1．在中药提取过程中，浸取溶剂选择的一般原则是什么？常见的提取溶剂可分为哪三类？ ①只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的性质相当，就会在其中有较大的溶解度，即所谓“相似相溶”的规律。
② i ）水：水是一种强的极性溶剂。;
ii ）亲水性的有机溶剂：也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇（酒精）、甲醇（木精）、丙酮等，以乙醇最常用。
iii ）亲脂性的有机溶剂：也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水性杂质。
2. 为什么乙醇是目前中药提取过程中最常用的溶剂之一？
① 乙醇的溶解性能比较好，对中药材细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中的溶解度也较大。
②和水互溶，可以根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少，提取时间短，溶解出的水溶性杂质也少。
③乙醇为有机溶剂，虽易燃，但毒性小，价格便宜，来源方便，有一定设备即可回收反复使用，而且乙醇的提取液不易发霉变质。
1.液液萃取的定义与分类？分配系数的定义？
液-液萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。
分类：物理萃取；化学萃取
分配系数 ：一定温度下，某组分在互相平衡的E 相与R 相中的组成之比称为该组分的分配系数，以k 表示： k 越大，越易分离。 2.在液液萃取过程中，萃取剂选择的基本原则？
①萃取剂的选择性；
②原溶剂B 与萃取剂S 的互溶度：选择与组分B 具有较小互溶度的萃取剂S 更利于溶质A 的分离。
③萃取剂的化学性质
④萃取剂回收的难易与经济性
⑤萃取剂的其它物性
3. 乳化和破乳相关知识点？
乳化
B B A A A x y k x y k B R B E B R A E A ====中的质量分数在萃余相原溶剂中的质量分数在萃取相原溶剂中的组成在萃余相溶质中的组成在萃取相溶质B B A
A A x y k x y k
B R B E B R A E A ====中的质量分数在萃余相原溶剂中的质量分数在萃取相原溶剂中的组成在萃余相溶质中的组成在萃取相溶质
①乳化即水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。
②乳化形成的条件：一般形成乳化要有不互溶的两相溶剂、表面活性物质（如中药成分皂苷、植物胶及生物药物中的蛋白质等）等条件。
③乳化的结果可形成两种形式的乳状液：（1）油滴分散于水相称为水包油型或O／W型乳浊液，（2）水相分散于油相称为油包水型或W／O型乳浊液。
④乳化形成的原因：乳状液的液滴界面上由于表面活性物质或固体粉粒的存在，而形成了一层牢固的带有电荷的膜，因而阻碍液滴的聚结分层。
破乳
利用其不稳定性，削弱和破坏其稳定性，使乳状液破坏。破乳的原理主要是破坏乳状液的膜和双电层。可分四类：①顶替法；②变型法；③反应法；④物理法。
4.萃取设备的基本要求和分类？要求：①传质面积大。②相对流动快。
分类：1. 分级接触式萃取设备。2. 微分接触式萃取设备
1 什么是反胶团萃取？反胶团萃取的过程？
反胶团萃取是利用表面活性剂在有机相中形成的反胶团进行萃取，反胶团在有机溶剂内形成一个亲水微环境，使蛋白质等生物活性物质溶解于其中，从而避免在有机相中发生不可逆变性，反胶团萃取的本质仍是液液有机溶剂萃取。
反胶团萃取的过程:
水相中的溶质进入反胶团相需要经历三步传质过程：①通过表面液膜从水相到达相界面；②在界面处溶质进入反胶团中；③含有溶质的反胶团扩散进入有机相。
2 什么是反胶团溶液？形成反胶团溶液的关键是什么，它有什么特征，可分几类？
反胶团溶液：是透明的、热力学稳定的系统。反胶团是表面活性剂分散于连续有机相中一种自发形成的纳米尺度的聚集体，所以表面活性剂是反胶团溶液形成的关键。
3 什么是临界胶团浓度？
是胶团形成时所需表面活性剂的最低浓度，用CMC来表示，这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。
1 超临界流体的概念和主要特性？
超临界流体:在较低的温度下，增加气体压力时气体会转化成液体；当温度升高时，液体体积增大或转化为气体，即物质在三相点下，气、固、液处在平衡状态。但对于某些特殊物质而言，存在这样一个临界温度Tc和临界压力Pc，在高于Tc和Pc情况下，即在物质临界点以上的范围内，物质状态介于气体和液体之间，这种流体称为超临界流体。
超临界流体的主要特性
①密度接近于液体。②粘度, 扩散系数接近于气体,具有很强传递性能和运动速度；
③蒸发焓为零，比热容无限大，因而在临界点附近进行分离操作比在气-液平衡区更有利于传热和节能。④在临界点附近，压力和温度微小变化可导致其密度显著变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。该特性为超临界萃取工艺的设计基础。
2 CO2作为超临界萃取剂的优点？
①临界温度接近于室温(31.1 0C);
②临界压力(7.38 MPa)处于中等压力;
③无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收；
④超临界CO2还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量。
1在非均相物系分离中, 沉降分离和过滤的概念？
沉降分离：颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程称沉降分离。分为重力沉降、离心沉降。
过滤：流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称过滤。分为重力过滤、离心过滤、加压过滤和真空过滤，也可分为恒压过滤、先恒速后恒压过滤。
2两种过滤(表面过滤\深层过滤)的定义？
表面过滤：固体堆积在滤材上并架桥形成滤饼层的过滤方式。
深层过滤：指颗粒沉积在床层内部的孔道壁上而并不形成滤饼的过滤方式。
1 膜分离的概念?
