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化工分离过程-模拟题答案

1.分离过程可分为(机械分离)和(传质分离)两大类。

按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为两类,即(平衡分离)和(速率分离)。

过滤属于(机械分离),精馏操作属于(平衡分离) ,超滤属于(速率分离)。

2. 平衡分离过程所用的分离剂包括(物质媒介)和(能量媒介)。

3. 设计变量由(描述系统的独立变量数)和(变量之间的约束关系数)确定,计算设计变量的表达式是(Ni=Nv-Nc),设计变量分为(固定设计变量)和(可调设计变量)。

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. 汽液相平衡是处理(传质)过程的基础。

相平衡的条件是(各相的温度、压力相等,各相组分的逸度相等)。

6. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分),只在塔顶或塔釜出现的组分为(非分配组分)。

7. 常见的特殊精馏有(共沸精馏)和(萃取精馏)。

8. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(质量传递),(能量传递)和(动量传递)
9. 气体吸收按照溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为(物理吸收)和(化学吸收)。

吸收因子的定义为(A=L/KV ),其与(L/V )成正比,与(K )成反比。

10. 结晶过程要经历两个过程,即(成核)和(晶体生长)。

1. 当把一个常温溶液加热时,开始产生气泡的温度点叫作(C)
A.露点
B.临界点
C.泡点
D.熔点
2. 溶液的蒸气压大小(B )
A.只与温度有关
B.不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关
C.不仅与温度和各组分的浓度有关,还与溶液的数量有关
D.只与组分的浓度有关
3. 汽液相平衡K值越大,说明该组分越(A )
A.易挥发
B.难挥发
C.沸点高
D.蒸汽压小
4. 对一个恒沸精馏过程,从塔内分出的最低温度的恒沸物(B)
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
5. 当体系的yi-yi*>0时(B )
A.发生解吸过程
B.发生吸收过程
C.发生精馏过程
D.没有物质的净转移
6. 下列关于吸附剂的描述哪一个不正确( C )
A.分子筛可作为吸附剂
B.多孔性的固体
C.外表面积比内表面积大
D.吸附容量有限
7. 晶体按照其晶格空间结构可分为( C )种晶系
A.五
B.六
C.七
D.八
8. 下面哪种条件有利于气体吸收操作( D )
A.高温高压
B.低温低压
C.高温低压
D.低温高压
9. 下列哪一个是速率分离过程( C)
A.蒸馏
B.吸收
C.膜分离 D离心分离
1. 相平衡:混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共
存的状态。

从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小状态,从
动力学看,相间无物质的静的传递。

2. 关键组分:在多组分精馏和吸收中,由设计者指定分离要求组分。

3. 泡点温度:当把一个液相加热时,开始产生气泡时的温度。

4. 反渗透:当用半透膜隔开不同浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透。

5. 萃取精馏:向相对挥发度接近于1或等于1的体系,加入第三组分P,不与体系中任何组分形成恒沸物,从塔底出来的精馏过程。

6. 表观吸附量:每千克吸附剂吸附的吸质的量。

1.已知A,B二组分的恒压相图如下图所示,现有一温度为T0原料经加热后出口温度为T4,通过加热器前后压力看作不变。

试说明该原料在通过
加热器的过程中,
各相应温度处的相态和组成变化的情况?
答:t0过冷液体,组成等于x F
t1饱和液体,组成等于x F
t2气夜两相,y>x F >x
t3饱和气体,组成等于x F
t4过热气体,组成等于x F
2.在确定设计变量时,约束关系式包括哪几类?
答:物料平衡式;
能量平衡式;
相平衡关系式;
化学平衡关系式;
内在关系式。

3.简述精馏过程最小回流时的特点。

答:最小回流比是精馏的极限情况之一,此时,要完成给定的分离任务,所需要理论级板数无穷多,如果回流比小于最小回流比,则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务。

4. 从工艺角度简述萃剂的选择原则。

答:a.容易再生,即不起化学反应、不形成恒沸物、P沸点高;
b.适宜的物性,互溶度大、稳定性好;
c.价格低廉,来源丰富。

5.吸附质被吸附剂吸附 —脱附分哪几步?
答:a.外扩散组份穿过气膜或液膜到固体表面;b.内扩散组份进入内孔道;
c.吸附;
d.脱附;
e.内反扩散组份内孔道来到外表面;
f.外反扩散组份穿孔过气膜或液膜到气相主体流。

1.某原料气组成为:
组分CH4C2H6C3H8i-
C4H10
n-
C4H10
i -
C5H10
n-
C5H10
n-
C6H14
∑0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.015 1.000
Ki19.0 4.0 1.370.590.440.200.150.055
现用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式吸收塔中进行吸收,平均吸收温度为35℃,压力为101.325kpa,此条件下各组分的相平衡常数K值列于上表,如果要求将i-C4H10回收90%。

试求:(1)为完成此吸收任务所需的最小液气比。

(2)操作液气比取为最小液气比的1.07倍时,为完成此吸收任务所需理论板数。

(3)各组分的吸收率和离塔尾气的数量和组成。

(4)塔顶应加入的吸收剂量。

解:选异丁烷为关键组分,查得在1.013Mpa和35℃下各组分的相平衡常数列于下表。

a.最小液气比的计算
在最小液气比下,,
b.理论板数的计算
操作液气比
关键组分的吸收因子为
理论板数
c.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成由和
以及;;进行计算结果见表。

组分CH4C2H6C3H8i-
C4H10n-
C4H10
i -
C5H10
n-
C5H10
n-
C6H14

0.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.015 1.000 K i19.0 4.0 1.370.590.440.200.150.055
,
kmol/h76.5 4.5 6.5 2.5 4.5 1.5 2.5 1.5100.0 A0.02990.1420.41460.963 1.291 2.840 3.78710.327
0.02990.1420.41460.900.987 1.000 1.000 1.000
74.213 3.861 3.80510.250.058500082.19
0.9030.0470.0460.0030.001 1.000
d.吸收剂量
塔内气体的平均流率为:
塔内液体的平均流率为:
由,得。

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