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化学分离工程课后答案刘嘉琪1、关于前胡，说法正确的有（多选）（）*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案)C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂2、香豆素衍生物最常见的羟基取代位置是（）[单选题] *AC7位(正确答案)BC5位CC3位DC6位3、所有游离香豆素均可溶于热的氢氧化钠水溶液,是由于其结构中存在（）[单选题] * A异戊烯基B酮基C内酯环(正确答案)D酚羟基对位活泼氢4、牛蒡子属于（）[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D黄酮类5、临床用于上呼吸道抗菌消炎的是（）[单选题] *A穿心莲内酯(正确答案)B青蒿素C莪术醇D薄荷脑6、E何首乌(正确答案)下列不含蒽醌类成分的中药是（）* A丹参(正确答案)B决明子C芦荟D紫草(正确答案)7、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是（）[单选题] * A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)8、E与水任意比例相溶(正确答案)不耐热成分不宜采用的提取方法是（）* A浸渍法B渗漉法C煮法(正确答案)D回流提取法(正确答案)9、挥发油可析出结晶的温度是（）[单选题] *A0～-20℃(正确答案)B0～10℃C0～20℃D0～15℃10、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目11、挥发油的溶解性难溶于（）[单选题] *A水(正确答案)B乙醇C石油醚D乙醚12、二萜的异戊二烯单位有（）[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个13、由两个苯环通过三碳链相互连接成的具有6C-3C-6C基本骨架的一系列化合物是（）[单选题] *A苷类B黄酮类(正确答案)C醌类D生物碱类14、纸色谱是分配色谱中的一种，它是以滤纸为（），以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
“化工分离过程”考资料1. 陈洪钫. 基本有机化工分离工程. 北京: 化学工业出版社, 1981.2. 陈洪钫, 刘家祺. 化工分离过程. 北京: 化学工业出版社, 1995.3. 刘家祺, 姜忠义, 王春艳. 分离过程与技术. 天津: 天津大学出版社, 2001.4. 刘家祺. 分离过程. 北京: 化学工业出版社, 2002.5. 李淑芬, 姜忠义. 高等制药分离工程. 北京: 化学工业出版社，2004.6. 刘家祺. 传质分离过程. 北京: 高等教育出版社, 2005.7. 刘家祺. 分离过程与模拟. 北京: 清华大学出版社, 2007.8. 史季芬. 多级分离过程——蒸馏、吸收、萃取、吸附. 北京: 化学工业出版社, 1991.9. 吴俊生, 邓修等. 分离工程. 上海: 华东化工学院出版社, 1992.10. 郁浩然. 化工分离工程. 北京: 中国石油出版社, 1992.11. 蒋维钧. 新型传质分离技术. 北京: 化学工业出版社, 1992.12. (日)大矢晴彦著，张瑾译. 分离的科学与技术. 北京: 中国轻工业出版社 1999.13. 邓修，吴俊生. 化工分离工程. 北京: 科学出版社, 2000.14. 耿信笃. 现代分离科学理论导引. 北京: 高等教育出版社, 2001.15. 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McGraw-Hill Professional, 2007.网上资源：1. 泡露点及闪蒸过程计算Free Software about bubble point and dew point1.1 Flash Calculator/chemsim.htm#FTTech("FLSC") is a self-contained, easy-to-use product for getting single flash solutions and bubble or dew points. It contains Digital Analytics' vapor-liquid equilibrium database and modelling methodology which includes Peng-Robinson EOS, UNIFAC, and Wilson methods.1.2 ThermoSolver/education/Thermosolver/ThermoSolver is a software program which accompanies the textbook Engineering and Chemical Thermodynamics by Milo Koretsky. This software allows students to perform complex thermodynamics calculations, and explore thermodynamics for systems which would be impossible to solve without a significant investment in programming.•Thermodynamic properties for 350+ compounds are provided.