分离工程阶段练习3

一、判断下列各题的正误，并改正。

1、固有分离因子和分离因子可以用于计算一个实际的精馏塔的板效率。正确

2、计算溶液露点时，若

∑=>-C

i i i

K Z

01/，则说明计算的温度偏高。

错误，应为计算的温度偏低。

3、在一定温度和组成下，A 、B 混合物的总蒸汽压为P ，若P P P P S B S

A >>,，则该溶液形

成最高恒沸物. 正确

4三对角度矩阵法是在求得ji x 后由H 方程求各板的温度，用S 方程计算各板的流率。错误，应为三对角度矩阵法是在求得ji x 后由S 方程求各板的温度，用H 方程计算各板的流率。

5、当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用加大萃取剂用量的方法来调节正确

6、最高恒沸物，压力增加使恒沸组成中汽化潜热小的组分增加正确

7、从塔釜往上逐板计算时，若由精馏段操作线方程计算的1)(+j H L x x 比由提馏段操作线方程计算的更大，则加料板为j+2板

错误，应为从塔釜往上逐板计算时，若由精馏段操作线方程计算的1)(+j H L x x 比由提馏段操作线方程计算的更大，则加料板为j 板

8、当两个难挥发组分为关键组分时，则应从塔釜往下为起点进行逐板计算。错误，当两个难挥发组分为关键组分时，则应从塔顶往下为起点进行逐板计算。 9、多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是恒摩尔流。错误，应为贫气吸收

10、吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是增加吸收剂用量。正确

11、常用于吸收过程的相平衡表达式为i i i x k y =，在低压操作下有利于吸收。错误，常用于吸收过程的相平衡表达式为Av l =，在高压操作下有利于吸收。 12、对多组分物系的分离，应将含有腐蚀的组分放在最后进行分离。错误，对多组分物系的分离，应将含有腐蚀的组分最先进行分离。 13、分离最小功是在完全可逆过程中所消耗的功。

正确二、简答题

1、什么是恒沸精馏，如何用三角相图求解恒沸剂用量。

恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂S 使其与溶液中至少一个组分形成最低恒沸物，以增大原组分间相对挥发度差的非理想溶液的多元精馏，形成的恒沸物从塔顶采出，塔釜引出较纯产品，最后将恒沸剂与组分分离。

利用相图，作F 与S 连线BS 及A 连线，两线交点M 便是总物料点，再由杠杆规则确

定恒沸剂S 的用量。

S F S ?

2、简述加盐萃取精馏是如何开发出来的

溶盐精馏是在原料液中加入第三种组分—盐，使原来的两种组分的相对挥发度显著提高，从而可用普通精馏的方法使原来相对挥发度很小或者形成恒沸物的体系分离。但由于盐的回收十分困难，且循环使用中固体盐的输送加料及盐结晶引起堵塞、腐蚀等问题

而萃取精馏是加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高，从精馏塔的塔釜引出。一般萃取剂的用量为60%-80%。

把盐加入到萃取精馏的溶剂中，既可以利用盐效应，提高待分离组分的相互挥发度，减少溶剂循环量，又克服了溶盐精馏中盐的输送回收困难等问题。由此开发出了加盐萃取精馏。 3、叙述用简捷法作普通精馏过程理论板数的步骤。简捷法计算理论板数步骤

① 根据工艺条件及工艺要求，找出一对关键组分。 ② 由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量及组成。

③ 根据塔顶塔釜组成计算相应的温度、求出平均相对挥发度。 ④ 用Fenske 公式计算m N 。

⑤ 用Underwood 法计算m R ，并选适宜的操作回流比R 。 ⑥ 确定适宜的进料位置。

根据m m N R R ,,，用Gilliland 图求理论板数N 。

4、从二氧化碳的Pr 和ρr 图说明恒温超临界萃取的原理。

超临界流体是指温度和压力处于临界点以上的流体。在超临界状态下流体具有气液两相的双重特点，即既具有与气体相当的扩散系数和低粘度，又具有和液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。

从二氧化碳的Pr 和ρr 图可知超临界流体对溶质的溶解度会随操作条件的改变而改变，即在较高压力下使溶质溶解于超临界流体中，然后使温度升高或者压力降低，使溶质因超临界

