大学化工分离工程教案 第7章 习题和解答

FLGC
活性氧化铝和分子筛的脱水性能比较
活性氧化铝:在水蒸气分压高的范围内吸附容量较高 沸石分子筛：在低水蒸气分压下吸附容量较高 因此，若要求水蒸气的脱除程度高，应选用？ 若吸附容量更为重要，则应选用？ 也可混用，先用氧化铝脱除大部分水，之后用分子筛进 行深度干燥。
FLGC
其他吸附剂
反应性吸附剂：能与气相或液相混合物中多组分进行化学 反应而使之去除。适用于去除微量组分（反应不可逆，不 能现场再生；吸附负荷高时，吸附剂更换过于频繁，不经 济）。 生物吸着剂：利用微生物将吸附的有机物氧化分解成二氧 化碳和水等，如工业废水的生化处理
FLGC
分子筛
分子筛亦称沸石，是一种晶态的金属水合铝硅酸盐晶体。
化学通式：Mex/n[(AlO2)x(SiO2)y]mH2O，其中Me阳离子，n 为原子价数，m为结晶水分子数 每一种分子筛由高度规则的笼和孔组成，它具有高度选择 性吸附性能，是由于其结构形成许多与外部相通的均一微 孔。
FLGC
根据原料配比、组成和制造方法不同可以制成各种孔 径和形状的分子筛。见课本表7-3。 强极性吸附剂，对极性分子如H2O、CO2、H2S等有 很强的亲和力，对氨氮的吸附效果好，而对有机物的 亲和力较弱。 分子筛主要用于气态物的分离和有机溶剂痕量水的去 除。
工业吸附剂可以是球形、圆柱形、片状或粉末状 粒度范围从50μm至1.2cm，比表面积从300至1200m2/g, 颗粒的孔隙度30%—85%, 平均孔径1-20nm 孔径：按纯化学和应用化学国际协会的定义，微孔孔径 小于2nm，中孔为2~50nm，大孔大于50nm
FLGC
1.密度
1）填充密度B（又称体积密度）: 是指单位填充体积的吸 附剂质量。通常将烘干的吸附剂装入量筒中，摇实至体积 不变，此时吸附剂的质量与该吸附剂所占的体积比称为填 充密度。

试题名称 ： 化工分离工程层次:(专升本) 专业： 年级： 学号： 姓名： 分数：一、填空题（本题共20空，每空1分，共20分） 1、分离工程分为()和()两大类。

2、对拉乌尔定律产生偏差的溶液称为()或()。

3、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（ ）。

在恒沸点两侧组分的挥发能力（ ）。

4、端值常数A 为()时体系为理想溶液，A 为()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（ ），侧线采出板的可调设计变量为（ 0 ）。

6、根据萃取精馏原理，通常希望所选择的萃取剂与塔顶组分形成具有（ ）偏差的非理想溶液，与塔底组分形成理想溶液或具有（）偏差的非理想溶液。

7、萃取精馏塔中，当原料以液相加入时，则提馏段中的溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段（），此时为了保证整个塔内萃取剂的浓度，常将部分溶剂随（）一起加入。

8、恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分( )，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（）出来。

9、在多组分精馏过程中，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（），与进料组成（）。

10、吸附负荷曲线是以（ ）为纵坐标绘制而成，透过曲线是以（）为纵坐标绘制而成。

二．选择题（本题共10题，每题2分，共20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。

精品文档7-1 ． 100g 水中溶解 1gNH 3 ，从手册查得 200 C 时 NH 3 的平衡分压为986.6Pa ，在此浓度以内服从亨利定律。

试求溶解度系数H （单位为 kmol m 3 kPa 1 ）和相平衡常数 m ，总压力为 100kPa 。

（答： H0.59kmol m 3 kPa 1 , m 0.943）解： c1 17 0.582kmol m 3 ，101 1000Hc 0.582 0.59mol Pa 1 m 3 ，Pe 0.9866y e7.4 760 0.0099 ，100 101.3x1 17 0.0105，1 10017 18my e 0.0099 0.943。

x0.01057-2 ． 10 0 C 时氧在水中的溶解度的表达式p *3.313 10 6 x , 式中 p 为氧在气相中的平衡分压， kPa ； x 为溶液中氧的摩尔分数。