•Saturation pressure calculator can be used with 338 species in the database. •Solver for the Peng-Robinson and Lee-Kesler equations of state is provided. •Fugacity coefficients can be solved for pure species or mixtures.•Models for Gibbs energy can be fit to isobaric or isothermal vapor-liquid equilibrium data. Sample data sets are provided. The results can be plotted.•Bubble-point and dew-point calculations can be made.•Equilibrium constant (KT) solver is provided.•General chemical reaction equilibria solver is provided.•Equations used in the calculation process can be viewed.1.3 BR AET Calculation Shareware/fractional-distillation/shareware.htmlThis program is a useful utility when estimating boiling points at reduced pressures. It allows the calculation of AET (Atmospheric Equivalent Temperature) by entering the actual temperature and pressure. The actual temperature can be calculated by entering the AET and the actual pressure.2．精馏过程计算2. Free Software about distillation2.1 /McCabe-Thiele.html2.2 Online Calculation of a Binary Distillation Column2.3 Pressure Swing Adsorption Calculator by James Ritter at the University of South CarolinaAdsorption and Chromatography Software at the University of Bath Basic programs and MS Excel spreadsheets employing the tanks in series modelNumerical Simulation of Nonlinear Multicomponent Chromatography Quattro Pro spreadsheet developed by D. D. Frey at UMBC. It's more sophisticated and accurate than the U. of Bath and UMCP software. Assorted online calculators for engineering problems3．膜分离过程计算3. Free Software about Membrane Separation3.1 Membrane Simulator Version 2.0/koros/index.php?do=resources3.2 Membrane Simulation 2.0/Default.asp?Category=Simulation4. 美国麻省理工学院“分离”开放课程网站(1) /OcwWeb/Chemical-Engineering/10-32Spring-2005/CourseHome/(2)/OcwWeb/Chemical-Engineering/10-445Summer-2005/CourseHome/。
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 第七章吸附........................................................ ............................. 33 第八章结晶........................................................ ............................. 34 第九章膜分离 ....................................................... .......................... 35 第十章分离过程与设备的选择与放大.. (36)第一章 绪论1. 列出 5 种使用 ESA 和 5 种使用 MSA 的分离操作。
《化工分离过程》参考资料一 选择题1. 计算溶液泡点时，若∑=>−Ci i i X K 101，则说明 CA.温度偏低B.正好泡点C.温度偏高2. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的∑=>−Ci i i X K 101，且∑=<c i i i K Z 11/，该进料状态为 CA.过冷液体B.过热气体C.汽液混合物 3. 计算溶液露点时，若01/<−∑i i K y ，则说明 AA.温度偏低B.正好泡点C.温度偏高4. 进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区 AA.∑∑>>1/1i i i i K Z Z K 且B.∑∑<>1/1i i i i K Z Z K 且C.∑∑><1/1i i i i K Z Z K 且D.∑∑<<1/1i i i i K Z Z K 且5. 