流体的密度下降，溶解度降低而析出，从而得到分离。

5、实际板和理论板的差异表现在那些地方，这些差异的影响应用什么方法来处理？实际板和理论板的差异

1）理论板假定离开该板的汽、液两相达到平衡；

2）理论板上相互接触的汽液两相完全混合，板上液相浓度均一，等于离开该板溢流液的浓度；

3）实际板上汽液两相存在不均匀流动，停留时间有明显差异； 4）实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。为考虑上述各种差异的影响，引进了几种效率 1）全塔效率，又称为总板效率 2）Murphree 板效率，又称干板效率 3）点效率

4）理论板当量高度（HETP ） 5）传质单元高度

6、采用简单塔完全分离含C 个组分的物料为C 个产品，需几个塔？如何安排这些塔的序列？采用简单塔完全分离含C 个组分的物料为C 个产品，需C-1个塔安排分离流程的一些经验规则：

1）首选分离方法为能量分离剂的方法，其次选用是使用分离剂的方法； 2）易分离的组分先分；

3）易挥发组分先分（直接分离序列） 4）尽可能对分，（料液的等摩尔分割） 5）量多的组分先分；

6）分离要求高和最困难分离的组分后分； 7）有特殊组分的要先分

三、非清晰分割的基本思想是什么？怎样做物料的预分布？

不清晰分割物料分布假定在一定回流比操作时，各组分在塔内的分布与在全回流操作时的分布相同，这样就可以采用Fenske 公式去反算非关键组分在塔顶塔釜的浓度。 Fenske 方程：av

LH L H

H L m

W W D D N )lg(lg α???????=；

H H Nm LH L L W D W D α=∴

或： H

Nm iH i i W D W D α=∴，先按清晰分割得到的组成分布来试算塔顶与塔釜的温度，即泡点、露点温度，再计算其相对挥发度，平均相对挥发度，计算m N 以及计算新的组成分布，反复试差至组成不变为止。

已知条件→→→→?????→?m LH W D Wi D i N T T x x α,,设为清晰分割 Wi Di m LH W D Wi Di x x N T T x x ,,,→→→→→α

另还可采用图解法。

四、已知某液体混合物中各组分的汽液平衡常数与温度的关系如下：

（1）求其常压下的该混合物的温度，误差判据可取0.001。（2）上述混合物若温度为350K ，试分析是否有液相存在。

1）设t=50℃，则33.0,56.0,25.25006.075.0543===?+-=C C C K K K

∑<=?+?+?=18751.032.033.045.056.023.025.2i

调整温度：选C 4为关键组分，则根据调整公式1)(

-∑=m i

i G

Gm k x K K 64.08751

.056

.02==

G K ；由此得t=55.5℃

则385.0,626.0,58.25.5506.075.0543===?+-=C C C K K K

∑≈=?+?+?=1999.032.0385.045.0626.023.058.2i

∴ t=55.5℃

（2）混合物温度为350K 即77℃时

6.0,884.0,8

7.37706.075.0543===?+-=C C C K K K

∑>=?+?+?=1583.16.033.0884.056.023.087.3i

i x

K 即

B i

i T T x

K >>∑,1

∑>=++=177.16.033.0884.056.087.323.0i i

K y

即∑<>D i i

T T K y

,1 混合物处于两相区 ∴有液相存在

五、某精馏塔进料中含n-C6o0.33，n-C7o0.33，n-C8o0.34。要求馏出液中n-C7o 含量不大于0.011，釜液中n-C6o 含量不大于0.015（以上均为摩尔分数）。若进料流率为100kmol/h 。

说明什么是关键组分,什么是非关键组分, 按清晰分割预算馏出液及塔釜液流量及组成。

（1）由题意：07C n -为重关键组分HK ，06C n -为轻关键组分LK ，0

8C n -为重组分HNK 。

∵h Kmol F x x LKW H KD 100,015.0,011.0===(3分)

∴h Kmol F x x x Z

D LKW

HKD LKW

n i i

34.32100015

.0011.01015

.033.011

=?---=

---=

∑=

∴h Kmol D F W 66.6734.32100=-=-=(3分)

