《分离工程》课程试卷6.doc

分离工程课程试卷6本试卷用于生物与化学工程系2005级化学工程与工艺专业（精化方向）本科学生（时量：120分钟 总分100分）注意：1、答案必须填写在答题纸上，填写在试卷上的无效。 2、答卷必须写明题目序号，并按题号顺序答题。3请保持行距，保持卷面整洁。一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分） 1、分离的作用有 、 、 。2、传质分离过程可分为 、 两大类。3、液液萃取中萃取剂的选择方法有 、 、 。4、传质分离过程中的严格模拟计算方法主要有 、 、 、 。其中的MESH方程指 、 、 、 。5、物理吸附中温度对吸附的影响为 、压力影响为 。6、结晶过程包括 和 两个主要步骤。7、溶液结晶的主要方法有 、 。8、对于四组分物系，采用精馏分离时有 种分离顺序。9、闪蒸温度必须介于物系的 与 之间。二、简述题（本大题共5小题，每题5分，共25分）1、平衡常数与组成有关的泡点温度计算过程。2、平衡常数与组成无关的露点温度计算过程。3、萃取精馏中提高塔顶产品含量的方法有哪些。4、简述泡点法计算精馏过程的迭代过程。5、变温吸附的原理是什么？（以图示表示）。三、名词解释（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1、分离因子 2、重关键组分 3、清晰分割 4、物理吸附 四、计算题（本大题共3小题，共34分）1、组成为60%丙烷、40%正丁烷的混合液，进料流量为100kmol/h，在500kPa、20下进行平衡闪蒸，在此温度下乙烷与丙烷的相平衡常数为K乙烷=1.5、K丙烷=0.5。试求闪蒸后气液相流量及组成（假定物系为完全理想物系）（10分）。2、在一精馏塔中分离B，T，X，C四元混合物。进料量200mol/h，进料mol组成ZB=0.2，ZT=0.3，ZX=0.1，ZC=0.4。 塔顶采用全凝器，饱和液体回流。B，T，X，C的平均相平衡常数分别为4.5，2.0，0.66，0.42。规定X在釜液中的回收率为99.8%，T在馏出液中的回收率为99.5%。请指出上述中的关键组分，并按清晰分割法求最少理论板数和全回流下的组分分配。（14分）4、碳氢化合物原液的色度为40色度单位/kg溶液，在80下用活性炭脱色至0.5色度单位/kg溶液，吸附平衡关系式用Freundlish方程表示为：X=630Y1/2，式中Y为色度单位，X为吸附平衡浓度（色度单位/kg活性炭）。试求采用单釜间歇过滤吸附时处理1000kg溶液所需活性炭量。（10分）分离工程课程试卷6参考答案及评分细则一、 填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）（每填对一空给一分）1、去除原料中的杂质、分离得到产品、处理“三废”净化环境。2、平衡分离过程、速率分离过程。3、同系物法、罗宾斯表、极性选择法。4、泡点法、流率加和法、等温流率加和法、同时校正法。物料平衡方程、相平衡方程、组分加和归一化方程、能量平衡方程。5、温度升高不利于吸附进行，加压有利于吸附进行。6、晶核形成、晶核生长。7、冷却结晶、蒸发浓缩结晶。8、6。9、露点、泡点。二、简述题（本大题共5小题，每题5分，共25分）1、平衡常数与组成有关的泡点温度计算过程。答：1）2）由已知的xi，取求出Ki，初步算出yi3) 校正，求出Ki, 4) 5) 如果 降低T，重新计算。升高T，重新计算。2、平衡常数与组成无关的露点温度计算过程。答：1）2）3）4）如果 升高T，重新计算。降低T，重新计算。3、萃取精馏中提高塔顶产品含量的方法有哪些。答：1）加大采出量，减小回流量。2）加大萃取剂用量 3）减少进料量4、简述泡点法计算精馏过程的迭代过程。答：1）利用托马斯矩阵解出Xij，然后实施归一化。 2）利用相平衡计算各级的泡点温度Tj、yij3）采用修正的H 方程求解Vj4）检验Tj ：，是则中止运算，输出结果；否则重新迭代计算。5、变温吸附的原理是什么？（以图示表示）。答：三、名词解释（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1、分离因子，在精馏中称为相对挥发度，在萃取中称为相对选择性。 2、重关键组分精馏过程由设计者指定浓度或提出分离要求（如指定回收率）的那个相对难挥发的组分。 3、清晰分割馏出液中除了HK外，没有其他重组分，釜液中除了LK外，没有其他轻组分。 4、物理吸附在吸附过程中吸附质与吸收剂分子不形成化学键，又称为范德华吸附。 四、计算题（本大题共3小题，共34分）1、解：1）求出气化率，假设气化率为0.4（5分）由：，得：，所以气化率为0. 4。2）求气相及液相流量（2分）3）求液相组成（3分）；2、解：1）按清晰分割进行塔顶及塔底组分分配，有所给定条件可知，T为轻关键组分，X为重关键组分，有所给定的回收率可知：（6分）T在塔顶的量为：T在塔底的量为：X在塔底的量为：X在塔顶的量为：B在塔顶的量为：B在塔底的量为：0C在塔底的量为：C在塔顶的量为：02）塔顶、塔底的流量及组成的计算（4分）3）全回流下理论板数的计算（4分）3、解：1）计算吸附平衡浓度（4分）由题意可知，Y0=40，Y1=0.5；X0=0，X1=630Y11/2=