分离工程 第一章作业参考答案.doc

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？答：性 质邻二甲苯间二甲苯对二甲苯乙苯沸点/K417.3412.6411.8409.6熔点/K248.1225.4286.6178.4偶极矩/10-282.11.20.07临界温度344.9344 临界压力MPa3.5463.475偏心因子0.3310.324（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，举例说明分离剂的类型。答：分离过程的原料可以是一股或几股物料，至少必须有两股不同组成的产品，这是由分离过程的基本性质决定的。分离作用是由于加入分离剂 （媒介）而引起的，分离剂可以是能量（ESA）或物质(MSA)，有时也可两种同时应用。例如，要把糖水分为纯净的糖和水需要供给热量，使水分蒸发，水蒸气冷凝为纯水，糖在变浓的溶液中结晶成纯糖。或供给冷量，使纯水凝固出来，然后在较高温度下使其融化；这里所加入的分离剂为ESA。也可将糖水加压，通过特殊的固体膜将水与糖分离。这里所加入的分离剂为MSA。此外，ESA还可以是输入或输出的功，以驱动泵、压缩机；在吸收、萃取、吸附、离子交换、液膜固膜分离中，均须加入相应的MSA。7为什么要进行分离过程的藕合及集成，有何好处？答：藕合分离技术，如催化剂精馏、膜精馏、吸附精馏、反应萃取、络合吸附、反胶团、膜萃取、发酵萃取、化学吸收和电泳萃取等，它们综合了两种分离技术的优点，具有独到之处。这类新方法具有简化流程、提高收率和降低消耗的突出优点。藕合分离技术还可以解决许多传统的分离技术难以完成的任务。过程的集成，精馏、吸收和萃取是最成熟和应用最广的传统分离过程，大多数化工产品的生产都离不开这些分离过程。在流程中合理组合这些过程，扬长避短，才能达到高效、低耗和减少污染。如共沸精馏与萃取集成或共沸精馏与萃取精馏集成。传统分离与膜分离过程集成，因为传统分离过程工艺成熟，生产能力大，适应性强；而膜分