化工分离工程：第二章习题答案(刘家祺版)
化学分离工程课后答案刘嘉琪
化学分离工程课后答案刘嘉琪1、关于前胡，说法正确的有（多选）（）*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案)C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂2、香豆素衍生物最常见的羟基取代位置是（）[单选题] *AC7位(正确答案)BC5位CC3位DC6位3、所有游离香豆素均可溶于热的氢氧化钠水溶液,是由于其结构中存在（）[单选题] * A异戊烯基B酮基C内酯环(正确答案)D酚羟基对位活泼氢4、牛蒡子属于（）[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D黄酮类5、临床用于上呼吸道抗菌消炎的是（）[单选题] *A穿心莲内酯(正确答案)B青蒿素C莪术醇D薄荷脑6、E何首乌(正确答案)下列不含蒽醌类成分的中药是（）* A丹参(正确答案)B决明子C芦荟D紫草(正确答案)7、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是（）[单选题] * A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)8、E与水任意比例相溶(正确答案)不耐热成分不宜采用的提取方法是（）* A浸渍法B渗漉法C煮法(正确答案)D回流提取法(正确答案)9、挥发油可析出结晶的温度是（）[单选题] *A0～-20℃(正确答案)B0～10℃C0～20℃D0～15℃10、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目11、挥发油的溶解性难溶于（）[单选题] *A水(正确答案)B乙醇C石油醚D乙醚12、二萜的异戊二烯单位有（）[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个13、由两个苯环通过三碳链相互连接成的具有6C-3C-6C基本骨架的一系列化合物是（）[单选题] *A苷类B黄酮类(正确答案)C醌类D生物碱类14、纸色谱是分配色谱中的一种，它是以滤纸为（），以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
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2013年第二章习题参考答案
作业(计算题)7、某精馏塔釜压力2.626MPa ，温度76℃，液相组成如下表，如取i-C 40 为关键性组分，各组分的相对挥发度如表所示，求与塔釜液体呈平衡状态的汽相组成：组分i 2C =2C 3C = 03C i-04C05C x wiαij0.002 6.4350.002 4.5220.680 2.0970.033 1.9130.196 10.087 0.322解：计算方法及结果如下所示：1x0.0020 0.0020 0.6800 0.0300 0.1960 0.0870 1.000 ija6.4354.5222.09741.91310.322ij ia x0.01287 0.00904 1.42622 0.06313 0.19600 0.02801 1.73527ij iij i a x a x ∑0.007420.00521 0.82190 0.03638 0.11295 0.01614 1.00001、已知丙酮（1）-甲醇（2）双组分系统的范氏常数为A 12=0.645，A 21=0.640。
试求58.3℃时，x 1=0.280的该双组分溶液的饱和压力。
已知：58.3℃时，纯丙酮的饱和蒸汽压为p 10=0.1078MPa ，甲醇的饱和蒸汽压为 p 20=0.0762MPa解：当10.280x =时，由Van laar 方程计算可得：12211222121212212121ln ln 11A A A x A x A x A x γγ==⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑=iij iij i x x y αα120.645ln 0.3330.6450.28010.6400.720γ==⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭得：1 1.395γ=220.640ln 0.0510.6400.72010.6450.280γ==⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭得：2 1.0525γ= 所以001112220.1078 1.3950.2800.0762 1.05250.7200.0998p p x p x MPa γγ=+=⨯⨯+⨯⨯=2、已知某混合物0.05乙烷，0.30 丙烷，0.65正丁烷（摩尔分数），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。
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。
分离工程习题与思考题
分离工程习题与思考题第二章精馏1.欲分离苯(1)-甲苯(2)-二甲苯(3)三元混合物，精馏塔的进料、塔顶和塔釜产品的组成如下：组成mol分率塔顶塔底进料苯0.9950.0050.600甲苯0.0050.7440.300二甲苯0.0000.2510.100的操作压强为1atm（绝对）。
试求：1)塔顶分凝器温度和塔釜温度；2)若进料温度为92℃，判断进料状态。