∴%9.98989.034

.32015

.066.6733.0100==?-?=-=

D Wx FZ x LKW LK LKD

Kmol W W Dx FZ x HK HKD HK HKD 64.32,482.066.67011

.034.3233.0100==?-?=-=

h Kmol W W FZ x HNK HNK HNK 34,503.066

.6734.0100==?==

∴

Kmol W W W W h

Kmol D D D HNK HK LK LK HK 02.23464.3266.6735.099.3134.32=--=--==-=-=

∴馏出液中含：06C n - 31.99h Kmol 0.989 0

7C n - 0.35h Kmol 0.011 0

C n - 0 釜液中：06C n - 2.02h Kmol 0.015 0

7C n - 32.64h Kmol 0.482 0

C n - 34h Kmol 0.503 六、拟进行吸收的某厂裂解气的组成在吸收塔内操作压为1Mpa 操作温度为308K 下的相平衡常数如下：

计算操作液气比为最小液气比的1.2倍时异丁烷组分被吸收94%时所需的理论板数. 丙烷的吸收率。（1）∵关键组分为异丁烷

94.0=关?；当94.0==∞→关关时?A N

∵ 4982.053.094.0min

=?==???

??关关K A V L ∴

59784.04982.02.12.1min =?=???

??=V L V L 128.153.0598.0===

关

关VK L

A 由48.81128

.1lg 194.0128

.194.0lg 1lg 1

=---=

---=

A N ?? ∴所需理论板数为8.5块

（2）由C i N i

N i i VK L

A A A ==++,11?得

498.02.1598.0

==丙烷A 497.01

498.0498.0498.01

5.81

5.8=--=++丙烷? ∴丙烷的吸收率为0.497。

七、某连续分离过程，在0.101MP ，21.3℃ 时，欲将60%（mol ）丙烯的丙烯-丙烷混和物分离成99%的丙烯产品和95%的丙烷产品，分离过程及产品均处于环境温度及压力，试计算分离最小功。

设进料流率为:s mol F 100=

由物料衡算：??

?==???

?-?+?=?+=s

mol F s

mol F F F F F F F 8.392.60%)991(%99%60212121(3分) ()()??

???-=-∑∑出进ij ij K ik ik K T y y y y RT W ln ln min,ηη

)05.0ln 05.095.0ln 95.0(8.39)01.0ln 01.099.0ln 99.0(2.60[45.294314.8+++?=

mol W /1037.1)]4.0ln 4.06.0ln 6.0(1005?=+-

所以分离的最小功为mol W 5

1037.1?

八、乙酸甲酯（1）和甲醇（2）混合物在45℃时为恒沸物，今以水为溶剂进行萃取精馏，已知其组成为7.01=x ，8.0=S x ；447.012=A ；411.021=A ；3.113=A ；82.031=A ；

36.023=A ；22.032=A 。试求其萃取剂选择性，并说明如何提高萃取剂选择性。 1、∵()[]11221

1221lg x A A A x S S S S '-'-'-'= 06.1282

.03.1231131

=+=+='A A A S 29.0222

.036.0232232

=+=+='A A A S 429.02

411

.0447.02211212

=+=+='A A A 47.08

.07.07.02111

=+=+='x x x x

∴[]595.0)47.021(429.029.006.18.0lg 12=?-?--?=S 94.312=S

2、提高萃取剂的选择性的方法

1）选择的萃取剂应与组分1形成正偏差非理想溶液，选择的萃取剂应与组分2形成负偏差非理想溶液或理想溶液。

2）012

>'∴A ，则5.01>'x ；012<'A ，则5.01<'x 。 3）s x S ∝12lg ；所以萃取剂浓度s x 越大越好，但s x 太大，处理的原溶液量减少，适宜的萃取剂浓度8.06.0-=s x 。

化工分离工程复习题及答案..

化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。

分离工程课后习题答案-刘家祺

分离工程习题第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求：（1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc ；（3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na ；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1： 3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个热量衡算式1个相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na ＝0 解： V -2 F z i T F P F V , y i ,T v , P v L , x i , T L , P L 习题5附图

化工分离工程习题答案简介

分离工程习题第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求：（1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc ；（3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na ；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1： 3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个热量衡算式1个相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na ＝0 解：（1） Nv = 3 ( c+2 ) V-2 F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图

化工分离工程试题答卷及参考答案

MESH方程。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（k L）/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； 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： K i ψ——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

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 =y i /x i 。 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。 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（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，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P 1 0= P 2 0= 2. 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X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（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=，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达到多少。

分离工程习题解答

［例2-3］求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑= i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑ =∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分，则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6， 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x

