分离工程习题与思考题
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分离工程课程 思考题1.气液相平衡系统分几类?各类相应的i K 的计算式怎样?2.工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条?各自的i K 计算式怎样?3.应用状态方程计算L i ϕ和V i ϕ的方程相同,那么如何确定算得的结果是L i ϕ和V i ϕ?4.现有乙烷,丙烷和异丁烷组成的三元混合物,采用SRK 状态方程计算它们的相平衡常数i K ,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?5.现有乙醇,水,正丙烷组成的三元混合物,采用Wilson 活度系数和Virial 方程计算气相逸度系数,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?6.何谓真实气体的理想溶液?当气液两相均可作为理想溶液处理时,i K 取决于哪些因素?7.以局部组成概念为基础的活度系数方程用来预计多元系的气液平衡,比起Wohl 型一类方程有哪些优点?8.教材介绍的泡点计算的框图用来计算压力不十分高系统泡点十分有效,试分析原因。
9.如何比较简单地判别一个混合物状态?试归纳相态判别的关系式。
10.等温闪蒸计算机的计算,采用目标函数何迭代变量是什么?用它们有什么优点?11.构成一个计算机计算的要点是什么?试以Wang - Hanke 法为例进行剖析并由此说明算法的局限性。
12.试推导多级分离过程的MESH 方程组。
13.三对角线的BP 法何SR 法的框图怎样?两法各自适用的物系是哪些?14.精馏塔的操作压力的上,下限各由什么因素决定?增大操作压力对分离效果和能耗有何影响?15.何谓关键组分?精馏分离的多元混合物可能含有哪些组分?16.有A ,B ,C ,D (以挥发度递减次序排列)四组分组成的料液加入精馏塔中进行分离。
试对A ,B : B ,C 或C ,D 是轻重关键组分时,塔在m R 下操作时塔中的恒沸区位置进行分析。
因为什么组分的变化而引起恒浓区位置的变化?17.估算精馏塔塔顶和塔底产品的量和组成有哪两种方法?各自的基本假定有哪些?18.试应用教材中推导的s /12α计算式(式2-175),说明萃取精馏中溶液的作用。
第一章绪论1.分离工程的定义、作用及分类?2.何为“清洁工艺”?与分离工程有何关系?3.按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为那两类?4.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。
试比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。
5.请列举至少4种速率分离过程,并说明其推动力及传递机理。
第二章单级平衡过程1.相平衡常数相关的概念?(K、α、β)2.相平衡关系可用几种方法来表达?3.什么叫泡点、露点?如何计算?设计精馏塔时各处温度如何处理?4.活度系数法计算气液平衡常数的简化形式?5.怎样判断混合物在指定T,P下的相态?若为两相区其气化率和气液相组成怎样计算?第三章多组分多级分离过程分析与简捷计算第一、二节设计变量、多组分精馏1. 基本概念:设计变量;清晰分割;关键组分/非关键组分;分配组分/非分配组分;逆行精馏;最小回流比;全回流意义。
2. 单元及装置设计变量计算及变量组的指定。
3. 如何确定最小回流比和最少理论板数?相应的方程及条件?4. 总结简捷法计算精馏塔的步骤。
第三节萃取精馏和共沸精馏1. 基本概念:特殊精馏;萃取精馏;共沸精馏。
2. 萃取精馏的原理是什么?画出液相进料的萃取精馏流程。
3. 溶剂的作用?选择时考虑因素?4. 萃取精馏特点?其流量、浓度分布特点?5. 共沸精馏的基本原理?6. 理想共沸剂的要求?共沸剂用量的确定?7. 分离均相共沸物的双塔双压法流程及二元非均相共沸精馏流程。
8. 请指出共沸精馏与萃取精馏的主要异同。
第四节吸收和蒸出过程1. 基本概念:吸收因子/蒸出因子2. 吸收的分类?吸收塔内组分分布特点?3. 平均吸收因子法计算吸收过程。
4. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。
第六章第三节分离顺序的选择确定分离顺序的经验法有哪些?第七章其他分离技术1.催化精馏实质是什么?有何特点?2.简述溶液结晶过程。
3.常用的固体吸附剂有哪些?简述两床变压吸附过程。
4.膜分离定义是什么?举例说明膜分离在工业上的运用。
复习思考题(一)填空题1、常用的汽液相平衡关系为()。
2、相对挥发度的定义为两组分的()之比,它又称为()。
