《分离工程》课程综合复习资料.doc

分离工程课程综合复习资料一、填空题1、分离过程是将混合物分成 的两种或几种产品的操作。2、请在下列选项中选择：（写上字母即可）超滤属于 、 过程；沉降属于 ；共沸精馏属于 、 过程。（A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离）3、膜分离的推动力可以是 、 或 。4、宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。5、相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。6、化学工业中最常使用的结晶技术是 和 。7、MESH方程分别指 ； ； ； 。在BP法中用M、E方程求解 。8、汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是 。9、液液平衡的分离因子又称为 。10、相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着 而 的状态。二、单项选择题1、气液平衡的分离因子又称为（）A. 相对挥发度 B. 分配系数C. 相对选择性 D. 回收率 2、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；3、公式适用于下面哪种情况？（）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。4、在设计变量中，表示（）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5、HNK表示（）A. 分配组分 B. 重关键组分 C. 重非关键组分 D. 轻非关键组分6、液液平衡的分离因子又称为（）A. 相对挥发度 B. 分配系数C. 相对选择性 D. 回收率 7、分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使的丙酮成为轻组分？（）A. 水 B. 乙酸甲酯C. 正己烷 D. 乙醚8、图中的汽相浓度变化曲线，描述的是图中的哪个区域？（）A. 属于1区 B. 属于3区 C. 属于4区 D. 属于6区三、判断题1、在共沸精馏中，共沸剂的加入量既不能多也不能少，必须根据物料平衡严格控制。( )2、物理吸收过程的吸收热，对理想溶液来说就等于溶解热。( )3、在用焓做换热器热量衡算时。不同组分焓值的基准态可以不相同。( )4、在最小回流比下操作塔内会出现恒浓区，同样在最少理论板下操作塔内也会出现恒浓区。( )5、对于萃取精馏塔，在溶剂回收段，原溶液中各个组分的分离作用仍很大。( )6、所谓最低共沸物，是指共沸物的沸点温度比构成共沸物中任一组分的沸点温度都低。( )四、名词解释1、分离媒介：2、萃取精馏五、简答题1、如何核实闪蒸问题？（写出一种方法即可。）2、画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？3、请将萃取精馏与共沸精馏相比较，说明它们的共同点和不同点。4、恩特伍德公式用于计算什么参数？它的假设条件是什么？当简单精馏塔在最小回流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。5、在萃取精馏中，溶剂选择的工艺要求有哪些？6、试描述“逆行精馏” 效应，实际操作中如何减弱或消除？7、萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。8、某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数?9、非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点?10、物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？六、综合题1、设计一个脱乙烷塔，从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的相对挥发度和对产物的分离要求见下表。求所需最少理论板数及全回流条件下馏出液和釜液的组成。编号进料组分mol.%相对挥发度1CH457.3562C2H6352.0913C3H6151.0004C3H8200.9015i-C4H10100.5076n-C4H10150.408设计分离要求：馏出液中C3H6浓度 2.5 mol%釜液中C2H6浓度 5.0 mol%提示： 2、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T-x-y图和流程示意图。3、某原料含有A、B、C、D和E五个组分。已知ABCDE其中E的含量很高，B与C最难分离。试设计一个合理的精馏分离塔序,画出流程示意图，将各组分分为纯组分。分离工程课程综合复习资料参考答案一、填空题1、组成互不相同2、B、D ，C ；A、B。3、压力差、浓度差 或 电位差4、温度，外层5、最小状态； 表观传递速率为零 。6、溶液结晶 、 熔融结晶7、M-物料平衡方程；E-相平衡方程；S-摩尔分率加和式；H-焓平衡方程（热量平衡）。液相组成x 。8、Ki=iPis/P 。9、相对选择性 。10、物理平衡，共存。二、单项选择题1、A；2、A；3、A；4、C；5、C；6、C；7、A；8、D三、判断题1、；2、3、；4、；5、；6、四、名词解释1、分离媒介：包括能量媒介和物质媒介。能量媒介指传入或传出系统的热，输入或输出的功。物质媒介能与混合物中的一相或几相部分互溶或完全互溶，使其能被分离。2、萃取精馏：加入的新组分不与原溶液中的任一组分形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高，从釜液离开精馏塔。这种特殊精馏被称为萃取精馏。五、简答题1、核实闪蒸问题：方法1.分别计算闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度，核实进料温度在两者之间。方法2.分别假设闪蒸温度为进料混合物的泡点温度和露点温度，用相应的方程核对，只有在KiZi1、Zi/Ki1同时成立时，混合物才处于两相区。2、萃取精馏溶剂加入位置的确定：为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加料口一定位于进料板之上，但需要与塔顶保持78块塔板，起回收溶剂的作用，这一段称溶剂回收段。原因：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，溶剂的加入口一定要位于进料板以上。但需要与塔顶保持有若于块塔板，起回收溶剂的作用。1：萃取精馏塔 2：溶剂回收塔3、萃取精馏与共沸精馏的比较：相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。不同点：可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多；共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易。4、恩特伍德公式用于计算最小回流比。它的假设条件是：塔内汽相和液相均为恒摩尔流率；各个组分的相对挥发度均为常数。5、在萃取精馏中，溶剂选择的工艺要求有：溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度；溶剂在操作中是热稳定的；与混合物中任何组分不发生化学反应；溶剂比不得过大；无毒、不腐蚀、价格低廉、易得等。6、精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的最低值提到冷凝器中的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精馏成果被抵消的情况，称为“逆行精馏”效应。提高回流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。7、因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，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，称为溶剂回收段。8、所谓塔顶产品不合格，是指塔顶馏出物中重组分含量较多。因此，可以通过适当加大回流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。9、非均相催化反应精馏，即将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。 优点:1).对于受平衡制约的反应，采用催化精馏能够大大超过固定床的平衡转化率。2).由于精馏作用移出物系中较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。10、物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程。吸收塔内从塔顶到塔釜，气、液相浓度都是上升的，温度也是上升