空气中氧的体积分数为21% ，试求总压为101kPa 时，每 m 3 水中可溶解多少 g 氧？（答： 11.4g m 3 ，或 0.35mol m 3）解： Pe 0.21 101.3 21.3kPa ，xPe21.3 6.42 10 6 ，3.313 106 3.313 106c6.42 10 63211.4g m 3。

18 10006% ，7-3 ．用清水吸收混合气中的NH 3 ，进入常压吸收塔的气体含 NH 3 体积分数为 吸收后气体含 NH 3 体积分数为 0.4% ，出口溶液的摩尔比为0.012kmol NH 3 kmol 1 水。

此物系的平衡关系为 Y 2.52X 。

气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶 ΔY 20.00402 ，底 ΔY 1 0.034 ）解： Y 1y 10.060.064 ， Y 2y 20.0040.0402 ，1y 1 11y 2 10.060.004 塔底： Y e 2.52 X 2.52 0.0120.03024 ，塔顶： Y e 2.52 X 2.52 0 0 ， 塔顶气相推动力Y 20.00402 ，塔底气相推动力 Y 1 Y 1 Ye,1 0.0640.03024 0.034 。

［例2-3］求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。

B. 露点温度a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。

如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。

假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805.076.03==∑=i G y K K 。

查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。

解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25正已烷 0.45 0.65 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii K y x选正戊烷为参考组分，则56.1978.06.14=⨯=∑⨯=i G x K K由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6，1053.175.0267.00375.0≈=++=∑=∑∴iii K y x 故混合物在78℃。

［例2-7］进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。

求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。

解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。

由给定的 T 和 p ，从 p - T - K 图查 K i ，再采用上述顺序解法求解。

第二章习题一、填空题1.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。

固有分离因子是根据（）来计算的。

它与实际分离因子的差别用（）来表示。

2.分离过程分为( )和( )两大类。

传质分离过程分为（）和（）两大类。

下列属于机械分离过程是（），速率分离过程是（），平稳分离过程是（）。

（吸收、萃取、膜分离、渗透、过滤、离心分离、蒸馏）3.汽液相平衡是处理（）过程的基础。

相平衡的条件是（）。

Lewis 提出了等价于化学位的物理量（），它是（）压力。

4.气液相平衡常数定义为（）。

理想气体的相平衡常数与（）无关。

5.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。

在多组分精馏中塔顶温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

在多组分精馏中塔釜温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

6.低压下二元非理想溶液的对挥发度α12等于( )。

7.泡点温度计算时若∑Kixi>1，温度应调（）。

泡点压力计算时若∑Kixi>1，压力应调（）。

8.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。

若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时，其相态为（）。

若组成为Zi的物系,Kixi＜1时其相态为（）。

若组成为Zi的物系,∑Zi/Ki＜1时，其相态为（）。

9.绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（）产生，节流后的温度（）。

二、选择题1.溶液的蒸气压大小（）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2.对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明该物质沸点（）a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低3.汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小4.气液两相处于平衡时（）a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（ ）系统温度大于露点时，体系处于（ ）系统温度小于泡点时，体系处于（ ）。