萃取精馏时若泡和液体进料，则溶剂加入位置点：BA.精馏段上部B.进料板C.提馏段上部6. 当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用下列方法来调节 AA.加大回流比B.加大萃取剂用量C.增加进料量7. 液相进料的萃取精馏过程，应该从何处加萃取剂 DA.精馏段B.提馏段C.精馏段和进料处D.提馏段和进料板8. 当两个难挥发组分为关键组分时，则以何处为起点逐板计算 BA.塔顶往下B.塔釜往上C.两端同时算起9. 从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的()1/+j H L X X 比由提馏段操作线方程计算得更大，则加料板为 BA. j 板B. j+1板C. j+2板10.流量加和法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度 BA.热量平衡方程B.相平衡方程 C 物料平衡方程11.下列哪一个是速率分离过程（ C ）A.蒸馏B.吸收C.膜分离D.离心分离12.下列哪一个是平衡分离过程（ A ）A.蒸馏B.吸收C.膜分离D.离心分离13.lewis提出了等价于化学位的物理量（ A ）A.蒸馏B.吸收C.膜分离D.离心分离14.二无理想溶液的压力组成图中，P-X线是（ B ）A.曲线B.直线C.有最高点D.有最低点15.形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中，P-X线是（ D ）A.曲线B.直线C.有最高点D.有最低点16.完全不互溶的二元物系，当达到汽液平衡时，溶液的蒸气压力小（ A ）A.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17.完全不互溶的二元物系，沸点温度（ C ）A.等于P01B.等于P02C.等于P01+P02D.小于P01+P0218.完全不互溶的二元物系，沸点温度（ D ）A.等于轻组分组份1的沸点T1sB.等于重组分2的沸点T2sC.大于T1s小于T2sD.小于T1s19.当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（ C ）A.露点B.临界点C.泡点D.熔点20.当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（ A ）A.露点B.临界点C.泡点D.熔点21.等含节流之后（ D ）A.温度提高B.压力提高C.有气化现象发生,压力提高D.压力降低，温度也降低22.设计变量数就是（ D ）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23.约束变量数就是（ D ）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的和；D.变量之间可以建立的方程数和给定的条件.24.A、B两组份的相对挥发度αAB越小（ B ）A.A、B两组份越容易分离B.A、B两组分越难分离C.A、B两组分的分离难易与越多D.原料中含轻组分越多，所需的越少25.当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时（C ）A. 液相不能气化B.不能完成给定的分离任务C.气相不能冷凝D.无法操作26.如果二元物系，γ1<1,γ2<1,则此二元物系所形成的溶液一定是（C ）A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定27.如果二元物系，γ1=1,γ2=1,,,则此二元物系所形成的溶液一定是（ B ）A. 正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定28.如果二元物系，A12>0,A21<0,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.不确定29.如果二元物系，A12<0 ,A21>0,则此二元物系所形成的溶液一定是（C ）A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定30.如果二元物系,A12=0,A21=0,则此二元物系所形成的溶液一定是（ B ）A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定31.关于均相恒沸物的那一个描述不正确（ D ）A.P-X线上有最高或低点B.P-Y线上有最高或低点C.沸腾的温度不变D.部分气化可以得到一定程度的分离32.下列哪一个不是均相恒沸物的特点（ D ）A.气化温度不变B.气化时气相组成不变C.活度系数与饱和蒸汽压成反比D.冷凝可以分层33.关于恒沸精馏塔的下列描述中，那一个不正确（ B ）A.恒沸剂用量不能随意调B.一定是为塔项产品得到C.可能是塔顶产品，也可能是塔底产品D.视具体情况而变34.对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（ B ）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35.吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（ A ）A.塔的底部B.塔的中商C.塔的顶部36.平均吸收因子法（ C ）A.假设全塔的温度相等B.假设全塔的压力相等C.假设各板的吸收因子相等37.下列哪一个不是等温吸附时的物系特点（ D ）A.被吸收的组分量很少B.溶解热小C.吸收剂用量较大D.被吸收组分的浓度高38.关于吸收的描述下列哪一个不正确（ D ）A.根据溶解度的差异分离混合物B.适合处理大量大气体的分离C.效率比精馏低D.能得到高纯度的气体39.当体系的yi-yi*>0时（ B ）A. 发生解吸过程B.发生吸收过程C.发生精馏过程D.