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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. 用法求时，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. 气相为理想溶液，液相为非理想溶液。
分离工程试题库目录第一部分填空题 (1)第二部分选择题 (6)第三部分名词解释 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)第一部分填空题1. 分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。
2. 衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。
3. 分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。
4. 工业上常用（）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（）‘5. 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。
6. 汽液相平衡是处理（）过程的基础。
相平衡的条件是（）。
7. 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。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）o9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。
10. 吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是（0，（0, （0。
13. 精馏塔计算中每块板由于（0改变而引起的温度变化，可用（0确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（0。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（0型计算和（0型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（0。
17. 吸收过程在塔釜的限度为（0,它决定了吸收液的（0。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（0，它决定了吸收剂中（0。
19. 吸收的相平衡表达式为（），在（0操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（）‘20. 若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为（0。
21. 解吸收因子定义为（0,由于吸收过程的相平衡关系为（0。
22. 吸收过程主要在（0完成的。
23. 吸收有（0关键组分，这是因为（0的缘故。
24. 图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（0,因此可得出（0 的结论。
化学分离工程分离工程试卷(练习题库)1、分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。
2、衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。
3、分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。
4、工业上常用（）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（）。
5、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。
6、汽液相平衡是处理（）过程的基础。
相平衡的条件是（）。
7、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。
8、低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。
9、对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。
10、吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。
11、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。
12、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。
13、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。
14、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。
15、吸收过程主要在（）完成的。
16、吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。
17、恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。
18、吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。
19、吸收过程计算各板的温度采用（）来计算，而其流率分布则用（）来计算。
20、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（）的流程。
21、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（）时分布一致。
22、采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在（）23、当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂起（）作用。
24、要提高萃取剂的选择性，可（）萃取剂的浓度。
25、在多组分精馏计算中为了给严格计算初值，通常用（）或（）方法进行物料预分布。
