《分离工程》综合复习资料答案
- 格式：doc
- 大小：297.50 KB
- 文档页数：6
分离工程综合复习资料（答案）一、 不定项选择1.下列属于机械分离的是（ A C ）A ．沉降 B. 超滤 C. 静电除尘 D. 吸附分离 2.膜分离属于（B D ）A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离 3.ESA 被用于下列哪种分离过程？（ B D ）A. 机械分离B. 速率分离C. 平衡分离D. 传质分离4.公式Vi L i i f f K / 适用于下面哪种情况？（ A ）A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液；B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液；C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；D. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液；5.已知：T ，y 1，y 2 ……y C ；求解：P ，x 1，x 2……x C 属于哪种计算类型（ A ）A . 露点压力 B. 泡点温度 C. 露点温度 D. 泡点压力 6.在设计变量中，ea N 表示（ C ）A. 装置设计变量数B. 单元固定设计变量数C. 单元可调设计变量数D. 装置固定设计变量数 7.HNK 表示（ C ）A. 重组分 B . 重关键组分 C. 重非关键组分 D .8.根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（B ）A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分；9. 根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（ A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK 为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分； 10.液液平衡的分离因子又称为（ C ？ P14）A. 相对挥发度B. 分配系数C. 相对选择性D. 回收率11.图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ D ）（第8题） （第9题）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区12. 图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ B ）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区D. 属于6区13.分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使得丙酮成为轻组分？（ A ） 见P75A. 水B. 乙酸甲酯C. 正己烷D. 乙醚二、1. 有其它轻组分，这种情况称为～。
2.一组分高，从釜液离开精馏塔，这类特殊精馏被称为～三、 填空题1.分离过程是将 混合物 分成 组分不相同 的两种或几种产品的操作。
2.平衡分离过程（P3）是借助 分离媒介 ，使均相混合物系统变成 两相混合物 ，再以混合物中各组分在处于 相平衡 的两相中 不等同的分配 为依据而实现分离。
3.传质分离过程（P3）用于各种 均相 混合物的分离，其特点是有 质量传递现象 发生，依据 物理化学原理 的不同，传质分离过程又分为 平衡分离 过程和 速率分离 过程。
4.活度系数的基准态是指活度系数等于 1 的状态。
5.从动力学上讲，相平衡是指相间 表现传递速率 为零的状态。
6.膜分离过程(P204)包括 超滤、渗析、电渗析、反渗透、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。
7.恩特伍德公式的假设条件是（1） 塔内汽相液相均为恒摩尔流率 ；（2）各组分挥发度均为常数。
8.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为 关键组分 ，其中相对易于挥发的组分成为 轻关键组分（LK ） ，不易挥发的组分称为 重关键组分（HK ） 。
9.相平衡指的是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。
（图Ⅰ）1 23 45 6（图Ⅱ）123 4 5 6 （图Ⅱ）四、 简答题1. 在萃取精馏中，溶剂选择的工艺要求有哪些？（P75） 答：在选择溶剂时，应注意以下几点：① 溶剂与被分离组分有较大的相互溶解度（防止分层）； ② 溶剂在操作中热稳定性要好（为了长期循环使用）； ③ 与混合物中任何组分不起化学反应（缔合、络合等）； ④ 溶剂比（溶剂/进料）不得过大； ⑤ 无毒、不腐蚀、价格低廉，易得等。
2. 速率分离过程 （P10）是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异实现组分的分离。
这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成上的差别。
速率分离包括有：膜分离、超滤、反渗透、渗析、气体渗透分离、液膜分离等。
五、 画出萃取精馏的流程图，并对过程进行描述。
图中塔1为萃取精馏塔，塔2为溶剂回收塔，A 、B 两组分混合物进入塔1，同时向塔内加入溶剂S ，降低组分B 的挥发度，而使组分A 变得易挥发。
溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，这一段称为溶剂回收段。
在该塔顶得到组分A ，而组分B 与溶剂S 由塔釜流出，进入塔2（溶剂回收塔），从该塔顶蒸出组分B ，溶剂从塔釜排出，经与原料热和进一步冷却，循环到塔1。
六、 写出闪蒸过程的物料平衡式（2个），相平衡关系式，浓度加和式，并根据它们推导出Rachford-Rice 公式：S 1 2 A BSA+B B +SS)()1(1)1(==ψ∑-ψ+-cK z K i ii fi i i Fz Lx Vy =+ i=1,2,…c ① 总物料衡算式：F L V =+ ②i i i y K x = i=1,2,…c ③(,,,)i i K K T P x y =1 1.0c i i x ==∑ ④ 11.0ci i y ==∑ ⑤由式③消去式①中的i y 得：i i i i Fz Lx VK x =+i=1,2,…c解得：ii iFz x L VK =+i=1,2,…c将L F V =-代入得：ii iFz x F V VK =-+⑥用F 除式⑥中的分子与分母，并以/V F ψ=表示汽相分率则：1(1)ii i z x K ψ=+-i=1,2,…c ⑦ψ的取值在0～1.0之间，将式⑦代入式③得：1(1)i ii i z K y K ψ=+-i=1,2,…c⑧将式⑦、式⑧分别代入浓度加和式（总和方程）④⑤得1 1.01(1)ci i i z K ψ==+-∑ ⑨ 1 1.01(1)i c ii i K z K ψ==+-∑ ⑩七、 设计变量（含C 个组分），指出装置的设计变量如何规定（设计型和核算型两种）1. 再沸器（P56）31ux ua N c N =+=2. 一个带侧线采出的精馏塔，塔顶全凝器，塔底再沸器，无压降，求设计变量数及变量如何规定。
u x N ：压力等级数 1进料变量数 2c +-------------------------合计 3c +ua N ：串级单元数 3 回流分配 1 侧线采出单元数 1 传热单元数 2------------------------ 合计 7八、 已知甲醇-丙酮在不同压力下均能形成共沸物，常压下，共沸物组成为含甲醇46%(mol)，而1.1MPa 下，共沸物组成变化为含甲醇62%(mol)，当进料中甲醇含量大于62%(mol)时，请判断常压塔与高压塔的塔序，并画出相应的流程图。
（本题考查对分离共沸物的双压精馏过程，见教材P86-87）D解答：如果进料中含甲醇大于62％ ，则在塔I （常压）进料，塔釡为纯甲醇，塔顶为含甲醇46％的共沸物，进塔II （高压），塔顶为含甲醇62％的馏出液循环到塔1，塔釡得到纯丙酮。
塔序为：先常压塔，后高压塔。
图如下：九、 试求总压为86.279kPa 时，氯仿(1)-乙醇(2)之共沸组成与共沸温度。
已知：)66.159.0(ln 1221x x +=γ；)66.142.1(ln 2212x x -=γ(A) 11163.0lg6.02818227S P t =-+；21652.05lg 7.33827231.48SP t=-+(B)解答：（与P82例3-6相同，但该例1SP 、2SP 等数据所得值与我计算所得不同，按书上来）设t=55℃，由式(B)得：182.372S P = ；237.311SP =1122ln ln SS P P γγ= 由（A ）式得：22121122ln 0.59 1.42 1.66)x x x x γγ=-+ 用试差法求得：10.8475x =，20.1525x =将1x ，2x 代入（A ）式得：1 1.0475γ=， 2 2.3120γ= 所以111222 1.04750.847582.372 2.3120.152537.31186.279S SP x P x P γγ=+=⨯⨯+⨯⨯=与给定值相同，故共沸温度为55℃，共沸组成为10.8475x =。