y1
y2
第二次压力 惰化结束
y0
y1
PL
氧气的浓度为常数
y2 氧气的物质的量为常数
图7-2 压力惰化循环
时间
7.1 惰 化
• （2）确定过程
压力惰化过程计算公式与式(7-6)，式中，nL为在大气压下的 总物质的量(低压)；nH为加压下的总物质的量(高压)。但氧 气的初始浓度要以首次加压后的量计算，即加压状态下物质
惰化系统一般具有高（进惰性气体）、低（关闭）惰 化设置点。如LOC=10%，高点可为8%，低点为6% 。
7.1 惰化
• 4、惰化方法： 真空惰化、压力惰化、压力—真空联合惰化、采用不纯 氮气进行真空和压力惰化、吹扫惰化和虹吸惰化 。
A：真空惰化 • （1）操作过程：如图7-1所示
① 对容器抽真空； ② 采用氮气或二氧化碳等惰化气体消除真空直到容 器内恢复到大气压力； ③ 重复以上步骤直到达到所需要的氧化剂浓度（低 于LOC） 。
第7章 防火防爆设计
尽可能快地阻止火灾或爆炸的发生，可使火灾或爆 炸导致的破坏最小。这可以通过设计抵抗火灾爆炸效应 的过程设备（即控制管理中心）来实现，各种设计要素 属于附加的安全设计方法，经常用于一项新工程的早期 设计阶段，以及作为现有工厂安全改造的基础。
但在实践中，由于生产条件的限制或某些不可控因 素的影响，仅采取一种或几种措施是不够的，往往要采 取多方面的措施，以提高生产过程的安全程度。另外还 应考虑其他辅助措施，以便在万一发生火灾爆炸事故时， 减少危害的程度，将损失降低到最低程度，这些都是防 火防爆工作必须全面考虑的问题。
经过j次后加入的总的氮气的量为：
（7-7）
由式7-7计算所需使用的氮气的量，其中低压为：

萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元操作，在发酵和 其它生物工程生产上的应用也相当广泛，
❖ 萃取操作可以提取和增浓产物，使产物获得初步的纯化，甚 至获得纯的天然产物。
溶剂萃取法
利用一种溶质组分（如产物）在两个互不混溶的液相（如水 相和有机溶剂相）中竞争性溶解和分配性质上的差异来进行 分离操作的。
第七章 萃取 （Extraction）
萃取：利用物质在互不相溶的两相之间溶解度的不同，使
所需提取的生化物质有选择性地发生转移，集中到一相中， 而其它杂质（如中间代谢产物、杂蛋白等）分配在另一相中， 从而达到某种程度的提纯和浓缩。
反萃取：完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物 或便于下一步分离操作的实施，将目标产物从有机 相转入水相的操作就称为反萃取（Back extraction)
美国戴安公司 产ASE快速溶剂萃 取仪 ，可对固体、
半固体样品中的目 标分析物进行快速 全自动地萃取。系 统带有多项安全特 性以避免潜在的危 险。
德国产IKA固液萃取 仪，所需化学溶剂更少， 可减少废料处理费用。 全电脑控制，可同时进 行4个萃取过程。 labworldsoft软件组合， 可方便的建立自动化的 处理程序，一套软件可 同时控制八台仪器。
浸取的影响因素
1．相平衡 浸取过程中的相平衡用分配系数KD表示 KD ＝y / x
y——达到平衡时溶质在液相中的浓度 x——平衡时溶质在固相中的浓度 2．溶剂的选择
KD大且对目的物质的选择性高，溶剂的价格应低廉，无腐蚀性， 无毒，闪点高，无爆炸性，产品中易去除,容易回收。 3．增溶作用
原先不溶或难溶性的生物大分子物质向可溶性的、分子量较小的 生物物质转变，但不能过度。也有向不溶性转变的。 4．固体原料的预处理： 如粉碎、干燥等。

第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。

1. 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。

2. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。

3. 分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。

4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。

5. 固有分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。

它与实际分离因子的差别用（板效率来表示。

6. 汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。

相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。

7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。

8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。

9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。

10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。

11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。

12. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔），（用再沸器的蒸出塔），（用蒸馏塔）。

13. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。

14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。

15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。

16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。

17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。

18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。

19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。

《生化分离工程》思考题及习题第一章绪论1、何为生化分离工程bioseparation engineering/下游加工过程, biotechnology？其主要研究那些内容？2、生化分离技术依据的分离原理有哪些？3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、何为传质分离过程？5、简述生化分离工程的发展趋势。