利用膜的选择性（如孔径大小、离子间相互作用），以膜两侧存在的某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）使溶液中某一或某些组分选择性地透过膜（某些组分透过膜的迁移率不同）而实现分离的一种技术。
2 简述超滤、微滤膜分离过程的筛分机理?
“筛分膜”，普遍认为是膜表层截留，透过三种方式实现：
①比膜孔大的颗粒的机械截留；②颗粒之间的相互作用；③颗粒之间的架桥作用。
3 膜的定义及特性？
膜：是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。
膜的特性：①不管膜多薄, 它必须有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触。
②膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。
1、吸附的概念？
吸附概念：吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。
2、吸附的类型有哪些？它们各自特点？
常见的吸附类型及其主要特点：
①物理吸附：吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。
②化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。
1、什么是离子交换树脂？离子交换树脂分类？
离子交换树脂：是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子材料。它的化学稳定性良好，且有一定孔隙度。
离子交换树脂分类
①强酸性阳离子树脂：这类树脂含有强酸性基团，如磺酸基—SO3H。能在溶液中离解H+而呈强酸性。反应简式为：R·SO3H====R·SO3——+H+
②弱酸性阳离子树脂：这类树脂含有弱酸性基团，如羧基—COOH、酚羟基—OH，能在水中离解出H+而呈弱酸性。反应简式为：R·COOH===R·COO—+H+
③强碱性阴离子树脂：这类树脂含有强碱性基团，如季铵基—NR3OH，能在水中离解出
-OH——而呈碱性，反应简式为：R·NR3OH====R·NR3+ + OH—
④弱碱性阴离子树脂：这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(—NH2)、仲胺基(—NHR)或叔胺基(—NR2)，反应简式为：R·NH2+H2O===R·NH3++OH—
2、离子交换过程？离子交换的机理是什么？影响交换速度的因素？
过程：如果让离子交换树脂与溶液离子的交换达到平衡，则，A+ + B+R- = B+ + A+R-
机理：1、A+自溶液中扩散到树脂表面 2、A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心 3、与RB在活性中心上发生复分解反应 4、解吸附离子B+自树脂内部扩散至树脂表面；
5、B+离子从树脂表面扩散到溶液中
影响因素：颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速度、溶液浓度
3、生化用离子交换剂的特点？
①亲水性及生物相容性：以亲水性骨架衍生的离子交换剂为生物大分子提供适宜的微环境，有很好的生物相容性；
②孔结构：生化用离子交换剂在分离中兼有分子筛与离子交换的双重作用，要求孔径分布更加均匀。
③电荷密度：电荷密度要适当。过大，生物大分子多个带电荷的残基与多个官能团结合，可能使其发生构象变化，导致失活。
④粒度：生物大分子扩散速率小，运动阻力大，要提高交换速度只能减小粒径，一般在20一30 m范围内。
⑤纯度：生化用介质可分4个等级。1)工业级；2)分析级；3)生物技术级；4)分子生物级。
一、色谱的定义？
利用多组分混合物中存在各组分物理化学性质的不同当多组分混合物随流动相流过固定相时，由于各个组分性质的差别，而产生不同的速率移动，使之分离。
二、色谱图，基线，色谱峰，峰高，峰面积，保留值的概念？
色谱图：试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，或色谱图。
基线: 在操作条件下，仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线。
色谱峰: 当组分随流动相进入检测器时，其响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。
峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高。用h表示。
峰面积：峰与峰底之间的面积称为峰面积(peak area)，用A表示。
保留值：试样中各组分在色谱柱中停留时间值或将组分带出色谱柱所需流动相的体积值称为保留值。
三、按固定相的几何形式，色谱可以分为哪三类？
柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法
四、按分离原理色谱可以分为哪几类？
吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、尺寸排阻色谱法、亲和色谱法
第一章绪论 1、何为生化分离技术？其主要研究那些容？生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。 2、生化分离的一般步骤包括哪些环节及技术？一般说来，生化分离过程主要包括4 个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调PH、凝聚和絮凝等方法；②初步纯化（提取），常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化（精制），常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。 3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？ 特点：1、目的产物在初始物料（发酵液）中的含量低；2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等；3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、pH 值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面力等非常敏感；4、对最终产品的质量要求高重要性：生物技术产品一般存在于一个复杂的多相体系中。唯有经过分离和纯化等下游加工过程，才能制得符合使用要求的产品。因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的50 ％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部分占总成本的40～ 80 ％；精细、药用产品的比例更高达70 ～90 ％。显然开发新的分离和纯化工艺是提高经济效益或减少投资的重要途径。