26、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（）决定，故可由（）计算各板的温度。
27、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（）决定，故可由（）计算各板的温度。
复杂精馏塔的数学模型建立和模拟计算应用化学0311马迪卓200349032前言简单蒸馏与平衡蒸馏只能将混合物进行初步的分离。
为了获得较高纯度的产品，应通过多级的蒸馏过程，使混合物的气、液两相经过多次混合接触和分离。
进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到更高程度的分离，这一目标可采用精馏的方法予以实现。
精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔顶设有冷凝器，塔底装有再沸器，塔中部适宜位置设有进料板。
精馏操作是分离液体混合物最为广泛采用的重要分离单元之一。
在精馏过程中所采用的塔通常是一股进料分离出两种产品，即塔顶馏出轻组分产品D,塔底获得重组分产品W,称该塔为常规精馏塔或简单精馏塔。
当分离多股组分相同而组分各异的混合物时，常采用多股进料塔。
当分离多组分混合物时，其中某产品纯度要求不是很高，其挥发能力仅次于塔顶产品，故可采用抽侧线产品塔，以降低投资费。
如果进料中含有少量轻组分，若要将其冷凝下来需要较高品位的冷剂。
为此，可采用带部分冷凝器的精馏塔，将该少量轻组分以气象排出，然后单独处理。
如果精馏过程允许带水，且要分离比水轻的组分，则可采用直接蒸汽加热方式，这样既提高了塔釜传热效率，又省出一台再沸器。
如果混合物中待分离的两组分相对挥发度接近1或形成恒沸物则应选择加入质量分离剂进行分离，如恒沸精馏或萃取精馏。
对于那些批量小，组分经常变化的混合物分离通常选择间歇精馏。
为了对上述精馏塔进行模拟计算，则需分别建立数学模型。
本文下面就介绍用三对角线矩阵法来实现对复杂精馏塔的数学模拟。
数学建模1．数学模型复杂精馏塔模型如图。
设塔含N 个理论板或平衡级。
理论版序号从上之下编排，塔顶冷凝器序号为1，塔底再沸器序号为N 。
塔内理论板数为(N-2)该塔的每一个理论板上均有一个进料Fj,气相侧线Uj 和一个中间冷却（或加热）器热流量为Qj 。
塔内的任意理论塔板如图。
平衡级的严格计算应满足4组方程式物料衡算方程（M 方程），相平衡方程（E 方程），摩尔分数加和方程即归一方程（S 方程），热衡算方程（H 方程）A ．物料衡算方程（M 方程）对塔内任意一个平衡级j 上的组分i 进行物料恒算可得ij j j ij j j ij j j i j j i j x U L y W V z F y V x L )()(1,11,1+++=++++--B ．相平衡方程（E 方程）0=-ij ij ij x K yC ．摩尔分数加和方程即归一方程（S 方程）∑∑===-=-mi ij mi ijy x110101或D. 热衡算方程（H 方程）0)()(1111=-+-+-++++--j j j j j j j Fj j j j j j Q h U L H W V H F H V h L以上公式中，i=1,2,3,……m j=1,2,3,……Nx(i,j)——平衡级j 上的组分i 的液相摩尔分数； y(i,j)——平衡级j 上的组分i 的气相摩尔分数； z(i,j)——平衡级j 上的组分i 的进料摩尔组成； K(i,j)——平衡级j 上的组分i 的平衡常数；L(j)——平衡级j 流出进入下一级的液相流量，kmol/h; V(j)——平衡级j 流出进入上一级的气相流量，kmol/h; hj(j)——平衡级j 上液相摩尔焓,kJ/kmol ; Hj(j)——平衡级j 上气相摩尔焓,kJ/kmol;Hfj(j)——平衡级j 上进料摩尔焓,kJ/kmol;以上M 、E 、S 、H 方程分别含mN 、mN 、N 、及N 个方程，共含2N （m+1）个方程，该方程组共含变量为（4mN+9N ）个。
湖南大学课程考试试卷湖南大学教务处考试中心装订钱（答案不得超过此线）湖南大学课程考试试卷湖南大学教务处考试中心四、计算题（每小题15分，共30分）1. 欲分离苯（1）、甲苯（2）和二甲苯（3）的三元混合物，精馏塔的进料、塔顶产品和塔底产品的组成如下：组分苯甲苯二甲苯塔顶产品0.995 0.005 0塔底产品0.005 0.724 0.251进料0.600 0.300 0.100塔于常压下操作。
试求：（1）塔顶分凝器和塔釜温度。
（2）若进料温度为92o C，确定进料相态。
假设液相服从拉乌尔定律，汽相可作为理想气体。
三个组分的蒸汽压分别用下列各式计算：2. 炼油厂中催化裂化装置产生的富气用稳定汽油进行吸收。
已知富气的组成如下：组分CO2+N2H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4H8-1 nC4H10nC5H12Mole分率0.09 0.350.05 0.03 0.08 0.11 0.07 0.10 0.07 0.05要求处理的富气量为400 Kmol/h。
塔的操作压力为10atm（绝），平均温度为50o C。
作为吸收剂的稳定汽油中含有10%（mole）n-C5H12，其余均为C6以上组分，它们向气相挥发的量可以忽略不计。
C3H6为关键组分，要求其吸收率达90%。
选取L/V=1.5(L/V)min，试求：（1）所需的理论板数；（2）出塔的气体量和组成；（3）入塔吸收剂量。
因为CO2，N2和H2极易挥发，它们的吸收量可以忽略不计。
已查得其余部分的相平衡常数为：组分CH4C2H4C2H6C3H6C3H8C4H8-1 nC4H10nC5H12k i23 7.1 5.15 2.01 1.75 0.69 0.60 0.2。
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）/无化学吸收的液相收的液相分传质系数（kL分传质系数（k0）。
L5.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。
η；实际的分离过程是不6.热力学效率定义为=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。
——相平衡常数；式中：Kiψ——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。
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。