6、亲和技术目前已衍生出那些子代分离技术？7、生化反应与生化分离耦合技术有那些特点？8、为何在生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？9、生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？10、设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？11、初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？12、如何除去蛋白质溶液中的热原质？13、生物分离为何主张采用集成化技术？14、若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？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、絮凝剂可分为那三种？有那些因素影响絮凝过程？4、在生化工业中常用的过滤方式那两种？各自有何特点？5、离心分离分那两大类？各自有何特点及用途？常用离心法有那几种？6、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？7、如何使用助滤剂?8、错流微滤与传统过滤相比有何优点？第三章细胞破碎法1、细菌细胞壁与真菌（酵母）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、何谓脂溶破碎法？其原理是什么？包括那几种？5、酶法细胞破碎常用那几种酶类？6、包涵体是如何产生的?如何使重组蛋白复性?7、如何测定细胞破碎程度？第四章沉淀法1.理解概念：盐溶，盐析2.常用的沉淀法有哪几种？3.生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？4.何谓分步盐析沉淀？5.有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点？第五章溶剂萃取法1、何谓溶剂萃取？其分配定律的适用条件是什么？2、在溶剂萃取过程中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？4、在发酵工业中，去乳化有何实际意义？5、理解概念：HLB，分配系数，分离因子，介电常数，带溶剂6、生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？7、pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？8、发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 如何有效消除乳化现象？9、什么叫超临界流体？10、为何在临界区附近，稍微改变流体的压力和温度，都会引起流体密度的大副变化？11、要提高超临界流体萃取的效率，可以考虑哪些方面？12、名词解释：胶束/反胶束13、影响反胶束萃取蛋白质的因素有哪些？第六章双水相萃取1、何谓双水相萃取？2、双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？3、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？4、影响双水相萃取的因素有那些？当电解质存在，PH是如何影响双水相萃取的？5、用双水相萃取细胞破碎（匀浆）液时，一般是把目标产物分布在上相，而细胞碎片、杂蛋白等杂质分布在下相，为什么？6、何谓双水相亲和萃取？第七章膜分离法1、何谓膜分离？主要有那几种膜分离方法？2、膜在结构上可分为那几种？膜材料主要用什么？3、膜组件在形式上有那几种？各自有何优缺点？4、为何说非对称性膜的发明为膜分离走向工业化奠定了基础？5、简述微滤、超滤膜、反渗透膜在膜材料、结构、性能及其应用等方面的异同点6、膜分离的表征参数有那些？何谓膜截留分子量？7、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？8、膜的清洗及保存方法有那几种？9、膜分离设备按膜组件形式可分为几种？相比较的优缺点？10、反渗透与超滤在分离机理上有何区别？11、超滤、反渗透膜分离主要有那些方面应用？12、比较膜分离技术与亲和层析技术的特点13、亲和剂由哪几部分组成？14、简述亲和膜分离的过程？15、液膜由哪几部分组成？各自的功能是什么？17、影响液膜稳定性的因素有哪些？第八章吸附法1、吸附作用机理是什么？2、吸附法有几种？各自有何特点？3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？4、影响吸附过程的因素有那些？5、何谓穿透曲线？6、膨胀床吸附的特点是什么？第九章离子交换法1、何谓离子交换法?一般可分为那几种?2、离子交换树脂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？3、离子交换树脂的命名法则是什么？4、离子交换树脂有那些理化性能指标？5、何谓真密度、湿真密度？6、大孔径离子交换树脂有那些特点？7、pH值是如何影响离子交换分离的？8、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子？9、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么？10、软水、去离子水的制备工艺路线？11、对生物大分子物质，离子交换剂是如何选择的？12、理解概念：交换容量，工作交换容量，膨胀度，湿真密度，交联度13、为何阴树脂交换容量用动态法测定而阳树脂用静态法测定？第十章色层分离1、何谓色层分离法？可分为那几大类？2、何谓保留值、分配容量K、分离度？3、色层图中分离度有那几种表示方法？4、层析剂有那几种？各自有何特点？5、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？6、何谓疏水作用层析？其最大的特点是什么？7、柱层析法与固定床吸附法有何异同点？8、苯硼酸亲和介质用于分离哪些目标物？原理是什么?9、凝胶层析分离机理是什么?10、亲和层析的机理是什么？11、配基偶联后残留电荷对分离有何影响？如何消除？12、小分子配基为何需插入手臂？13、何谓色层分离法？可分为那几大类？14、简述柱层析系统的工艺流程。