4、生物技术下游工程与上游工程之间是否有联系？ 它们之间有联系。①生物工程作为一个整体，上游工程和下游工程要相互配合， 为了利于目的产物的分离与纯化，上游的工艺设计应尽量为下游的分离纯化创造条件，例如，对于发酵工程产品，在加工过程中如果采用液体培养基，不用酵母膏、玉米浆等有色物质为原料，会使下游加工工程更方便、经济；②通常生物技术上游工程与下游工程相耦合。发酵- 分离耦合过程的优点是可以解除终产物的反馈抑制效应，同时简化产物提取过程，缩短生产周期，收到一举数得的效果。 5、为何生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？ 第二章预处理、过滤和细胞破碎 1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部分可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中（多数是液相），以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。 方法：①加热法。升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝聚形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。使用加热法时必须注意加热温度必须控制在不影响目的产物活性的围，对于发酵液，温度过高或时间过长可能造成细胞溶解，胞物质外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化；②调节悬浮液的pH 值，pH 直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH 可以改善其过滤特性；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。
1、说明分离过程与分离工程的区别？ 答：分离过程：是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作； 分离工程：是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学，研究分离过程中分离设备的共性规律，是化学工程学科的重要组成部分。 2、实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么？ 答：前者是根据实际产品组成而计算，后者是根据平衡组成而计算。两者之间的差别用级效率来表示。 错误：固有分离因子与分离操作过程无关 3、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度？ 答：分离因子的大小与1相差越远，越容易分离；反之越难分离。 4、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。通常，分离混合物优先选择能量媒介（ESA）方法。 5、按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为哪两类？ 答：平衡分离过程：采用平衡级（理论板）作为处理手段，利用两相平衡组成不相等的原理，即达到相平衡时，原料中各组分在两个相中的不同分配，并将其它影响参数均归纳于级效率之中，如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。 速率分离过程：通过某种介质，在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下，依靠传递速率的差别来操作，而把其它影响参数都归纳于阻力之中。如超滤、反渗透和电渗析等。 通常，速率控制过程所得到的产品，如果令其互相混合，就会完全互溶。 8对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。 (1)列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质：沸点、熔点、临界温度、临界压力、偏心因子、偶极矩等，利用哪些性质的差别进行该二元物系的分离是最好的？ (2)为什么使用精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的？ (3)为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯？ (1)熔点、偶极矩 (2)沸点接近，相对挥发度太小 (3)凝固点、偶极矩相差较大，故可采用熔融结晶、吸附法进行分 离。 6.分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，举例说明分离
试卷编号： 一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分） 1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相， 并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。 利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代 后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。 二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错（不确定） 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。 对 5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉 素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保 护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积 的特点。错（不确定） 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错 三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是：C A 超滤 B 微滤
第一章 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。 5.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=，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 ＝×298×=。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为。 9.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： V -2 F z i T F P F V , y i ,T v , P v L , x i , T L , P L 习题5附图
（1） Nv = 3 ( c+2 ) （2） Nc 物 c 能 1 相 c 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0 11.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=18 N 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。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(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+1 c+44 = 47 N a u 3+1+1+2 = 7 N v u = 54 进料，227K ，2068kP a 组分N 2 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 K m ol/h 1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物 底产物 9 2 习题6附图