故混合物在78℃。［例2-7］进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T 和p ，从p - T - K 图查K i ，再采用上述顺序解法求解。 (1)核实闪蒸温度假设50℃为进料泡点温度，则假设50℃为进料的露点温度，则说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求Ψ，令Ψ 1 =0.1(最不利的初值) =0.8785 因f (0.1)>0，应增大Ψ值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ的一个方程: 计算R - R 方程导数公式为：

生物分离工程题库+答案

《生物分离工程》题库一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，I 产物分离，P 纯化和P 精制； 2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等； 3. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式； 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜； 5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有板式，管式，螺旋式和中空纤维式； 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH 值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）； TEMED 的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）； 10 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度， pH 和温度； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步； 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；常用的固定相有C 8 辛烷基和十八烷基C 18 ；常用的流动相有乙腈和异丙醇； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的粘度和扩散系数，与液体有相似的密度； 16.离子交换树脂的合成方法有加聚法和逐步共聚法两大类；

分离工程练习题样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。《分离工程》练习题第一章绪论 ( 一) 填空题 1、分离作用是由于加入_______而引起的, 因为分离过程是熵________过程。 2、分离过程是________的逆过程, 因此需加入__________来达到分离目的。 3、衡量分离的程度用____________表示, 处于相平衡状态的分离程度是_________________.。 4、分离因子表示任一分离过程所达到的____________, 其定义为_____________________。 5、分离因子____________, 则表示组分i及j之间不能被分离。 6、分离剂能够是___________或____________, 有时也可两种同时应用。 7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡_____________的原理, 常采用____________作为处理手段, 并把其它影响归纳于___________。 8、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种___________作用下经过某种介质时的__________差异而实现分离。 9、分离过程是将一混合物转变为组成__________的两种或几种产品的哪些操作。 10、分离工程研究分离过程中分离设备的___________。 11、传质分离过程分为____________和____________两类。 12、速率分离可分为__________和__________两大类。 13、分离过程中按有无物质传递现象发生来划分, 分离过程可分为__________和__________。 ( 二) 简答题 1、列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 2、比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 3、平衡分离过程和速率分离过程各有何特点? 4、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度? 5、根据两相状态不同 , 平衡分离过程可分成几类 6、为什么要进行分离过程的的耦合及集成, 有何好处?

分离工程课后习题答案_汇总

第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝×298×=。所以反渗透膜两侧的最小压差应为。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求：（1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc ；（3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na ；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1： 3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个热量衡算式1个相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na ＝0 解： V -2 F z i T F P F V , y i ,T v , P v L , x i , T L , P L 习题5附图

（1） Nv = 3 ( c+2 ) （2） Nc 物 c 能 1 相 c 内在(P ，T) 2 Nc = 2c+3 （3） Ni = Nv – Nc = c+3 （4） Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 （5） Nau = c+3 – ( c+3 ) = 0 思路2：输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc ：物料衡算式 C 个，热量衡算式1个 ,共 C+1个设计变量数 Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3 固定设计变量Nx:有 C+2个加上节流后的压力共C+3个可调设计变量Na ：有0 11.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求：（1）设计变更量数是多少？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解： N x u 进料 c+2 压力 9 c+11=7+11=18 N a u 串级单元 1 传热 1 合计 2 N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量? 解: N X U 进料 c+2 压力 40+1+1 c+44 = 47 N a u 3+1+1+2 = 7 N v u = 54 进料，227K ，2068kP a 组分N 2 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 K m ol/h 1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物底产物 9 2 习题6附图