《化工分离工程》练习题及参考答案一、选择题1. 当操作温度降低时，多组分吸收的吸收因子（）A. 增大B. 不变C. 减小D. 不能确定2. 能透过反渗透膜的是（）A. 溶剂B. 无机离子C. 大分子D. 胶体物质3. 汽相为理想气体，液相为理想溶液的体系，相平衡常数的计算式可简化为（）A. B. C. D.4. 下列哪一个膜分离过程不能用筛分机理来解释（）A. 微滤B. 反渗透C. 纳滤D. 超滤5. 多组分吸收中，难溶组分一般在（）被吸收A. 靠近塔釜几级B. 塔中部几级C. 靠近塔顶几级D. 全塔范围内被吸收6. 进行等温闪蒸时，温度满足（）时，系统处于两相区（T b：泡点温度，T d：露点温度）A. T<T dB. T d>T>T bC. T>T bD. T>T d7 简单绝热操作理论板的设计变量数是（）A. 4C+8B. 2C+3C. 2C+5D. 08. 下列哪一个是机械分离过程（）A. 精馏B. 吸收C. 电渗析D. 过滤9. 萃取精馏塔若饱和蒸汽进料，则萃取剂加入位置在（）A. 精馏段上部B. 进料级C. 提馏段上部D. 塔顶10. 多组分物系达到相平衡，下列说法错误的是（）A. 体系的熵达到最大值B. 自由焓达到最小值C. 相间没有传质D. 相间表观传递速率为零二、填空题1. 分离的最小功表示，最小分离功的大小标志着。

2. 相平衡的条件是汽液两相中、和相等。

3. 化工生产中将反应和分离相结合的一种操作称作。

4. 通常所说多组分精馏的FUG简捷计算法中，F代表Fenske方程，用于计算，U代表Underwood 公式，用于计算，G代表Gilliland关联，用于确定。

5. 对多组分物系的精馏分离，应将或的组分最后分离。

三、简答题1. 何为分离过程？分离过程的基本特征是什么？2. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。

参考答案一、选择题AAABCBCDAC二、填空题1. 分离的最小功表示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。

管国峰版化⼯原理课后习题答案第七章第六章习题1）1）苯酚（C 6H 5OH ）（A ）和对甲酚（C 6H 4（CH 3）OH ）（B ）的饱和蒸汽压数据为：试按总压P=75mmHg （绝压）计算该物系的“t —x —y ”数据。

此物系为理想物系。

分率）—，（解：mol y x Px p y p p p P x AA A BA BA 00=--=2）承第1题，利⽤各组数据，计算①在x=0⾄x=1范围内各点的相对挥发度αi ，取各αi 的算术平均值α，算出α对αi 的最⼤相对误差。

②以平均α作为常数代⼊平衡⽅程式算出各点的“y —x i ”关系，算出由此法得出各组y i 值的最⼤相对误差。

，计算结果如下：）（解：①iABipp/=α%46.1299.1299.1318.1318.1=-===∑最⼤误差niαα计，结果如下：按）（）318.1112αααiii x x y -+=60.2385.0385.0384.0-?-=-3）已知⼄苯（A ）与苯⼄烯（B ）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：式中p 0的单位是mmHg ，T 的单位是K 。

问：总压为60mmHg （绝压）时，A 与B 的沸点各为多少℃？在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。