分离工程复习题库 第一部分填空题 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、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。 3、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）。 4、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。 5、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。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、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。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变 量数-约束关系） 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越咼对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V - SL ）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递）, （通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度 的质量传递或者不同化学位物流的直接混合） 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数）, 为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 1下列哪一个是速率分离过程（） a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离
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 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 ）0，0 5、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 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附
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 ?和V i ?的方程相同，那么如何确定算得的结果是L i ?和V i ?？ 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。如果原料中两组分的相对挥发度十分接近1，靠加入溶剂的什么作用才可能使s /12α
填空题 1. .根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附； 2. 比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。 3. 层析操作必须具有固定相和流动相。 4. 溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率大，随流动相的移动速度 小。 5. 层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大。 6. 两种溶质的分配系数相差越小，需要的越多的理论板数才能获得较大的 分离度。 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）； 10. 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，pH 和温度； 11. 在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12. 简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、部扩散和化学交换反应三步；
13. 在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14. 反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的； 15. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同； 16. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ； 17. 晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面； 18. 亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步； 19. 根据分离机理的不同，色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱 20. 蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法， 疏水作用色谱法 ， 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ； 21. SDS-PAGE 电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS ）的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键 ； 22. 影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ； 23. 阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -； 24. 阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱 性 ；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团； 25. 影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH ，温度 、溶液浓度 、 搅拌速率 、和 交联度、膨胀度、颗粒大小 ；