假定液相服从拉乌尔定律，汽相可当作理想气体，三个组分的蒸汽压分别按下式计算：苯：lnp1S=15.90082788.51/(T52.36)S=16.01373096.52/(T53.67)(piSmmHg, TK)甲苯：lnp22．异丙醇(1)-水(2)系统的无限稀释活度系数为γ1=9.78,γ2=3.22，试用此对数值计算Wilon常数Λ12和Λ21，并由此计算某1=0.1665(mole分率)时的汽相组成y1和泡点温度tB。
系统处于常压（设为1atm绝对压）。
已知：异丙醇和水的蒸汽压方程可分别用下列各式计算：∞∞异丙醇：lnp1S=18.69293640.20T53.54(PmmHg,TK)3816.44S=18.3036水：lnp2T46.13（提示：试差求Λ12和Λ21时，可取初值Λ12＝0.1327）3．用常规精馏塔分离下列烃类混合物：组分：Mol%：CH40.52C2H424.9C2H68.83C3H68.7C3H83.05nC4H1054.0工艺规定塔顶流出液中C4浓度不大于0.002，塔釜残液中C3H8不大于0.0015，试应用清晰分割法估算塔顶和塔底产品的量和组成。
分离工程4．设工艺规定C3H6为轻关键组分，C4为重关键组分，上题料液在常规精馏塔中分离，要求C3H6在塔顶的收率为0.99，C4在塔底的收率为0.995。
假设轻组分全部从塔顶馏出。
试计算：（1）用Underwood方程计算Rm和C3H6在塔两端产品中的分布，算出两端产品的量和组成（设F=100Kmol/h，泡点进料）。
《化工分离工程》刘佳琪复习
《分离工程》本一、填空（本大题共9小题，每空1分，共25分）1、分离过程可分为_____________________ 、____________________________ 两大类。
2、在平衡分离过程中，平衡关系用分离因子表示为_：卯二___________ 。
分离因子在精馏中又称为___________________ ，在液液平衡中又称为___________________________ 。
3、___________________________________________________________________________ 对于一四组分气液平衡物系而言，其自由度数f等于_________________________________4、吸收过程按溶质数多少可分为和按吸收温度状况可分为________________________ 和_______________________________ 。
5、超临界流体萃取有、和等三种操作方法。
6、闪蒸温度必须介于物系的______________________ 与_____________________ 之间。
7、吸附剂的再生方法有、、、。
&结晶分离的传质推动力为_______________________________________________________ 。
9、膜分离过程按分离体系不同可分为、。
按推动力不同可分为、、。
1、一烃类混合物中含有乙烷30%、丙烷30%、正丁烷40%。
其安托因方程参数见下表。
试求30C时的泡点压力及此时的气相组成。
（物系可认为是完全理想物系）（10分）,安托因方程为：ln P = A — c2、将苯（A）――甲苯（B）――对二甲苯（C）混合物送入精馏塔分离，进料流量为100kmol/h，组成为Z A=0.4、Z B=0.4、Z C=0.2，要求苯在塔顶回收率为95%，甲苯在塔釜的回收率为95%。
化工分离工程第二章单元测试
分组做题，A组1，3，4；B组2，3，5
1. 附图为热耦合精馏系统，进料为三组分混合物，采出三个产品。
确定该系统：（1）设计变量数；（2）指定一组合理的设计变量
产品一
2. 满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图（图2-3），求：
（1）设计变量数是多少？
（2）如果有，请指出附加变量哪些需要规定？
C4 54.7
C5 56.0
C6 33.3
3.以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及异丁烷d.55%。
试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，并确定在t=25℃，p=1MPa大气压时的气相分率。
(泡点：初始假设p=2.0MPa；露点：初始假设p=1.0MPa)
A组计算泡点与气相分率；B组计算露点与气相分率。
4.组成60%（摩尔分数）苯，25%甲苯和15%对二甲苯的100kmol液体混合物，在101.3KPa 和100℃下闪蒸。
试计算液体和气体产物的量和组成。
假设该物系为完全理想系。
用安托因方程计算蒸汽压。
（T B=364.076K，T D=377.83K）
苯：lnp10=20.7936-2788.51/(T-52.36)；甲苯：lnp20=20.9065-3096.52/(T-53.67)；
对二甲苯：lnp30=20.981-3346.65/(T-57.84)
5.进料流率为1000kmol/h的轻烃混合物，其组成为：丙烷（1）5%，正丁烷（2）20%，正戊烷（3）75%（摩尔分数），求在50℃和200kPa条件下闪蒸的汽、液相组成和流率。
（初始υ1=0.5）。
《化工分离工程》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。
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。