此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率？CK T T Ln B t p pC K T T Ln A t p pB BA A0007.6985.34272.63/57.33280193.16608.6195.33495.59/47.32790195.1660)1==∴--====∴--==）（的沸点为，算得的令）（的沸点为算得的，令解：mmHgpLnp KC t mmHg p AA 81.6895.5915.338/47.32790195.1615.33865602000=∴--====）（，）639.060557.081.68557.092.4881.6892.486092.4872.6315.338/57.33280193.1600=?==--==∴--=A A BB y x mmHg pLnp ）（4）苯（A ）和甲苯（B ）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为式中p 0的单位是mmHg ，t 的单位是℃。

授课教案（Teaching plan）培养目标作为现代高等教育的发端，天津大学在一百一十多年的办学实践中，秉承“实事求是”校训和“严谨治学、严格教学要求”的双严方针，牢固树立学校以育人为本、育人以教育为先、质量是学校的生命线、教学工作在学校具有优先地位的理念。

强化教学管理，深化教学改革，逐步构建了具有天大特色的本科创新人才培养体系。

努力培养专业口径宽、理论基础厚、实践能力强、综合素质高，具有创新精神和国际视野的高层次人才，使之成为推动科技创新、经济发展、社会进步的栋梁。

本课程是高等学校化学工程及工艺专业（本科）的一门专业基础课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。

本课程主要讲授化工生产实际中复杂物系的分级、分离、浓缩、提纯等技术。

通过该课程的学习，使学生掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格计算方法以及强化改进操作的途径，并对一些新型分离技术有一定的了解，能够根据具体的分离任务和分离要求，选择适宜的分离方法，设计合理的分离序贯。

围绕本课程的实验教学、仿真实习、工程案例教学环节使分离理论与实践有机结合，显著增强了课程的工程实践特色，符合工科创新性人才的培养目标。

重点难点（1）课程的重点、难点化工分离过程属于理论性较强的课程，综合运用化工原理、物理化学、化工热力学、传递过程等课程的理论知识，针对化工生产中经常遇到的多组分非理想性物系，从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。

本课程着重基本概念的理解，为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。

在以基础知识、基本理论为重点的基础上，强调将工程与工艺相结合的观点，以及设计和分析能力的训练；强调理论联系实际，以提高解决实际问题的能力。

另外，在讲授传统分离技术的同时，还不断引进新型分离技术的有关内容，并逐渐加强其重要性，以拓宽学生在分离工程领域的知识面，从而适应多种专业化方向的要求。

难点在于本课程中应用到很多化工热力学和传递过程理论，内容较为深奥和抽象。

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《化工分离工程》
教案
～学年第学期
课程学时65
学院化学工程
课程名称化工分离工程专业化工工艺
主讲教师
③反应增加了溶质在液相中的溶解度，吸收剂用量少；
④反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体.
缺点:解吸困难，解吸能耗。

若反应为不可逆,反应剂不能循环使用，用途大受限制.
化学吸收（Chemical absorption)
溶质与吸收剂之间的化学反应对吸收过程具有显著影响。

主要特点:吸收过程中溶质进入液相后在扩散路径上不断被化学反应所消耗。

双膜理论
由W.K.Lewis 和W。

G。

Whitman 在上世纪二十年代提出，是最早出现的传质理论。

双膜理论基本论点
（1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄(等效厚度分别为 1 和2 ）的流体膜层。

