化学分离工程试题及答案 (1)

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1、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的定义是化学吸收的液相分传质系数（kL）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L）。5.对普通的N级逆流装置进行变

2、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。6.热力学效率定义为.；实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定小于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。式中：Ki相平衡常数；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。6三、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

3、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。Ki=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

4、减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力学效率高。5反应精馏的主要优点有那些？（1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分)1.将含苯0.6（mol分数）的苯（1）—甲

5、苯（2）混合物在101.3kPa下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？已知：94℃时P10=152.56kPaP20=61.59kPa2.已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=0.65(mol分率),在此条件下：求该系统的活度系数。3.气体混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=1.26，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可

6、达到多少。62006-2007学年第2学期考试参考答案（A）卷一、推导(20分)1.设物料衡算式：(1)相平衡关系式：(2)(3)将（3）代入（1）整理：(4)将（2）代入（1）整理：(5)2．四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分)1.同时存在，为汽液平衡态,满足闪蒸条件。、2.3.6一、填空(每空2分,共20分)1.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程两大类。2.一个多组分系统达到相平衡的条件是所有相中的温度、压力相同，各相组分的逸度相同。3.在变量分析中，固定设计变量通常指进料物流的变量和装置的压力。4.某二元系常压

7、下汽液平衡数据在y～x图中摘录如下：x1=0.25时，y1=0.35；x1=0.8时，y1=0.62，该系统一定形成共沸物，这是因为在y-x图中，平衡线与对角线相交（也可其它表示法）。5.三对角线矩阵法用于多组分多级分离过程严格计算时，以方程解离法为基础，将MESH方程按类型分为三组，即修正的M方程、S方程、和修正的H方程6.精镏和吸收操作在传质过程上的主要差别是精馏为双向传质，吸收为单向传质7.在ABC三组分精馏中，有2个分离方案。8.超滤是以压力差为推动力按粒径不同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(20分)1．

8、对再沸器（图1）进行变量分析，得出：，回答对可调设计变量如何指定。2.溶液中1，2组分形成均相共沸物，分析共沸时活度系数与饱和蒸汽压之间的关系可用式：表示。三、简答(每题5分,共20分)常压下分离苯、甲苯、