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2007—2008学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准页脚内容二、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 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ）（A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （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5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ A ）（A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （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。
当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为 （ C ）（A ）y 2上升，下降 （B ）y 2下降，上升 （C ）y 2上升，不变 （D ）y 2上升，变化不确定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。
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。
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。
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（kL ）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L）。
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。
式中： K——相平衡常数；i——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。
Ki =yi/xi。
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。
3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。
2014年天津大学化学工艺复试-分离工程（化工分离过程）
1.讨论萃取精馏中的萃取剂的作用。
2.关于吸收塔的影响因素，温度、压力、液气比。
3.平衡分离过程与速率分离过程的区别。
4.讨论普通精馏不适用的场合。
5.例举当前2种气体分离热点，并举出各自的分离技术。
6.应用molecular，thermodynomics，transport properties的差异而实现的分离技术例举。
7.水处理的三种方式，并说明他们的机理、优点和面临的挑战。
注意一下：7道题目中，只有4和5的题目是中文，其余题目都是英文，但是答题可以是中文。
对比化工热力学，分离真的很简单。
考场里考分离的基本半个小时就答完了，热力学的计算什么的感觉还是很麻烦的。
考分离的孩子们，只要认真看看姜忠义老师的双语课件就行了，本校的都知道，网上也有。
没必要看书的。
关于面试大家放轻松，有的面试时间长，有的短。
面试按成绩排名，我是小组第二个，第一个面了40分钟左右，我面了30分钟左右，后面的时间不怎么清楚。
面试的时候，一开始先是有个老师英语提问，生活啊目标啊理想啊。
之后，分成两部分，一部分问了实验，我问的是精馏实验，第二部分问的ICHEME，外校的孩子应该会问毕业设计，问的蛮详细的。
老师都很和蔼，虚心接受老师的意见和批评。
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；ψ——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 =yi/xi。
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。
7.1.1 最小分离功分离的最小功表示了分离过程耗能的最低限。
最小分离功的大小标志着物质分离的难易程度，实际分离过程能耗应尽量接近最小功。
图 7-1 连续稳定分离系统由热力学第一定律：(7-1)和热力学第二定律（对于等温可逆过程）：(7-2)得到等温下稳定流动的分离过程所需最小功的表达式：（ 7-3 ）即或表示为自由能的形式：（ 7-4 ）或表示为逸度的形式：（ 7-7 ）一、分离理想气体混合物对于理想气体混合物：(7-8) 对于由混合物分离成纯组分的情况：（ 7-9 ）在等摩尔进料下，无因次最小功的最大值是 0.6931 。
对于分离产品不是纯组分的情况：过程的最小分离功等于原料分离成纯组分的最小分离功减去产品分离成纯组分所需的分离功。
[例7-1]二、分离低压下的液体混合物（ 7-10 ）对于二元液体混合物分离成纯组分液体产品的情况：（ 7-11 ）可见，除温度以外，最小功仅决定于进料组成和性质，活度系数大于 1 的混合物比活度系数小于 1 的混合物需较小的分离功。
当进料中两组分不互溶时，—W min,T =0 。
[例7-2][例7-3]7.1.2 非等温分离和有效能当分离过程的产品温度和进料温度不同时，不能用自由能增量计算最小功，而应根据有效能来计算。
有效能定义：有效能是温度、压力和组成的函数。
稳态下的有效能平衡方程：（ 7-18 ）等当功：（ 7-19 ）系统的净功（总功）：（ 7-20 ）过程可逆时，可得最小分离功：（ 7-21a ）该式表明，稳态过程最小分离功等于物流的有效能增量。
7.1.3 热力学效率和净功消耗分离过程的热力学效率：系统有效能的改变与过程所消耗的净功之比。
(7-22)普通精馏操作（图 7-2）过程所消耗的净功：图 7-2 普通精馏塔(7-23)实际分离过程，热力学效率必定小于 1 。
试求20 ℃ 、 101.3kPa 条件下，将 lkmol 含苯 44% （摩尔）的苯－甲苯溶液分离成纯组分产品所需的最小分离功。
一、填空题（31*1）1、化工分离过程按照被分离物系的性状可分为机械分离和传质分离，传质分离过程根据物理化学原理的不同可分为平衡分离和速率控制分离两大类。
2、吸附全过程包括外扩散、内扩散、吸附、脱附和反应等五个过程，影响吸附速率的主要因素是体系性质、操作条件和两相组成。
3、常用的极性吸附剂有硅胶、活性氧化铝、有机树脂等几种，非极性吸附剂主要有活性炭和炭分子筛，目前选择性最好的是吸附树脂。
4、离子交换树脂主要有强酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂和复合型离子交换树脂等几类（按活性基团性质），大孔型的树脂主要是用于吸附和分离纯化。
具有解盐能力的树脂是强碱型阴离子交换树脂和强酸型阳离子交换树脂。
5、进行反渗透的两个必要条件是压差和半透膜；而进行电渗析的两个必要条件是直流电场和离子交换膜。
6、超临界流体具有近似于液体的密度与溶解能力和近似于气体的粘度与扩散性能。
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。
8. 超滤是以压力差为推动力，按粒径不同选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
9,分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。
10,泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。
11,新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
12,分离剂可以是（能量）和（物质）。
13,超临界流体具有类似液体的（溶解能力）和类似气体的（扩散能力）。
14,常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。
15,物理吸附一般为（多层）吸附。
16,化学吸附一般为（单层）吸附。
17,化学吸附选择性（强）。
18,物理吸附选择性（不强）19,吸附负荷曲线是以（距床层入口的距离）横坐标绘制而成。
20,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。
天津大学化工学院2003级“化工分离过程”期末试卷答案一概念题（35分）1 填空题（19分）1) 分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
其中传质分离过程的特点是过程中有质量传递现象发生。
常见的传质分离过程有精馏、吸收、萃取。
2) 在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算液相组成外，在内层循环中用S-方程计算级温度，而在外层循环中用H-方程计算汽相流率。
3) 效率常见的表示方法有全塔效率、默弗里板效率和点效率。
4）影响气液传质设备处理能力的主要因素有液泛、雾沫夹带、压力降和停留时间。
5) 常见的精馏节能技术有多效精馏、热泵精馏、采用中间冷凝器和中间再沸器的精馏和SRV精馏。
2选择题（6分）1）常压下a) 物系的相平衡常数更适合于用公式K i = p i s / P计算。
a) 苯-甲苯b) 甲醇-水2）假设相对挥发度与组成关系不大且不同组分的塔板效率相同，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的组分分配比。
a) 高回流比b) 低回流比c) 全回流d) 最小回流比3）多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有 b) 个关键组分，多组分吸收过程最多只能有a) 个关键组分。
a) 1 b) 2 c) 3 d) 44)在二元精馏中，易挥发组分表面张力小于难挥发组分的物系宜采用a) ，反之宜采用b) 。
a) 泡沫接触状态b) 喷射接触状态3判断题（10分）1）分离因子相对于汽液平衡常数而言，随温度和压力的变化不敏感。
(√ )2）若轻、重关键组分是挥发度相邻的组分，则由Underwood公式可得出不止一个R m。
（×）3）由芬斯克公式可看出，最少理论板数与进料组成有关，且公式计算的精确度在很大程度上取决于相对挥发度数据的可靠性。
（×）三 计算题 （40分）1 （6分） 计算塔顶全凝器单元的固定设计变量数和可调设计变量数。