分离工程复习题

1、什么是清洁工艺？ 2、实现清洁工艺的要点是、。 3、传质分离过程分为和分离过程。 4、平衡分离过程所加的ESA 是指 ,如；MSA 是指 ,如。 5、醋酸和水的分离过程中，加入醋酸丁酯作为。正庚烷和甲苯的分离过程中加入苯酚作为。 6、从稀溶液中分离出有机溶质，通常用解吸的方法。这种解吸过程也叫汽提，汽提过程的ESA 是；MSA 是。 7、C8芳烃中对二甲苯和间二甲苯沸点的沸点非常接近，工业上采用方法加以分离。 8、要从含氢的烃类混合物中分离获得纯氢，常采用吸附和联合操作的方法。 9、谈谈分离过程和反应过程集成化对分离工程的意义。 10、平衡分离过程是借助于（如：热能，或等）使均相混合物系统变成两相系统，以混合物中各组分在两相中不同的平衡分配为依据实现组分分离。 11、速率分离式借助于（如：浓度差，或等）的作用下，同时在配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分分离。 12、常用的膜分离技术有：、、、和。 13、膜分离过程不受平衡的限制，能耗低，适用于特殊物系或特殊范围的分离。（） 14、反应精馏过程，可以提高反应效率，同时也可以提高分离效率。（） 15、达到相平衡的物系，整个物系的自由焓处于状态，相间的表观传递速率为。 16、相平衡常数表征了物系在一定条件下相变过程进行的方向和限度。（） 17、相平衡常数仅仅是物系温度和压力的函数，与物系的组成无关。（） 18、相平衡常数是任意条件下，组分i 在不同相中的摩尔分数的比值，即：i i i x y k = （） 19、相平衡的判据有三个，即：、和。 20、化学势的定义为：（） A 、j n P T i i n G ,,???? ????=μ B 、j n P T i i n H ,,???? ????=μC 、j n P i T G ,??? ????=μD 、j n T i P G ,??? ????=μ 21、非理想气体的压力与相应的理想气体的压力的差异可以用定量的衡量。 22、实际气体混合物的逸度系数的定义为：（） A 、 ?p y f i i i =? B 、 ??p y f i i i =? C 、 ?p f i i =?D 、 ?i i i p f =? 23、如果确定了压缩因子Z 与压力P 的关系，纯组分逸度系数可用（）计算， A 、?-=P P p dp Z 0)1(ln ?B 、?-=P P dp Z 0)1(ln ? C 、? -= P P dp Z RT 0 )1(1ln ?D 、 ? -= P P p dp Z RT ) 1(1 ln ? 24、当纯液体处于饱和状态时，其逸度等于的逸度。

分离工程考试题库及答案

一、填空 1、当混合物在一定的温度、压力下，满足（ ∑K i Z i>1且 ∑K i / Z i>1）条件即处于两相区，可通过（等温闪蒸）计算求出其平衡汽液相组成。 2、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（溶剂回收段）。 3、吸收因子为（ A=L /KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。 4、吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的真空塔），（用再沸器的解吸塔），（用蒸馏塔解吸）。 5。多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计型）型计算和（操作型）型计算。 6。在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（ 1 ）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、精馏有（ 2 ）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 9、对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算式）计算各板的温度。 10、流量加合法在求得ij x 后，由（ S ）方程求j V ，由（ H ）方程求j T 。 11、超临界流体具有类似液体的（溶解能力）和类似气体的（扩散能力）。 12、常用吸附剂有（活性炭），（硅胶），（沸石分子筛），（活性氧化铝）。 13、分离过程分为( 机械分离 )和( 传质分离 )两大类。 14、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 15、分离剂可以是（物质媒介）和（能量媒介）。 16、露点方程的表达式为( ∑Y i / K i =1 )。 17、泡点方程的表达式为( ∑K i X i=1 )。 18、泡点温度计算时若 ∑K i x i >1，温度应调（低）。 19、泡点压力计算时若 ∑K i x i >1，压力应调（高）。 20若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z =>∑, 且1(/)1c i i i Z K =>∑时，其相态为（气液两相）。 21若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z = <∑ 时其相态为（过冷液体）。 22若组成为Z i 的物系, 1(/)1c i i i Z K =<∑时，其相态为（过热液体）。 23设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 24透过曲线是以（吸附时间）为横坐标绘制而成。 25透过曲线是以（床出口流体中溶质的相对浓度）为纵坐标绘制而成。 26透过曲线是分析（床出口流出物的溶质的相对浓度与吸附时间的关系）得到的。 27、溶液结晶的推动力是（过饱和度）熔融结晶的推动力是（过冷度）。 28、液膜组成中流动载体的作用是（是指定的溶质或离子进行选择性迁移）。 29、根据微滤过程中微粒被膜截留在膜的表面层或膜深层的现象，可将微滤分成（表面过

《生物分离工程》复习题(解答版)