3、活度系数方程中A可用来判别实际溶液与理想溶液的()。
4、一定压力下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化产生第一个汽泡的温度叫()。
5、一定温度下压缩气体混合物,当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫()。
6、计算泡点温度时,若£k,x,>i温度应调()。
7、在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属()。
8、单级分离是指两项经()后随即分离的过程。
9、若组成为z,•的物质,£ z < 1时其相态为()。
10、在进行闪蒸计算时,需判断混合物在指定温度和压力下是否处于()。
(二)选择题1、平衡常数计算式K「=P;/p在()条件下成立。
a.气相是理想气体,液相是理想溶液b.气相是理想气体,液相是非理想液体c.气相是理想溶液,液相是理想溶液d.气相是理想溶液,液相是非理想溶液2、汽液相平衡K值越大,说明该组分越()oa,易挥发 b.难挥发 c.沸点高 d.蒸气压小3、当汽相为理想气体混合物,液相为非理想液体时,其汽液相平衡关系为()。
A V八Ia.Py,=P,°x,b.c. Py,=Y,.P,0^.d. P(p y=P(pi4、关于溶液的蒸汽压大小说法正确的是()oa,只与温度有关 b.不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关c.不仅与温度和各组分的浓度有关,还与溶液的数量有关d.与上述因素均无关5、当把一个气体溶液冷凝时,开始产生液滴的点叫作()。
a.露点b.临界点c.泡点d.峪点6、计算溶液泡点时,若则Z K,X,T>0说明()。
a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高d.正好露点7、在一定温度和压力下,由物料组成计算出的£K,X,-I>O,且£(Z,./K,)-I<O该进料状态为()。
a.过冷液体b.过热气体c.汽液混合物d.饱和液体8、进行等温闪蒸时,对满足()条件时系统处于两相区。
《生化分离工程》思考题及习题第一章绪论2、生化分离工程有那些特点?3、简述生化分离过程的一般流程?第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么?主要有那几种方法?2、何谓絮凝?何谓凝聚?各自作用机理是什么?3、发酵液中去除杂蛋白的原因是什么?方法主要有那些?7、何谓密度梯度离心?其工作原理是什么?第三章细胞破碎法1、革兰氏阳性菌和阴性菌在细胞壁在组成上有何区别?2、细胞破碎主要有那几种方法?3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点?4、何谓化学破碎法?其原理是什么?包括那几种?5、何谓酶法破碎法?有何特点?常用那几种酶类?第四章萃取分离法1、何谓溶媒萃取?其分配定律的适用条件是什么?2、在溶媒萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取?3、何谓乳化液?乳化液稳定的条件是什么?常用去乳化方法有那些?5、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D, 现用醋酸丁酯进行多级萃取。
已知平衡常数K=57.0,料液流量450升/时,有机相流量20升/时。
为达到此抗生素收率为98%的要求,需要多少级的萃取过程?(计算题)8、何谓双水相萃取?双水相体系可分为那几类?目前常用的体系有那两种?9、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离?第五章沉淀分离法1)何谓盐析沉淀?其沉淀机理是什么?有何特点?2) 生产中常用的盐析剂有哪些?其选择依据是什么?3) 何谓分步盐析沉淀?4)何谓等电点沉淀?其机理是什么?pH是如何影响pI的?第六章吸附分离法1、吸附作用机理是什么?2、吸附法有几种?各自有何特点?5、已知80g的活性炭最多能吸附0.78 mol腺苷三磷酸(ATP),这种吸附过程符合兰缪尔等温线。