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，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章
习题4（P85）
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)。
分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 式的平衡温度和汽相组成。
假设为完全理想系。
解1：由题2中附录的苯、甲苯和对-二甲苯的安托尼公式计算P i s (1)平衡常数法： 设T=368K 用安托尼公式得：
kPa P s 24.1561= ；kPa P s 28.632= ；kPa P s 88.263= 由式(2-36)得：P P K s i i /=
562.11=K ；633.02=K ；269.03=K
781.01=y ；158.02=y ；067.03=y ；006.1=∑i y 由于∑i y >1.001，表明所设温度偏高。
由题意知液相中含量最大的是苯，由式(2-62)得： 553.11
'1==
∑i
y K K 可得K T 78.367'= 重复上述步骤：
553.1'1=K ；6284.0'
2
=K ；2667.0'3=K 7765.0'1=y ；1511.0'2
=y ；066675.0'
3=y ；0003.1=∑i y 在温度为367.78K 时，存在与之平衡的汽相，组成为：苯0.7765、
甲苯0.1511、对二甲苯0.066675。
(2)用相对挥发度法：
设温度为368K ，取对二甲苯为相对组分。
计算相对挥发度的：s
j s i ij P P /=α
13α
计算∑=P x P i j i s
α*3，即为所求的平衡温度和组成。
解2：
(1)平衡常数法。
假设为完全理想系。
设t=95℃
苯： 96.11)36.5215.27395/(5.27887936.20ln 1=-+-=s P ；
∴ Pa P s 5110569.1⨯=
甲苯： 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2=-+-=s P ；
∴Pa P s 4210358.6⨯=
对二甲苯：204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3=-+-=s P ；
∴Pa P s 4310702.2⨯=
569.11010569.15
5
1
1=⨯=
=P P K s ；6358.02
2==P
P K s
2702
.033==
P
P K s
∴011.125.06358.025.02702.05.0596.1=⨯+⨯+⨯=∑i i x K
选苯为参考组分：552.1011
.1569
.112==K ；解得T 2=94.61℃ ∴05.11ln 2=s P ；
Pa P s 4210281.6⨯= 19.10ln 3=s P ； Pa P s 43106654.2⨯=
∴2K =0.6281
3K =0.2665
∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑i i x K
故泡点温度为94.61℃，且776.05.0552.11=⨯=y ；
157.025.06281.02=⨯=y ；067.025.02665.03=⨯=y
(2)相对挥发度法
设t=95℃，同上求得1K =1.569，2K =0.6358，3K =0.2702
∴807.513=α，353.223=α，133=α
∴∑=⨯+⨯+⨯=74
.325.0125.0353.25.0807.5i i x α
.174.325
.0174.325.0353.274.35.0807.5=⨯+∑∑
⨯+⨯=∑=i
i i i i x x y αα
故泡点温度为95℃，且776.074
.35
.0807.51=⨯=
y ；
157.074.325.0353.22=⨯=
y ；067
.074.325
.013=⨯=y
习题12（P86）
用图中所示系统冷却反应器出来的物料，并从较重烃中分离轻质气体。
计算离开闪蒸罐的蒸汽组成和流率。
从反应器出来的物料温度
311K ，组成如下表。
闪蒸罐操作条件下各组分
的K 值：氢-80；甲烷-10；苯-0.01；甲苯-0.004 解：以氢为1，甲烷为2，苯为3，甲苯为4。
总进料量为F=460kmol/h ，
4348.01=z ，4348.02=z ，1087.03=z ，0217.04=z
又K1=80，K2=10，K3=0.01，K4=0.004 验证闪蒸问题：
113.390217.0*004.01087.0*01.04348.0*104348.0*80>=+++=∑i
kZ
134.16004.0/0217.001.0/1087.010/4348.080/4348.0/>=+++=∑k Z i
所以闪蒸问题成立。
由式 ∑
=-+-=c
i i
i
i K z K f 1)1(1)1()(ψψ
∑=-+--=c
i i k i i k K z K d df 12
)(2)()]1(1[)1()
(ψ
ψψ ψ
ψψψ
ψ
d df f k k k k /)()
()()()
()
1(-=+ 进行试差可得：Ψ=0.87， 由式 )
1(1-+=i i
i i k z K y ψ
计算得：
y 1=0.4988，y 2=0.4924，y 3=0.008，y 4=0.0008；V=400.2mol/h 。