化工分离工程(科学出版社第二版)期末试题及答案

2023化工分离工程试题及答案2023化工分离工程试题及答案(一)第一部分名词解释1、分离过程：将一股或多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。

2、机械分离过程：原料由两相以上所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程。

3、传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。

按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类。

4、相平衡：混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。

从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小状态，从动力学看，相间无物质的静的传递。

5、相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。

6、泡点温度：当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。

7、露点温度：当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度。

8、设计变量数：设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的差。

10、约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。

11、回流比：回流的液相的量与塔顶产品量的比值。

12、精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。

13、全塔效率：理论板数与实际板数的比值。

14、精馏的最小回流比：精馏时在一个回流比下，完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多，回流比小于这个回流比，无论多少块板都不能完成给定的分离任务，这个回流比就是最小的回流比。

实际回流比大于最小回流比。

15、理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。

16、萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值。

17、萃取精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中任何组分形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。

18、共沸精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精馏过程。

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)1ci i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数；——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。

化工分离工程复习题答案一、选择题1. 化工分离工程中，哪种分离方法是基于物质的沸点差异？A. 离心分离B. 蒸馏C. 膜分离D. 萃取答案：B2. 以下哪项不是蒸馏分离的类型？A. 简单蒸馏B. 精馏C. 反渗透D. 真空蒸馏答案：C3. 萃取过程中，通常使用哪种物质作为萃取剂？A. 惰性气体B. 溶剂C. 催化剂D. 反应物答案：B4. 膜分离技术中，根据膜孔径的大小，可以进行哪种分离？A. 微滤B. 超滤C. 反渗透D. 所有以上答案：D5. 以下哪种分离方法不涉及相变？A. 蒸发B. 吸附C. 结晶D. 液-液萃取答案：B二、填空题6. 在精馏过程中，为了提高分离效率，通常使用_________来实现连续分离。

答案：塔板或填料7. 萃取分离中，萃取剂的选择原则是与原溶剂_________，且与被萃取物_________。

答案：不相溶，相溶8. 膜分离技术中，根据膜孔径大小的不同，可以实现_________、_________和_________等分离过程。

答案：微滤、超滤、反渗透9. 结晶分离过程中，温度的控制对于_________的形成至关重要。

答案：晶体10. 吸附分离中，常用的吸附剂包括活性炭、_________和_________等。

答案：沸石、硅胶三、简答题11. 简述蒸馏分离的原理。

答案：蒸馏分离是一种基于不同物质沸点差异的分离方法。

通过加热混合物至沸点，使沸点较低的物质先蒸发，然后通过冷凝回收，实现分离。

12. 描述萃取分离的一般过程。

答案：萃取分离通常涉及将混合物与萃取剂混合，萃取剂与被萃取物相溶而不与原溶剂相溶，从而将被萃取物从原溶剂中转移到萃取剂中。

之后，通过分相将萃取剂与原溶剂分离，实现目标物质的提取。

13. 解释膜分离技术中的反渗透过程。

答案：反渗透是一种利用半透膜的分离过程，该膜只允许溶剂通过而不允许溶质通过。

在压力作用下，溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透，从而实现分离。

化工分离工程考试题目附答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种分离操作可以将固体和液体分离？（）A. 过滤B. 萃取C. 蒸馏D. 吸附答案：A2. 在吸收操作中，下列哪种因素会影响吸收效率？（）A. 吸收剂的种类B. 吸收剂的流量C. 气体流量D. 温度答案：A3. 下列哪种塔适用于分离易挥发组分的混合物？（）A. 填料塔B. 板式塔C. 固定床塔D. 流动床塔答案：B4. 在分离过程中，下列哪种方式可以提高分离效果？（）A. 增加压力B. 降低温度C. 增加流量D. 减小塔径答案：B5. 下列哪种方法可以实现气体的净化？（）A. 吸附B. 吸收C. 冷凝D. 膜分离答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 分离过程中，平衡分离系数是衡量分离效果的一个重要参数，其表达式为_________。

