物理混合造成的组分相互分离的过程。其目的是将混合物中的有用组分或纯度较高的物质分离出来，以满足工业生产中对纯净产品的需求。化工分离技术不仅可以分离混合物中的两种或多种组分，还可以进行多级分离，使得产品的纯度更高。 3. 化工分离工程的分类
化工分离工程根据不同的分离原理和应用领域可以分为多个分类，常见的分类包括以下几种：
3.1 蒸馏分离
蒸馏分离是化工中常用的分离技术之一，基于组分的汽液平衡和挥发性的差异，利用液体的汽化和冷凝过程实现组分的分离。根据不同的蒸馏方式，可以将蒸馏分离分为常压蒸馏、减压蒸馏和精馏。蒸馏分离广泛应用于石油精制、石油化工、化学制药等领域。
3.2 溶剂萃取分离
溶剂萃取分离是利用两种不相溶的液体之间的亲疏性差异，将目标成分从一种溶液中分离出来的分离技术。溶剂萃取分离通常涉及两个相，即萃取相和被萃取相。常见的溶剂萃取方法有液液萃取、气液萃取和固液萃取。溶剂萃取广泛应用于化工中的萃取、提纯和纯化过程。 3.3 结晶分离
结晶分离是利用溶质在溶剂中的溶解度随温度变化的特点，通过控制温度和压力的变化，使溶质从溶液中结晶出来的分离技术。结晶分离通常包括普通结晶、循环结晶和反溶剂结晶等方法。结晶分离广泛应用于食品加工、医药制造等行业。
3.4 吸附分离
吸附分离是一种将混合溶液中的目标物质吸附到固体吸附剂表面从而分离的技术。吸附分离常见的方法有吸附柱、吸附塔和吸附床等。吸附分离广泛应用于环保领域的废气处理、废水处理以及精细化工过程中。