没有物质的净转移40.当体系的yi-yi*=0时（ D ）A.发生解吸过程B.发生吸收过程C.发生精馏过程D.没有物质的净转移41.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（C）A. 正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不一定42.关于均相恒沸物的那一个描述不正确（D）A.P-X线上有最高或低点B.P-Y线上有最高或低点C.沸腾的温度不变D.部分气化可以得到一定程度的分离43.吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（A）A.塔的底部B.塔的中商C.塔的顶部44.在吸收操作过程中，任一组分的吸收因子Ai与其吸收率Φi在数值上相应是（C）A.Ai<ΦiB.Ai=ΦiC.Ai>Φi45.下列哪一个不是吸收的有利条件（A）A.提高温度B.提高吸收剂用量C.提高压力D.减少处理的气体量46.下列哪一个不是影响吸收因子的物理量（D）A.温度B.吸收剂用量C.压力D.气体浓度47.平衡常数较小的组分是（D）A.难吸收的组分B.最较轻组份C.挥发能力大的组分D.吸收剂中的溶解度大48.易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（C）A.塔顶板B.进料板C.塔底板49.平均吸收因子法（C）A.假设全塔的温度相等B.假设全塔的压力相等C.假设各板的吸收因子相等50.当体系的yi-yi*=0时（D）A.发生解吸过程B.发生吸收过程C.发生精馏过程D.没有物质的净转移51.下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（ C ）A. 很早就被人们认识，但没有工业化B.可以分离气体混合物C.不能分离液体混合物D.是传质过程52.下列关于吸附剂的描述哪一个不正确（ C ）A.分子筛可作为吸附剂B.多孔性的固体C.外表面积比内表面积大D.吸附容量有限53.计算溶液露点时，若，则说明 AA.温度偏低B.正好泡点C.温度偏高54.进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区 AA.B.C.D.55.吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是 CA.提高压力B.升高温度C.增加液汽比D.增加塔板数56.最高恒沸物，压力增加使恒沸组成中汽花潜热小的组分 CA.增加B.不变C.减小57.当两个难挥发组分为关键组分时，则以何处为起点逐板计算 BA.塔顶往下B.塔釜往上C.两端同时算起58.从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的比由提馏段操作线方程计算得更大，则加料板为 BA. j板B. j+1板C. j+2板59.简单精馏塔是指 CA.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置B.有多股进料的分离装置C.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备60.约束变量数就是（ D ）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的和；D.变量之间可以建立的方程数和给定的条件.61.假设相对挥发度与组成关系不大，通过对若干不同组分系统的精馏计算结果分析研究发现，（ C ）下组分的分配比接近于实际操作回流比下组分的分配比。
《分离工程》本一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）1、分离过程可分为______________________ 、____________________________ 两大类。
2、在平衡分离过程中，平衡关系用分离因子表示为ij_______________ 。
分离因子在精馏中又称为__________________ ，在液液平衡中又称为____________________________ 。
3、_____________________________________________________________________________ 对于一四组分气液平衡物系而言，其自由度数f等于____________________________________ 。
4、吸收过程按溶质数多少可分为__________________ 和___________________________ ；按吸收温度状况可分为_________________________ 和_______________________________ 。
5、超临界流体萃取有___________ 、______________ 和____________ 等三种操作方法。
6闪蒸温度必须介于物系的________________________ 与______________________ 之间。
7、吸附剂的再生方法有___________ 、____________ 、_____________ 、_____________ 。
8结晶分离的传质推动力为_______________________________________________________ 。
9、膜分离过程按分离体系不同可分为_________________ 、_______________________ 。
按推动力不同可分为_______________ 、 _______________ 、_______________________ 。