《生物分离工程》复习题《绪论细胞分离》 1.在细胞分离中，细胞的密度ρS越大，细胞培养液的密度ρL越小，则细胞沉降速率越大。 2.表示离心机分离能力大小的重要指标是 C 。 A.离心沉降速度 B.转数 C.分离因数 D.离心力 3.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。 4.简答：对微生物悬浮液的分离（过滤分离），为什么要缓慢增加操作压力？ 5.判断并改错：在恒压过滤中，过滤速率会保持恒定。（×）改：不断下降。 6.简答：提高过滤效率的手段有哪些? 7.判断并改错：生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。(×)改：更易破碎。 8.简答：采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率？ 9.简答：蛋白质复性收率低的主要原因是什么？ 10.简答：常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一。 11. B 可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 12.重力沉降过程中，固体颗粒不受 C 的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 13.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 14.在错流过滤中，流动的剪切作用可以 B 。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度 15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果。 A.疏水性 B.亲水性 C.氢键 D.静电 16.判断并改错：原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。(×)改：原料目标产物的浓度越低。 17.菌体和动植物细胞的重力沉降操作，采用 D 手段，可以提高沉降速度。 A.调整pH B.加热 C.降温 D.加盐或絮状剂 18.撞击破碎适用于 D 的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 19.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。 20.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作步骤。 21.评价一个分离过程效率的三个主要标准是：① 浓缩程度②分离纯化程度③回收率。 22.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 23.差速区带离心的密度梯度中最大密度 B 待分离的目标产物的密度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 24.简答：管式和碟片式离心机各自的优缺点。 25.单从细胞直径的角度，细胞越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎。《沉淀》 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。 2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。（√） 3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度，可以破坏蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质沉淀。 4.常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀，等电点沉淀，有机溶剂沉淀。 5.判断并改错：蛋白质水溶液中离子强度在生理离子强度（0.15～0.2mol·kg-1）之外，蛋白质的溶解度降低而发生沉淀的现象称为盐析。（×）改：离子强度处于高离子强度时。 6.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，盐析常数Ks 反映 C 对蛋白质溶解度的影响。 A.操作温度 B.pH值 C.盐的种类 D. 离子强度 7.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，β常数反映 B 对蛋白质溶解度的影响。 A.无机盐的种类 B.pH值和温度 C.pH 值和盐的种类 D.温度和离子强度 8.Cohn方程中，Ks越大，β值越小，盐析效果越好。 9.蛋白质溶液的pH接近其等电点时，蛋白质的溶解度 B 。 A.最大 B.最小 C.恒定 D.零 10.蛋白质溶液的pH在其等电点时，蛋白质的静电荷数为0 。 11.判断并改错：在高离子强度时，升温会使蛋白质的溶解度下降，有利于盐析沉淀，因此常采用较高的操作温度。（×）改：只在离子强度较高时才出现。 12.判断并改错：利用在其等电点的溶液中蛋白质的溶解度最低的原理进行分离，称为等电点沉淀，而不必考虑溶液的离子浓度的大小。（×）改：在低离子强度条件下。 13.等电点沉淀的操作条件是低离子强度和 pH=pI 。 14.判断并改错：无论是亲水性强，还是疏水性强的蛋白质均可采用等电点沉淀。（×）改：适用于疏水性强的蛋白质(酪蛋白)。 15.有机溶剂沉淀时，蛋白质的相对分子质量越大，则有机溶剂用量越少；在溶液等电点附近，则溶剂用量越少。 16.变性活化能 A 的蛋白质可利用热沉淀法分离。 A.相差较大 B.相差较小 C.相同 D. 相反 17.在相同的离子强度下，不同种类的盐对蛋白质盐析的效果不同，一般离子半径 A 效果好。 A.小且带电荷较多的阴离子 B.大且带电荷较多的阴离子 C.小且带电荷较多的阳离子 D.大且带电荷较多的阳离子 18.盐析沉淀时，对 A 蛋白质所需的盐浓度低。 A.结构不对称且高分子量的 B.结构不对称且低分子量的 C.结构对称且高分子量的 D.结构对称且低分子量的 19.盐析常数Ks随蛋白质的相对分子量的增高或分子结构的不对称性而增加。《萃取》 1.溶质在液—液两相中达到萃取平衡时，具有化学位相等，萃取速率为0 的特征。 2.溶质在液—液两相中达到萃取平衡时，萃取速率为 B 。 A.常数 B.零 C.最大值 D.最小值 3.溶质在两相达到分配平衡时，溶质在两相中的浓度 C 。 A.相等 B.轻相大于重相中的浓度 C. 不再改变 D.轻相小于重相中的浓度 4.萃取分配定律成立的条件为 C 。

生物分离工程练习题

《生物分离工程》练习题绪论1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显着特点是什么？ 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准，目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂质。 C、P和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC的计算公式。书本第九页第一章细胞分离与破碎 1.在细胞分离中，细胞的密度ρ越大，细胞培养液的密度ρ越小，则细LS胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。 3.B可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 4.重力沉降过程中，固体颗粒不受C的作用。