其中b=2.0×10E3mol/L,请问在1.2L的料液浓度为多少时才能使活性炭吸附能力达90%? (计算题)★第七章离子交换法1、何谓离子交换法(剂)?一般可分为那几种?2、离子交换剂的结构、组成?按活性基团不同可分为那几大类?3、pH值是如何影响离子交换分离的?5、在离子交换层析分离过程中,离子交换剂是如何选择的?6、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么?7、软水、去离子水的制备工艺路线?★第八章膜分离技术2)膜在结构上可分为那几种?膜材料主要用什么?3)简述微滤、超滤、纳滤及反渗透膜在膜材料、结构、性能、分离机理及其应用等方面的异同点5)何谓浓差极化现象?它是如何影响膜分离的?减少浓差极化现象的措施?6)膜的清洗及保存方法有那几种?7)膜分离设备按膜组件形式可分为几种?相比较的优缺点?第九章层析技术1)何谓色层分离法?可分为那几大类?4)何谓亲和色层分离法?亲和力的本质是什么?亲和色层中常用的亲和关系有那几种?5)何谓疏水作用层析?其最大的特点是什么?6)凝胶层析的原理是什么?何谓排阻极限?第十章电泳技术2、聚丙稀酰胺凝胶电泳的原理什么?影响其操作的因素主要有那些?3、SDS聚丙稀酰胺凝胶电泳原理是什么?有何应用?第十一章结晶法2、何谓过饱和度?饱和度形成有那几种方法?4、结晶法与沉淀法相比较有何区别?综合题1、已知某一氨基酸G是一酸性氨基酸,水溶性随温度升高而升高,pI=6.2,在中性和酸性条件下较稳定。
分离工程习题与思考题第二章精馏1.欲分离苯(1)-甲苯(2)-二甲苯(3)三元混合物,精馏塔的进料、塔顶和塔釜产品的组成如下:组成mol分率塔顶塔底进料苯0.9950.0050.600甲苯0.0050.7440.300二甲苯0.0000.2510.100的操作压强为1atm(绝对)。
试求:1)塔顶分凝器温度和塔釜温度;2)若进料温度为92℃,判断进料状态。
假定液相服从拉乌尔定律,汽相可当作理想气体,三个组分的蒸汽压分别按下式计算:苯:lnp1S=15.90082788.51/(T52.36)S=16.01373096.52/(T53.67)(piSmmHg, TK)甲苯:lnp22.异丙醇(1)-水(2)系统的无限稀释活度系数为γ1=9.78,γ2=3.22,试用此对数值计算Wilon常数Λ12和Λ21,并由此计算某1=0.1665(mole分率)时的汽相组成y1和泡点温度tB。
系统处于常压(设为1atm绝对压)。
已知:异丙醇和水的蒸汽压方程可分别用下列各式计算:∞∞异丙醇:lnp1S=18.69293640.20T53.54(PmmHg,TK)3816.44S=18.3036水:lnp2T46.13(提示:试差求Λ12和Λ21时,可取初值Λ12=0.1327)3.用常规精馏塔分离下列烃类混合物:组分:Mol%:CH40.52C2H424.9C2H68.83C3H68.7C3H83.05nC4H1054.0工艺规定塔顶流出液中C4浓度不大于0.002,塔釜残液中C3H8不大于0.0015,试应用清晰分割法估算塔顶和塔底产品的量和组成。
分离工程4.设工艺规定C3H6为轻关键组分,C4为重关键组分,上题料液在常规精馏塔中分离,要求C3H6在塔顶的收率为0.99,C4在塔底的收率为0.995。
假设轻组分全部从塔顶馏出。
试计算:(1)用Underwood方程计算Rm和C3H6在塔两端产品中的分布,算出两端产品的量和组成(设F=100Kmol/h,泡点进料)。
分离工程课程 思考题1.试分析:平衡分离过程和速率分离过程,在分离机理、过程计算等方面的主要区别。
分别举例说明,采用能量分离剂和质量分离剂的分离过程的分离机理。
2.气液相平衡系统分几类?各类相应的i K 的计算式怎样?3.工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条?各自的i K 计算式怎样?4.何谓真实气体的理想溶液?当气液两相均可作为理想溶液处理时,i K 取决于哪些因素?5.应用状态方程计算L i ϕ和V i ϕ的方程相同,那么如何确定算得的结果是L i ϕ和V i ϕ?6.现有乙烷、丙烷和异丁烷组成的三元混合物,采用SRK 状态方程计算它们的相平衡常数i K ,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?7.由乙醇、水、正丙烷组成的三元混合物,采用Wilson 活度系数和Virial 方程计算气相逸度系数,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?8.以局部组成概念为基础的活度系数方程用来预计多元系的气液平衡,比起Wohl 型一类方程有哪些优点?9.本课程教材中介绍的泡点计算的框图用来计算压力不十分高系统泡点十分有效,试分析原因。
10.如何比较简单地判别一个混合物状态?试归纳相态判别的关系式。
11. 等温闪蒸的编程计算,采用目标函数何迭代变量是什么?用它们有什么优点?12.试推导多级平衡分离过程的MESH 方程组。
13.编程计算求解多级平衡分离过程的要点是什么?试以Wang - Hanke 法为例进行剖析并由此说明算法的局限性。
14.三对角线的BP 法和SR 法的框图怎样?两法各自适用的物系是哪些?15.全变量迭代法是求解多级精馏分离的常用算法。