化工分离过程-课后答案刘家祺————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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)第七章吸附 (33)第八章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第十章分离过程与设备的选择与放大 (36)第一章绪论1. 列出5种使用E SA 和5种使用MSA 的分离操作。
答：属于E SA 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M SA 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E SA 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(ES A)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k Pa?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N v;（2）有关变更量的独立方程数N c；（3）设计变量数N i;（4）固定和可调设计变量数N x ,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 ziT FP F V-2习题5附图V , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L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) 2Nc = 2c+3（3）Ni = N v– 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=N v-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N a：有06. 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？塔顶产物（2）如果有，请指出哪些附加变进料，227K，2068kPa量需要规定？解：N x u 进料c+2压力9N a u 串级单元 1传热 1合计 2 组分Kmol/hN2 1.0C1 54.4C2 67.6C3 141.1C4 54.7C6 33.392习题6附图塔底产物N V U = N x u+N a u= 20附加变量：总理论板数。
7. 附图为热藕合精馏系统，进料为三组分混合物，采出三个产品。
确定该系统：（1）设计变量数;（2）指定一组合理的设计变量。
解: N x u 压力N+M+1+1进料c+2合计N+M+c+4( c = 3 )N a u 串级 6分配器 1侧线 3传热2吸收塔V-1尾气T aP a冷却器E-2V-2加热器换热器泵E-1CO2+蒸汽蒸T b 出P b 塔水蒸气V-310N v u = N+M+3+4 = N+M+19习题7附图8. 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更量解: N x u 进料c+2压力N+M+1+1+1c+N+M+5N a u 串级 4 进料分配 1侧线 1传热4全凝器液M汽汽液 2产品1产品210习题14附图再沸器产品3全凝器N阀V-1产品19. 采用单个精馏塔分离一个三组分混合140kPaS 进料F22再沸器产品240200℃1140kPa阀20Kmol/h苯261.510甲苯84.6联苯 5.1299.95%(mol)苯87.2 kmol/h含进料中苯的1%204kPa冷却器习题8附图产品3习题9附图物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量?解: N X U 进料c+2压力40+1+1c+44 = 47N a u 3+1+1+2 = 7N v u = 54设计变量：回流比，馏出液流率。
1 2 3 s s s v = v i jvv=vL i i-3 1 -3 第二章 单级平衡过程1. 计算在 0.1013MP a 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。
λ12 - λ11 = -1035 .33; λ12 - λ22 = 977.83 λ23 - λ22 = 442.15 λ13 - λ11 = 1510 .14 ; λ23 - λ33 = -460.05; λ13 - λ33 =-1642 .81(单位：J/mol) 在 T =378.47K 时液相摩尔体积为： v L = 100.91⨯10 -3 m 3安托尼公式为：k m o l ；v L = 117.55 ⨯10 -3；v L = 136.69 ⨯10 -3 苯： l n P 1 = 20.7936 - 2788 .51 (T - 52.36) ； 甲苯： l n P 2 = 20.9065 - 3096 .52 (T - 53.67 )；对二甲苯： l n P 3 = 20.9891 - 3346 .65 (T - 57.84)；( P s : Pa ;T : K )解 1：由 W ilson 参数方程Λ ijL jexp [- (λ - λ ) iRT]v L Λ = 2exp [- (λ - λ) RT ] 12 L 11211= 117.55 ⨯10exp [- (- 1035 .33) (8.314 ⨯ 378.47 )] 100.91⨯10 -3=1.619L Λ 21 L 2exp [- (λ21 - λ22 )RT ]= 100.91 ⨯10exp [- (977.83) (8.314 ⨯ 378.47 )] 117.55 ⨯10 -3=0.629 同理： Λ13 = 0.838 Λ 23=1.010； Λ 31 = 1.244； Λ 32 = 0.995⎛ ⎫ ⎪Λ ki x k由 W ilson 方程 l n γ i = 1 - ln ∑ Λ ij x j ⎪ - ∑ ∑Λ x ： ⎝ j ⎭ k jkj jγ1= 0.9184；γ2= 0.9718；γ3= 0.99301 23 1 1v v v v v v 根据安托尼方程：P s = 0.2 0 7M 5由式(2-38)计算得：P a ； P s = 8.693 ⨯10 4Pa； P s = 3.823 ⨯10 4 PaK 1= 1.88； K 2= 0.834 ；K 3 = 0.375 如视为完全理想系，根据式(2-36)计算得：K 1 = 2.0 4 8 ； K 2 = 0.858 解 2：在 T =378.47K 下；K 3 = 0.377 苯： ln P s s= 20.7936 - 2788 .5 /(378.47 - 52.36) ；∴P s =207.48Kpas 甲苯： ln P 2 s = 20.9065 - 3096 .52 /(378.47 - 53.67) ；∴ P 2 =86.93Kpa s对二甲苯： l n P 3Wilson 方程参数求取= 20.9891 - 3346 .65 /(378.47 - 57.84) ；∴ P 3 =38.23Kpav L ∧ = 1λ - λ 100.91 ⨯ 10 -3 exp(- 12 11 ) =ex p(-- 1035 .33) = 1.193 12 L 2 RT 117.55 ⨯ 10 -38.314 ⨯ 378.47v L∧ = 2λ - λ 117.55 ⨯ 10 -3 exp(- 12 22 ) =exp(-977.83) = 0.854 21 L 1 RT 100.91 ⨯ 10 -38.314 ⨯ 378.47v L ∧ = 2 λ - λ 117.55 ⨯ 10 -3exp(- 23 22 ) = exp(- 442.15) = 0.747223 L 3 RT 136.69 ⨯ 10 -3 8.314 ⨯ 378.47v L∧ = 3 λ - λ 136.69 ⨯ 10 -3 exp(- 23 33 ) = exp(-- 460.05) = 1.346 32 L 2 RT 117.55 ⨯ 10 -38.314 ⨯ 378.47v L ∧ = 1 λ - λ 136.69 ⨯ 10 -3exp(- 13 11 ) = exp(-1510 .14) = 0.457 13 L 2 RT 100.91 ⨯ 10 -3 8.314 ⨯ 378.47v L∧ = 3 λ - λ 136.69 ⨯ 10 -3 exp(- 13 33 ) = exp(-- 1642 .81) = 2.283 31 L 1 RT 100.91 ⨯ 10 -38.314 ⨯ 378.47ln r = 1 - ln( x + ∧x + ∧ x ) - ( x 1 + ∧21 x 2 + ∧31 x 3 ) 1 1 12 2 133x 1 + ∧12 x 2 + ∧13 x 3 ∧21 x 1 + x 2 + ∧23 x 3 ∧31 x 1 + ∧32 x 2 + x 3= 1 - ln(0.3125 +1.193⨯ 0.2978 + 0.457 ⨯ 0.3897) - (0.31250.3125 + 1.193⨯ 0.2978 + 0.457 ⨯ 0.3897+ 0.854 ⨯ 0.2978 + 2.283⨯ 0.3897) 0.854 ⨯ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283⨯ 0.3125 + 1.346 ⨯ 0.2978 + 0.3897 = -0.09076∴r 1 =0.9132P P = = =ln r = 1 - ln( x ∧ + x + x ∧) - (x 1 ∧12 + x 2 + ∧32 x 3 )2 1 21 2 323x 1 + ∧12 x 2 + ∧13 x 3 ∧21 x 1 + x 2 + ∧23 x 3 ∧31 x 1 + ∧32 x 2 + x 3= 1 - ln(0.3125 ⨯ 0.854 + 0.2978 + 0.7472 ⨯ 0.3897) - (0.2125 ⨯1.1930.3125 + 1.193⨯ 0.2978 + 0.457 ⨯ 0.3897+ 0.2978 + 0.3897 ⨯1.346) 0.854 ⨯ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283⨯ 0.3125 + 1.346 ⨯ 0.2978 + 0.3897 = 0.0188∴ r 2 =1.019ln r= 1 - ln( x ∧ + x∧ + x )- ( x 1 ∧13+∧23 x 2+x 3)3 1 31 2 23 3x 1 + ∧12 x 2 + ∧13 x 3 ∧21 x 1 + x 2 + ∧23 x 3 ∧31 x 1 + ∧32 x 2 + x 31 - ln(0.3125 ⨯ 0.457 + 0.2987 ⨯1.346 + 0.3897) - (0.3125 ⨯ 0.4570.3125 + 1.193 ⨯ 0.2978 + 0.457 ⨯ 0.3897+ 0.7472 ⨯ 0.2978 + 0.3897) 0.854 ⨯ 0.3125 + 0.2978 + 0.7472 + 0.3897 2.283 ⨯ 0.3125 + 1.346 ⨯ 0.2978 + 0.3897 = 0.2431∴ r 3 =1.2752 故s K r P 1 1 1 P = 0.9132 ⨯ 207.48101.3 = 1.87s K r P 2 2 2 P = 1.019 ⨯ 86.93101.3 = 0.8744 s K r P 3 3 3 P = 1.2752 ⨯ 38.23101.3= 0.4813 而完全理想系：P sK 1= K 2 =K 3= 1P= 207.48101.3= 2.048s 2 P = 86.93101.3= 0.8581s3P = 38.23101.3= 0.3774 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)。