第一章 单级平衡过程 2. 计算在0.1013MPa 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。 8 3.977;33.103522121112=--=-λλλλ 15.4422223=-λλ ;05.4603323-=-λλ 14.15101113=-λλ ; 81.16423313-=-λλ (单位：J/mol) 在T=378.47K 时液相摩尔体积为： k m o l m v L 3311091.100-?= ；321055.117-?=L v ；331069.136-?=L v 安托尼公式为： 苯：()36.5251.2788 7936.20ln 1--=T P s ； 甲苯：()67.5352.30969065.20ln 2--=T P s ； 对二甲苯：()84.5765.33469891.20ln 3--=T P s ；(K T Pa P s :;:) 解1：由Wilson 参数方程()[] RT v v ii ij L i L j ij λλ--=Λexp ()[]RT v v L L 11121 212exp λλ--=Λ ()()[]47.378314.833.1035exp 1091.1001055.1173 3 ?--??=-- =1.619 ()[]RT v v L L 22212 121exp λλ--=Λ ()()[]47.378314.883.977exp 1055.1171091.1003 3 ?-??=-- =0.629 同理：838.013=Λ ；244.131=Λ 010.123=Λ ；995.032=Λ 由Wilson 方程∑∑∑ΛΛ-???? ??Λ-=k j j kj k ki j j ij i x x x ln 1ln γ：
一、填空题（每空2分，共30分） 1．相对挥发度依次降低顺序排列的混合物ABCDEFG分离，要求馏出液中D组 分的浓度≤2.5mol%，釜液中C组分的浓度≤5.0mol%，则轻关键组分 是，重关键组分是。假定为清晰分割，则馏出液中的组分 为 ,釜液中的组分为。 2．利用状态方程法计算汽液相平衡常数K i的公式为；活度系数法 计算汽液相平衡常数的通式是，当汽相为理想气体，液相 为非理想溶液时，活度系数法计算汽液相平衡常数的通式简化 为。 3．萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点： 和，当原有两组分的沸点接近，非理想性不大时，加入溶剂主要目 的是。 4．多组分多级分离严格计算平衡级的理论模型，简称为 方程，分别是、、和 方程。 二、选择题（每题1分，共10分） 1．按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即速率分离过程和（ C ）两大类。 A．机械分离；B．膜分离；C．平衡分离。 2．在多组分精馏中，最小回流比下由于非关键组分的存在使塔中出现（ C ）个恒浓区。 A．3； B．2； C．1； D．4。 3.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸 物的系统，如向这种溶液中加入一种新组分，该新组分和被分离系统中的一 个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏称为（ D ）。 A.热泵精馏；B．萃取精馏； C．普通精馏；D．共沸精馏。 4．多组分吸收和精馏同属于传质过程，多组分吸收过程中，对操作起关键作用的关键组分有（ C ）个。 A．2； B．3； C．1； D．0。 5．萃取塔内两相之间的相际传质面积愈大，传质效率（ B ）。 A．愈大； B．愈小； C．不变； D．先增大后减小。 6．在给定温度下进行闪蒸计算时，先需核实闪蒸问题是否成立，可采用泡点方 第 1 页共3 页
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 ）0，0 5、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 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量
分离工程习题 第一章 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。 5.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。 9.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 c 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0 11.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=18 N 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。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(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+1 c+44 = 47 N a u3+1+1+2 = 7 N v u = 54 设计变量：回流比，馏出液流率。 第二章 4.一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)。分别
《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？
2013化工分离过程期中考试试题答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 2. 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。 3. 汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压力相等，各组分在每一相中的化学位相等）。 4. 当混合物在一定的温度、压力下，进料组成z i 和相平衡常数K i 满足 （ 1,1>>∑∑i i i i K z z 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。 5. 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。 6. 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。 7. 最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。 8. 萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措施使产品达到分离要求。 9. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 10.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）和（用蒸馏塔）。 二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1. 吸收属于（A ） A.平衡分离；B.速率分离；C.机械分离；D.膜分离。 2. 计算溶液泡点时，若∑=>-C i i i X K 101，则说明（C ） A. 温度偏低； B. 正好泡点； C. 温度偏高。 3. 如果体系的汽相为理想气体，液相为非理想溶液；则相平衡常数可以简化表示为 （ D ） A. L i i V i K φφ= B. s i i P K P = C. $$L i i V i K φ φ= D. s i i i P K P γ= 4. 汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（ A ） A.易挥发； B.难挥发； C.沸点高； D.蒸汽压小。 5. 如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（ B ） A.泡点方程； B.露点方程； C. 闪蒸方程； D.相平衡方程。 6. 计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算（ B ） A.泡点温度； B.泡点压力； C.等温闪蒸； D.露点压力。 7. 精馏中用HNK 表示（ C ） A. 轻关键组分； B. 重关键组分； C. 重非关键组分； D. 轻非关键组分。 8. 以下描述中，不属于萃取精馏中溶剂的作用的是（ D ）