溶质以分子扩散方式通过此两膜层。

(2) 相界面没有传质阻力，即溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。

（3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。

教学方式、手段、媒介：以多媒体为主
黑板设计：左边幻灯，右边板书。

+]}=
2•对如下闪蒸操作计算：① 有效能改变(T0 =311K);②净功耗
H2
N2
苯
环己烷
温度K
压力kPa
焓kJ/h
熵kJ/hxk
解：
(1)已知To=311K,
311X =
Bf=H=-T)Sf=—311X =
D=++=h
习题2附图
流率kmol/h
1.在环境状态下，将含有35%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩; 的水。 ①若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1kmol进料为单位的最小功; 活度系数用Van Laar方程联立，其常数A?=，A=（丙酮组分为1）,
解：
（1）丙酮和水生成理想溶液，以1h为标准,
设料液量为1kmol，计算两股产品nQ1和nQ2
nQ1+nQ2=1
nQ1x99%+乐x2%=K35%
联立解得％1=h，nQ2=h
分离最小功的计算:
Wn
（2）应用VanLaar方程计算液相活度系数
2.0
(1
进料：m1=1.70.65=，同理ln2=
99% 丙酮流股：ln1=x10-4，ln2=
98% 水流股：ln1=，ln2=x10-4
Wn= x298x{x[x+x10 -4)+x+]+x[x+x10 -4)+x+]—[x++
物流
物流2
1
0
物流
物流2
1
322322
2068
进料1-F,馏出物2-D，釜液3-W
物流3
物流3
322

化工传质分离工程课后习题答案目录第一章绪论 (1)第二章单级平衡过程 (6)第三章多组分精馏和特殊精馏 (19)第四章气体吸收 (24)第五章液液萃取 (27)第六章多组分多级分离的严格计算 (28)第七章吸附 (34)第八章结晶 (35)第九章膜分离 (36)第十章分离过程与设备的选择与放大 (37)第一章绪论1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。

答：属于ESA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MSA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ESA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(ESA)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/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。

若从含盐0.035 g/cm 3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kPa? 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Nv;（2）有关变更量的独立方程数Nc ；（3）设计变量数Ni;（4）固定和可调设计变量数Nx ,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 cF ziT F P FV , yi ,T v , P vL , x i , T L , P L习题5附图内在(P ，T) 2 Nc = 2c+3 （3） Ni = Nv – 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=Nv-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Na ：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？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解： N x u 进料 c+2压力 9 c+11=7+11=18N a u 串级单元 1 传热 1 合计 2 N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。

化工分离工程第七章__新分离方法在化工分离工程中，分离过程是非常重要的环节。

传统的分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶等。

然而，随着科学技术的不断进步和发展，新的分离方法也逐渐被应用于化工分离工程中。

本章将介绍几种目前最新的分离方法。

一、离子交换膜技术离子交换膜技术是一种通过离子交换作用实现离子分离的方法。

它利用具有选择性离子渗透性的膜，通过对电渗透效应和离子交换效应的结合实现对溶液中离子的分离。

离子交换膜技术具有高选择性、高透过率和稳定性好等优点，已广泛应用于水处理、电力工业、化工领域等。

二、超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是利用超临界流体具有可调节性、高扩散系数和低表面张力等特点，用于有效分离和提取化合物。

在超临界条件下，流体的物理和化学性质发生了很大的改变，使得溶液和非溶质之间的传质和传热效果得到了提高。

超临界流体萃取技术已广泛应用于天然药物提取、废水处理等领域。

三、薄膜分离技术薄膜分离技术是指利用薄膜具有选择透过性，通过物质在薄膜表面的扩散和渗透，实现对混合物的分离。

薄膜分离技术具有结构简单、成本低、操作方便等优点，广泛应用于分离纯化、浓缩、脱水等领域。

薄膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等多个方法。

四、离子液体分离技术离子液体是一类具有独特性质的新型溶剂，由有机阳离子和无机阴离子组成。

离子液体分离技术是指利用离子液体的溶解性、热稳定性和反应性等特点，实现对混合物的分离和提纯。

离子液体分离技术已广泛应用于化学、生物、环境等领域，具有非常广阔的应用前景。

以上介绍的是目前化工分离工程中的一些新分离方法，它们在分离效率、能耗、环保性等方面都具有优势。

随着科技的不断进步，新的分离方法也将不断涌现，为化工分离工程提供更多的选择和可能性。

作为化工工程师，需要不断学习和掌握新的分离技术，以提高分离工程的效率和质量。

化工别离过程(陈洪钫刘家祺著)课后习题答案下载化工别离过程这本书为高等学校化学工程与工艺专业教学指导委员会根据化学工程与工艺专业的教学方案,组织编写的专业根底课教材。

