分离工程习题答案刘家祺
专升本《分离工程》试卷答案
专升本《分离工程》一、 （共31题,共151分）1. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa 。
计算混合物的泡点温度。
A 、B 、C 三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（T ：K ，pis ：Pa ）（10分）标准答案：2. 在环境状态下，将含有50%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol 进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar 方程联立，其常数A12=2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：(1)由物料衡算解得n1 = n2 = 0.5 kmol/h= 1.58x106J/h3. 在环境状态下，将含有60%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol 进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar 方程联立，其常数A12=2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：4. 苯酚精馏塔如附图所示：原料液含苯酚40％，水60％（分子分数）要求苯酚产品纯度99％ 以上，操作压力101.3Kpa ，塔顶蒸汽冷凝后过冷到20，在分层器中分层，分层全部回流，水层去污水厂处理。
查20时苯酚—水的互溶度数据为：水层含苯酚1.68％（摩尔百分数），分层含水66.9％（摩尔百分数），苯酚—水系统在1atm 下的汽—液平衡数据为： 若回流比选用最小回流比的1.5倍，饱和液体进料，并认为 回流液过冷对塔内回流量的影响可忽略， 试求理论塔板数。
（10分）标准答案：5. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（10分）标准答案：6. 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，( )。
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 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii 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≈=++=∑=∑∴iii 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。
分离工程习题完整答案
第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。
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. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。
3. 分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
4. 工业上常用（分离因子）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（理想分离因子）。
5. 固有分离因子是根据（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。
6. 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）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）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（萃取剂回收段）。
9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔），（用再沸器的蒸出塔），（用蒸馏塔）。
13. 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。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。
15. 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。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。
19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。
2012分离工程习题解答及思考题
xD ,i = d i / D
xB ,i = bi / B
0.0113 0.5412 0.1919 0.1891
0.00 0.00 0.00 0.00
分离工程习题及解答
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分离工程习题及解答
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第二部分： 1） 组分 Xf i Xd i Xb i 丙烯 0.7811 0.997 0.05 丙烷 0.2105 0.003 0.914 异丁烷 0.0084 / 0.037
对丙烯物料衡算： FXf i = DXd i + BXbi 100×0.7811 = 0.997×D + (100-D) ×0.05 解得：D = 77.2 mol B = F – D =22.8 mol
=
lg(
0.997 0.914 × ) 0.003 0.05 = 76块 lg1.12184
4）求实际回流比（R）
理论板数不变：N = 96 块
吉利兰关联式（2 −140） 已知：Rm , N , N m ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → R = 25
5）能耗
V2 ( R2 + 1) D2 (24.53 + 1) × 77.2 = = = 1.195 V1 ( R1 + 1) D1 (20.3 + 1) × 77.4
分离工程习题及解答
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第一章 多组分精馏
1、欲分离苯（1） 、甲苯（2）和二甲苯（3）的三元混合物，精馏塔的进料、塔顶产品和塔 底产品的组成如下： 组分 塔顶产品 塔底产品 进料 塔于常压下操作。试求： （1）塔顶分凝器和塔釜温度。 （2）若进料温度为 92oC，确定进料相态。 假设液相服从拉乌尔定律，汽相可作为理想气体。三个组分的蒸汽压分别用下列各式计算： 苯 0.995 0.005 0.600 甲苯 0.005 0.744 0.300 二甲苯 0 0.251 0.100
分离工程题库附答案
分离工程题库附答案第一章绪论填空题：1、分离技术的特性表现为其（重要性）、（复杂性）和（多样性）。
2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
3、分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类4、分离剂可以是（能量）或（物质），有时也可两种同时应用。
5、若分离过程使组分i及j之间并没有被分离，则（a s ij=1）。
6、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程分离的（难易程度）。
7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不相等）的原理，常采用（平衡级）作为处理手段，并把其它影响归纳于（级效率）中。
8、传质分离过程分为（平衡分离）和（速率分离）两类。
9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。
10、分离过程是将一混合物转变为组成（互不相等）的两种或几种产品的哪些操作。
11、工业上常用（分离因子）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（固有分离因子）。
12、速率分离的机理是利用传质速率差异，其传质速率的形式为（透过率）、（迁移率）和（迁移速率）。
13、绿色分离工程是指分离过程（绿色化的工程）实现。
14、常用于分离过程的开发方法有（逐级经验放大法）、（数学模型法）选择题：1、分离过程是一个（A）a.熵减少的过程；b.熵增加的过程；c.熵不变化的过程；d.自发过程2、组分i、j之间不能分离的条件是（C）a.分离因子大于1；b.分离因子小于1；c.分离因子等于13、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（A）实现分离。
a.组成不等；b.速率不等；c.温度不等4、当分离因子（C）表示组分i及j之间能实现一定程度的分离。
a.a ij=1b.a s ij=1c.a ij<15.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（C）a.结晶；b.吸收；c.加热；d.浸取。
6、下列分离过程中属机械分离过程的是（D）：a.蒸馏；b.吸收；c.膜分离；d.离心分离。
分离工程第二章第一次作业参考答案
解：普通双组分精馏塔c=2
如右图所示：共六个单元
单元
全凝器
C+4=6
回流分配器
C+4=6
N-(M+I)级平衡串级
2c+(N-M-1)+5=N-M-1+9
进料级
3c+7=13
（M-)级平衡串级
（2）N+2个压力等级；
所以：Niu=6
2、确定下图吸收-解吸流程的设计变量数
2c+(M-1)+5=M-1+9
再沸器
C+4=6
合计
10c+N+2Fra bibliotek=N+47
由于联结各单元共有9股物流，及n=9，没有串联重复单元，及Nr=0。所以
即Niu=N+11
固定设计变量Niu:（1）一股进料，c+2-1=3（加料压力与塔压相同，当某一进料的压力和进入单元的压力相等时，则在进料变量总数中减1）
《分离工程》试题库及参考答案
分离工程试题库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 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)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（）o9. 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（0，（0, （0。
13. 精馏塔计算中每块板由于（0改变而引起的温度变化，可用（0确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（0。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（0型计算和（0型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（0。
17. 吸收过程在塔釜的限度为（0,它决定了吸收液的（0。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（0，它决定了吸收剂中（0。
19. 吸收的相平衡表达式为（），在（0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（0。
21. 解吸收因子定义为（0,由于吸收过程的相平衡关系为（0。
22. 吸收过程主要在（0完成的。
23. 吸收有（0关键组分，这是因为（0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（0,因此可得出（0 的结论。
分离工程施工第一章作业参考答案
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？(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。