A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 5.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 6.在错流过滤中，流动的剪切作用可以B。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度． 7.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，流体摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系平衡 8.撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。管式，优点:离心力较大缺点：沉降面积小，处理能力降低碟片式，优点：沉降面积大缺点：转速小，离心力较小 11.单从细胞直径的角度，细胞直径越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎 12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、超声波破碎

《分离工程》试卷及答案

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（k L）/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= η；实际的分离过程是不可逆的，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。 1 (1) (1)1 c i i i i z K Kψ = - = -+ ∑ 式中：K i——相平衡常数； ψ——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 =y i /x i 。 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。 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=152.56kPa P20=61.59kPa 2. 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：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = = 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达到多少。

分离工程课后习题答案刘家祺

分离工程习题第一章 1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M，式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求：（1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc；（3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1： 3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式C个热量衡算式1个相平衡组成关系式C个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na＝0 解：（1）Nv = 3 ( c+2 ) （2）Nc 物 c

能 1 相 c 内在(P，T) 2 Nc = 2c+3 （3）Ni = Nv – Nc = c+3 （4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 （5）Nau = c+3 –( c+3 ) = 0 思路2：输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3 固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压力共C+3个可调设计变量Na：有0 11.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求：（1）设计变更量数是多少？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解：N x u 进料c+2 压力9 c+11=7+11=18 N a u 串级单元 1 传热 1 合计 2 N V U = N x u+N a u = 20 附加变量：总理论板数。 16.采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量? 解: N X U进料c+2 压力40+1+1 c+44 = 47 N a u3+1+1+2 = 7 N v u = 54 设计变量：回流比，馏出液流率。第二章 4.一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别

分离工程习题集及答案

分离工程习题集

目录第一部分填空题 (1) 第二部分选择题 (6) 第三部分名词解释及参考答案 (12) 第四部分问答题及参考答案 (14) 第五部分计算题及参考答案 (18) 第一、第二部分参考答案 (49)

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（）。 9.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（），（），（）。 13.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。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.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。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.吸收的相平衡表达式为（），在（）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（）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）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（），因此可得出（）的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。

分离工程试卷及答案

分离工程一、单项选择题(共27空，每空2分，共54分) 1. 按所依据的物理化学原理，传质分离过程可以分为________________分离过程和________________ 分离过程，常见的平衡分离过程有__________________、__________________、_________________。 2. 表征表征能量被利用的程度有两类效率：________________和_________________。要降低分离过程的能耗，提高其___________________效率，就应该采取措施减小过程的有效能损失。有效能损失是由_________________引起的。 3. 泡露点计算是分离过程设计中最基本的汽液平衡计算，按规定哪些变量和计算哪些变量可分为如下四种类型：________________________、________________________、________________________和________________________。 4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有______________、______________、_______________和________________。 5. 多组分多级分离过程严格计算中围绕非平衡级所建立的MERQ 方程分别是指________________________、________________________、________________________和________________________。 6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、________________________________________、 ________________________________________。 7. 理想气体和理想溶液混合物传热速率________________最小分离功，非理想溶液混和物传热速率________________最小分离功，最小分离功的大小标志着_______________。二、不定项选择题（共15小题，每题2分，共计30分） 1. 当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 . 2. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度（） A.很高 B.较低 C.只是冷凝过程，无分离作用 D.只是气化过程，无分离作用 3. 设计变量数就是（） A.设计时所涉及的变量数 B.约束数 C.独立变量数与约束数的和 D.独立变量数与约束数的差 4. 在多组分混合物的吸收过程中，不同组分和不同塔段的吸收程度是不同的。（）一般主要在靠近塔顶的几级被吸收，在其余级变化很小。 A.轻关键组分 B.重关键组分 C.轻非关键组分 D.重非关键组分 5. 多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离操作中起关键作用的组分即关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。（） A.1 B.2 C.3 D.4 6. 下列各单元中，( )单元的可调设计变量数为 0，( )单元的可调设计变量数为 1。（） A.混合器 B.分相器 C.分配器 D.再沸器 7. 对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（） A.一定是做为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到 C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品 D.视具体情况而变 8. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（） A.正偏差溶液 B.理想溶液 C.负偏差溶液 D.不一定