以下是由关于化工别离过程(陈洪钫刘家祺著)课后习题答案下载地址，希望大家喜欢!第一章绪论第一节别离操作在化工生产中的重要性第二节传质别离过程的分类和特征1.2.1平衡别离过程1.2.2速率别离过程第三节本课程的任务和内容参考文献第二章单级平衡过程第一节相平衡2.1.1相平衡关系2.1.2相平衡常数的计算第二节多组分物系的泡点和露点计算2.2.1泡点温度和压力的计算2.2.2露点温度和压力的计算第三节闪蒸过程的计算2.3.1等温闪蒸和局部冷凝过程2.3.2绝热闪蒸过程本章符号说明参考文献习题第三章多组分多级别离过程分析与简捷计算第一节设计变量3.1.1单元的设计变量3.1.2装置的设计变量第二节多组分精馏过程3.2.1多组分精馏过程分析3.2.2最小回流比3.2.3最少理论塔板数和组分分配3.2.4实际回流比和理论板数第三节萃取精馏和共沸精馏3.3.1萃取精馏3.3.2共沸精馏第四节吸收和蒸出过程3.4.1吸收和蒸出过程流程3.4.2多组分吸收和蒸出过程分析3.4.3多组分吸收和蒸出的简捷计算法3.4.4化学吸收第五节萃取过程3.5.1萃取流程3.5.2逆流萃取计算的集团法本章符号说明参考文献习题第四章多组分多级别离的严格计算第一节平衡级的理论模型第二节逐级计算法第三节三对角线矩阵法4.3.1方程的解离方法和三对角线矩阵方程的托玛斯解法4.3.2泡点法(BP法)4.3.3流率加和法(SR法)4.3.4等温流率加和法本章符号说明参考文献习题第五章别离设备的处理能力和效率第一节气液传质设备的处理能力和效率5.1.1气液传质设备处理能力的影响因素5.1.2气液传质设备的效率及其影响因素5.1.3气液传质设备效率的估计方法第二节萃取设备的处理能力和效率5.2.1萃取设备的处理能力和塔径5.2.2影响萃取塔效率的因素5.2.3萃取塔效率第三节传质设备的选择5.3.1气液传质设备的选择5.3.2萃取设备的选择本章符号说明参考文献习题第六章别离过程的节能第一节别离的最小功和热力学效率6.1.1等温别离的最小功6.1.2非等温别离和有效能6.1.3净功消耗和热力学效率第二节精馏的节能技术6.2.1精馏过程的热力学不可逆性分析6.2.2多效精馏6.2.3低温精馏的热泵6.2.4设置中间冷凝器和中间再沸器的精馏第三节别离顺序的选择6.3.1简单别离顺序的合成6.3.2复杂塔的别离顺序本章符号说明参考文献习题第七章其它别离技术和别离过程的选择第一节膜别离技术7.1.1别离用膜和膜别离设备7.1.2反渗透7.1.3超滤7.1.4电渗析7.1.5气体膜别离7.1.6液膜别离第二节吸附别离7.2.1吸附原理和吸附剂7.2.2吸附平衡7.2.3吸附速率7.2.4吸附别离工艺简介第三节反响精馏7.3.1反响精馏过程分析7.3.2反响精馏过程的数学模拟第四节别离过程的选择7.4.1可行性7.4.2别离过程的类型7.4.3生产规模7.4.4设计的可靠性7.4.5别离过程的独立操作性能本章符号说明参考文献附录一、多组分闪蒸过程计算源程序二、多组分精馏塔的简捷计算源程序三、多组分精馏塔的泡点法计算源程序四、吸收和蒸出计算的流率加和法源程序看过“化工别离过程(陈洪钫刘家祺著)课后习题答案下载”的人还看了：1.2.3.4.5.。