答案：α = (y_out / y_in) / (x_out / x_in)2. 在蒸馏操作中，塔内液相的组成与塔顶液相组成之比称为_________。

答案：回流比3. 吸收操作中，吸收剂的选择应考虑其_________。

答案：溶解能力、挥发性、成本等4. 填料塔的塔内压降主要与填料的_________、_________及操作条件有关。

答案：形状、材质、流速等5. 在分离过程中，提高_________可以提高分离效果。

答案：塔板效率三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述萃取和吸附的区别。

答案：萃取是利用溶剂将目标组分从混合物中溶解出来，而吸附则是利用吸附剂将目标组分固定在表面。

萃取适用于在溶剂中有较高溶解度的组分，而吸附适用于在吸附剂上有较高吸附能力的组分。

2. 简述板式塔和填料塔的优缺点。

答案：板式塔优点是结构简单，操作稳定，适用于气液两相流动；缺点是塔板效率较低，压力降较大。

填料塔优点是塔内压降小，塔板效率高，适用于气液两相流动；缺点是结构复杂，安装困难，填料的堵塞和磨损问题。

3. 简述膜分离的原理及应用。

化工分离工程习题二一、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、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）o3、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）o4、端值常数A为（0 ）时体系为理想溶液，入为（＜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、根据萃取精馅原理，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、萃取精馅塔中，当原料以液相加入时，则提馅段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馅段（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、恒沸精馅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、在多组分精馅过程中，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五，3,若体系加入10 mol的组分（1）,在相同八F下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为叫，刃，(B) x[ < X]和< Ni(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=0.5时泡点为如与之相平衡的气相组成yA=0.75时，相应的露点为上，贝U（A ）（A）孔=n（B） ?! >t2（C） ?! <t2（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, 05、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。

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:04-三、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 Xii，且1/>∑iiky，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。

页脚内容答：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。

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:题号一二三四五六七八九十总分得分本试卷共六道大题，满分为100分，考试时间为120分钟。

分钟。

一、填空题（本大题20分，每空1分）1、分离工程操作中，分离剂可以是（能量分离剂）和（物质分离剂）。

2、拉乌尔定律表达式为（、拉乌尔定律表达式为（ P A =P A0 X A），其适用条件是（，其适用条件是（ 稀溶液中的溶剂稀溶液中的溶剂 ）。

3、对于二元溶液的范拉尔方程，当01®x时，1ln g¥=( 12A)，2g=( 1 )。

4、对于能生成二元最低恒沸物的物系来说，x、y关系在恒沸点左侧为（关系在恒沸点左侧为（ y x>），在恒沸点右侧为（沸点右侧为（ xy<）。

5、在一个塔中精馏某二元最低恒沸物时，塔顶得到的产物是（、在一个塔中精馏某二元最低恒沸物时，塔顶得到的产物是（ 恒沸物恒沸物 ），塔底得到的产物是（产物是（ 纯组分纯组分 ）。

6、萃取精馏塔中，当原料以（、萃取精馏塔中，当原料以（ 气相或q=0 ）热状况加入时，精馏段与提馏段中的溶剂浓度大致相等，萃取剂将从塔（底或釜）出来。

度大致相等，萃取剂将从塔（底或釜）出来。

7、活度系数1g>的溶液为（正偏差）溶液，活度系数1g<的溶液为（负偏差）溶液。

的溶液为（负偏差）溶液。

8、双组分均相恒沸物在低压下其活度系数ig应等于(p／0i p)，最高温度均相恒沸物判断条件为（判断条件为（¥¥<<21211ggPP）。

9、单组分气体在固体上吸附时适用于五种类型吸附等温线中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ种类型的吸附理论是(BET多分子层吸附理论多分子层吸附理论 )，只适用于其中的第Ⅰ种类型的吸附理论是（朗格谬尔单分子层吸附理论）。

10、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、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，吸收中平衡数大的组分主要在塔内平衡数大的组分主要在塔内 （顶）板被吸收。