第一章.绪论和吸收 1.几种物质混合在一起是自发过程，熵增加的过程。分离是混合的逆过程，熵减过程，需要在分离设备中添加分离剂，（分为能量分离剂和质量分离剂）。 2.分离因子（根据实际产品组成）是表示任一分离过程所达到的分离程度，a s ij =(x i1/x j1)/(x i2/x j2),若其=1表示组分i 和j 之间不能被分离；若>1表示i 富集于1相，j 富集于2相；若<1表示i 富集于2相，j 富集于1相。固有分离因子（根据气液相平衡组成），a ij =(x i /x j )/(x i /x j )。气液相物系的最大分离程度又称为理想分离因子。将实际分离设备所能达到的分离因子和理想分离因子之间的差别用板效率来 表示，板效率= a s ij / a ij 。处于气液相平衡状态的分离程度是固有分离因子。 3.分离过程的分类，按照分离过程中有无物质传递现象发生，分为机械分离过程（非均相混合物）和传质分离过程。传质分离过程按所依据的物理化学原理不同又分为平衡分离和速率分离；平衡分离利用两相平衡组成不等的原理，包括气液、汽液、液液、液固、气固传质分离，并把其它影响归纳于效率中。速率分离（同相）利用溶液中不同组分在某种推动力作用下经过某种介质时的传质速率差异而实现分离，包括膜分离、场分离。平稳分离的过程是（吸收，萃取）。 4.分离工程研究内容：研究和处理传质分离过程的开发和设计中遇到的工程问题，包括适宜的分离方法的选择，分离流程和操作条件的确定和优化。 5.绿色分离工程是指分离过程绿色化的工程实现，通过对传统分离过程进行改进、优化，使过程对环境的影响最小甚至没有等途径，也要利用开发及使用新型的分离技术，如超临界技术、膜分离技术等。 6.分离过程的开发方法有逐级经验放大法、数学模型法等。 7.在计算吸收设备时，需要对吸收组分作气、液两相的物料衡算，所得出在气、液相浓度的关系式称为操作线方程。另外还须求得两相的相平衡方程式。把操作线方程的斜率与相平衡方程的斜率之比定义为吸收因子，其值反映吸收过程的难易程度。对于一个四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在塔顶釜两块板完成的。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。 8.吸收过程发生的条件为溶质由气相溶于液相P i ＞P i * ,y i ＞y i * ，用于吸收过程的相平衡关系可表示为L = AV ，在温度降低、压力升高操作下有利于吸收，吸收过程在塔 釜的限度为 i N x i K i N y ,,1≥+，它决定了吸收液的该组分的最大浓度。吸收过程在塔顶的 限度为i x i K i y ,0,1≤，它决定了吸收剂中自身夹带。吸收过程只有在贫气吸收的条件下，才能视为恒摩尔流。吸收过程计算各板的温度采用热量衡算来计算，而其流率分布则用简捷计算来计算。对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用吸收蒸出塔的流程。吸收有1个关键组分，因为是单向传质；精馏有b 个关键组分，因为是双向传质。解吸收因子定义为S’= VK / L，由于吸收过程的相平衡关系为V = SL 。吸收剂的再生：用蒸汽或惰性气体的蒸出塔、用再沸器的蒸出塔、用蒸馏塔。在板式塔的吸收中，平衡常数小的组分是（易）吸收组分，主要在塔内（底）板被吸收；平衡数大的组分是（难）吸收组分，主要在塔内（顶）板被吸收。 9.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（三组分物系中，x A 与x S 的比值与共沸物中组分A 与组分B 的相对量一样），因此可得出（αAB ,αSB ）的结论。 10.吸附负荷曲线是以（距床层入口的距离）横坐标，以（吸附剂中吸附质的浓度）为纵坐标绘制而成的，是分析（吸附剂）得到的。吸附特点：吸附溶量小、吸附剂用量大，设备比较庞大；吸附剂的运输、装料、卸料较困难；吸附剂不容易找到，吸附理论不完善。 第二章.多组分分离基础 1.设计变量数Nv ：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。独立变量数Ni ：描述一个过程所需的独立变量的总数。约束数Nc ：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。Ni=Nv-Nc 。设计变量分为固定设计变量与可调设计变量，回流比是可调设计变量。 2.相平衡：混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。热力学上看——物系的自由焓最小，动力学来看——相间表观速率为零。相平衡条件（准则）：各相的温度、压力相同， 每一组分各相的化学位、逸度相等（热平衡、机械平衡、物理化学平衡）。汽液相平衡是处理汽液传质分离过程的基础。相图主要用来表示两元或三元系统的相平衡关系，包括恒压下的 t -x 图和 y -x 图,恒温下的 p -x 图。相平衡关系表示方法有：相平衡关系法、相平衡常数法（状态方程法和活度系数法）、相对挥发度法。 3.根据相平衡条件得出汽液平衡关系：，为把逸度和实测压力、温度、组成等物理量联系起来，引入逸度系数和活度系数。还定义了相平衡常数：K i =y i /x i 。定义了相对挥发度： 。当混合物在一定的温度、压 力下，满足（1 ,1 ∑>∑>i i i i K z z 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。 4.五类汽-液平衡系统：完全理想系(气相为理想气体，液相为理想溶液)、（气相为 理想气体，液相为非理想溶液）、理想系(气相为理想溶液，液相为理想溶液)、（气 相为理想溶液，液相为非理想溶液）、完全非理想系(气相为实际气体，液相为非理想溶液)。 5.泡点温度(压力):在恒压(温)下加热液体混合物,当液体混合物开始气化出现第一个气泡时的温度(压力), 简称泡点。露点温度(压力):在恒压(温)下冷却气体混合物,当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度(压力), 简称露点。精馏塔塔顶温度即为对应塔顶汽相组成的露点。 6.单级平衡：原料经过分离设备后，假设物系在出口处汽、液两相达到了平衡,由于平衡的两相组成不同而实现分离的过程，其分离效果相当于一块理论级。闪蒸又称平衡蒸馏,是连续、稳态的单级蒸馏过程,该过程使进料混合物经加热、冷却或降压部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽和含难挥发组分较多的液体,即一个平衡级过程。有等温闪蒸和绝热闪蒸。普通精馏塔中的平衡级就是一简单绝热闪蒸级。 7.怎样判断混合物在T ，P 下的相态，若为两相区其组成怎样计算？ 答：对进料作如下检验。 = 1 B T T = 进料处于泡点，0=ν i i Z k ∑ > 1 T >B T 可能为汽液两相区，ν>0 < 1 T 1 T