多组分分离顺序的选择
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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。
第六章微相分离多组分聚合物体系Scott扩展到聚合物共混体系均聚物共混时,混合的自由能变化为Flory-Huggins 的高分子溶液统计热力学理论溶剂A和高分子B混合时的自由能变化:v 为体积分数,n 为摩尔分数,χ1为HUggis 参数Φ为体积分数, V R 为摩尔链节体积,V 为总体积。
N:聚合度¾高分子体系中微相形态的演化非常缓慢,在样品制备过程中如果体系偶然陷落到某些非稳定状态,就比较难以转变到热力学稳定态¾实验观测与理论计算¾自洽场理论(self-consistent field theory, SCFT):平均场理论,忽略热涨落¾决定嵌段共聚物微相分离的结构参数:嵌段共聚物微相分离时的嵌段混合焓正比于嵌段间的相互作用参数;微相分离的熵变与嵌段共聚物的聚合度(N)相关;嵌段共聚物组成也是影响相分离时的混合焓和混合熵的重要因素。
嵌段共聚物的组成(体积分数)f和组合参数反映了嵌段共聚物微相分离趋势的强弱对称嵌段共聚物¾自洽场理论的核心思想:对高分子链进行“粗粒化”(coarse-graining)处理¾把一个高分子看成是在空间中运动的“粒子”所走过的一条“路径”。
对含大量高分子的体系,把各个高分子之间的复杂的多体相互作用简化为一个共同的外加势场的作用。
¾1965年Edwards 自回避行走的高分子的线团尺寸(自回避行走的高分子在空间中的形状可以由一个在外场中进行扩散运动的粒子所走过的路径来表示,并且这个粒子的运动方程正好是薛定谔方程。
(高分子形态问题与量子力学之间的深刻联系)R∝N3/5g自洽场理论计算得到的两嵌段高分子本体的热力学相图(谱方法在Fourier空间严格求解)强分离限区域χN>100, S(立方体心相)、C(六方堆积柱分散相)和L(交替分层相)弱分离限区域CPS、S、C、G(双连续立方螺旋相)和L均相区χN<10.5M. W. Matsen, M. Schick. Phys. Rev. Lett., 1994, 72, 2660三嵌段(ABC )聚合物f A 、f B 、NCore-shell sphere/cylinderSpheres in lamellae Rings on cylinderABC线性嵌段高分子在两维空间中的微相形态(a)层状相;(b)柱状相;(c)核-壳结构的柱状相;(d)四方相;(e)和(f)两种含球状相的层状相;(g)含球状相的柱状相Qiu F, et. al., Phys. Rev. E, 2004, 69, 1803动态密度泛函理论(自组装演化动态过程)稀溶液的组装由于嵌段弹性体中聚苯乙烯(PS )内聚能密度较大,两端的PS 嵌段分别与其它链上的PS 嵌段聚集在一起,形成相畴为10~30nm 的球状物(称为微区),作为物理交联点分散在聚丁二烯(PB)的连续相中。
模拟试1题—1一、 填空1. 分离过程所加的分离媒介是 和 。
2. 相平衡常数K i 的定义是 。
3. 在变量分析中,固定设计变量通常指 。
4. 精镏中要指定 个关键组分,而吸收指定 个。
5。
用Underwood 法求R m 时,θ的取值范围是 。
6. 在多组分吸收中,理论板一定时,吸收因子大的组分,吸收程度 ;分离要求一定时,若关键组分吸收因子大,理论板数 .7。
当某组分在 中不存在时,该组分的相对吸收率与吸收率相等.8. 化学吸收中瞬时反应将在 完成,反应速率 传递速率。
9。
逐板计算法中,计算起点的确定以 为计算起点。
10。
塔板效率有多种表示方法,常用的三种方法有 。
11. 精镏和吸收操作在传质过程上的主要差别是 。
12。
影响气液传质设备处理能力的主要因素有 、 、 和 等。
13. 分离成非纯产品比分离成纯产品消耗的最小功 。
14. 超滤是以 为推动力,按 选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
二、分析与推导 1. 一单极分离如图所示(1) 通过分析得出设计变量数,并回答如何指定;(2) 用物料衡算与平衡关系推导1)1(+-=ii ij j jv f v f α (式中:j j i i j j i i Vy v Vy v FZ f FZ f ====)2。
溶液中组分在压力P 时形成均相共沸物,推导该共沸物中任意组分i 的活度系数0i i p p=γ。
3. 原溶液C 组分萃取精馏,加溶剂S , 由相对挥发度定义推导溶剂对非溶剂的相对挥发度表达式:∑∑==α=βc i iis c i i x x 11. 三、简答1。
活度系数法计算气液平衡常数的通式为:]RT )p p (v exp[pp x y K s i L i ,m v i s i s i i i i i -==ΦΦγ 从以下几种情况讨论气液平衡常数的简化形式: (1) 气相为理想气体,液相为理想溶液;(2) 气相为理想气体,液相为非理想溶液;(3) 气相为理想溶液,液相为理想溶液;2。