按照Naphtali-Sandholm 的建议,迭代变量和对应的剩余函数是如何排列的?为什么要这么安排?16.总结一下,进行多组分精馏的简捷计算,需要掌握哪些资源?17.何谓关键组分?精馏分离的多元混合物可能含有哪些组分?18.有A ,B ,C ,D (以挥发度递减次序排列)四组分组成的料液加入精馏塔中进行分离。
制药分离工程思考题汇总(1)——绪论部分1. 分离过程一般可分为哪几类?各类过程的特点是什么?2. 分离技术在制药过程中的任务和作用是什么?3. 与化工分离过程相比,制药分离纯化过程的内容、工艺和设备有何特点?4. 选择制药分离工艺技术的主要原则有哪些?5. 制药分离技术的发展趋势包括哪些方面?6. 常见分离纯化技术的技术成熟度及其在制药工业中的应用情况如何?——膜分离部分1. 膜分离的原理和特点是什么?2. 常见的固体膜分离技术有哪些?3. 对称膜、非对称膜结构上有什么区别?4. 超滤过程产Th浓差极化现象的原因是什么?溶质膜浓度达到凝胶浓度时膜通量与主体浓度呈什么关系?5. 微滤、超滤、纳滤和反渗透的截留分子量范围分别为多少?6. 常见的膜组件有哪几种形式?7. 影响超滤速率的的主要因素有哪些?8. 超滤中为什么常常采用错流的流动方式?9. 膜分离技术在制药工业中有哪些应用?思考题一一精馄部分1. 间歇精馄与连续精馄的异同点有哪些?2. 为什么制药工业中常常采用间歇精馄?其基本操作方式有哪两种?分别有何特点?3. 回流比恒定间歇精馄的塔顶与塔釜组成随时间的变化规律如何?顶温与釜温呢?4. 水蒸气蒸8留的基本原理是什么?5. 溶于水的物质是否可以用水蒸气蒸8留?为什么?6. 分子蒸馄与普通蒸馄在原理上有何不同?7. 分子蒸馄的分离因子与普通蒸馄的分离因子之间是什么关系?8. 水蒸气蒸馄、分子蒸8留技术在制药工业中有哪些应用?思考题一一结晶1. 何为晶体的自范性和均匀性?2. 结晶过程的特点有哪些?3. 什么是同质多晶现象?对多晶型药物,为什么要求明确晶型与药效的对应关系?4. 溶液的稳定区、介稳区和不稳定区的特点是什么?实际的工业结晶过程需控制在哪个区?5. 正溶解度曲线和负溶解度曲线的特点分别是什么?6. 何为结晶过程的初级成核和二次成核?工业结晶过程的主要成核机理是哪种?7. 按过饱和溶液产Th方法,溶液结晶过程主要分为几种?分别有什么特点?8. 如何选择重结晶溶剂?。
1-2 分别给出生物制药、化学制药以及中药制药的含义。
生物药物是利用生物体、生物组织或其成分,综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。
广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。
化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得(称全合成);或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得(称半合成)。
中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主,但自古以来也有一部分中药来自人工合成(如无机合成中药汞、铅、铁,有机合成中药冰片等)和加工制成(如利用生物发酵生产的六神曲、豆豉、醋、酒等,近年来亦采用密环菌固体发酵、冬虫夏草菌丝体培养、灵芝和银耳发酵等)。
1-5 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。
1-10 试按照过程放大从易到难的顺序,列出常用的8种分离技术。
1-11 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中,最容易放大的是哪一种?最不容易放大的又是哪一种?1-12 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中,技术成熟度最高的是哪一种?最低的又是哪一种2-1简述植物药材浸取过程的几个阶段。
①浸润、渗透阶段,即溶剂渗透到细胞中②解析、溶解阶段,解析即溶剂克服细胞成分之间的亲和力③扩散、置换阶段,包括分子扩散和对流扩散2-4选择浸取溶剂的基本原则有哪些,对常用的水和乙醇溶剂适用范围进行说明。
①对溶质的溶解度足够大,以节省溶剂用量②与溶质之间有足够大的沸点差,以便于溶剂采用蒸馏方式回收利用③溶质在溶剂中扩散系数大和粘度小④价廉易得,无毒,腐蚀性小生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、唐、树胶、色素、多糖类(果胶、粘液质、菊糖、淀粉),以及酶和少量挥发油都能被水浸出,选择性相对差,容易引起有效成分水解。