《分离工程》综合复习资料一、填空题1.在分离工程中，分离过程分为机械分离和传质分离两大类。

传质分离过程用于___________ 混合物的分离。

工业上的传质分离过程可分为 _____________________和____________________________ O2.膜分离的推动力可以是________ 、_______ 或___________ 。

3.相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焙处于_；从动力学来看，相间_______________ □4.宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于_________ ,因此将热衡算放在________ 循环屮。

5.MESH方程分别指_____________ ; _____________ ; __________ ; ________________ o6.分离媒介包括 __________________和____________________ o7.吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用___________________ 不同而达到分离有关组分的传质分离过程。

8.____________________________________________ 离子交换的步骤分为________ 、、交换反应、_________________ 、___________________ 五步。

9.液液平衡的分离因子又称为____________________ o二、选择题1•膜分离属于（）。

A.平衡分离B.吸附分离C.机械分离D.传质分离2.下列不属于速率分离过程的是（）oA.超滤B.反渗透C.过滤D.电渗析3.公式KU〕f：适用于下面哪种情况？（）汽相为理想溶液，液相为理想溶液；汽相为理想气体，液相为理想溶液；汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；汽相为理想气体，液相为非理想溶液。

4.在设汁变量中，表示（）装置设计变量数B.单元固定设计变量数C.单元可调设计变量数D.装置固定设计变量数5.HNK 表示（）A.分配组分B.重关键组分C.重非关键组分D.轻非关键组分&液液平衡的分离因子又称为（）A.相对挥发度B.分配系数C.相对选择性D.回收率三、名词解释1•清晰分割2.萃取精憾:3•分离媒介：四、简答题1.试描述“逆行精馅”效应，实际操作中如何减弱或消除？2.如何判断闪蒸问题是否成立？3.萃取精谓流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。

4.萃収精傳和共沸精僧的相同点和不同点是什么？5.画出萃収精傭的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？6.计算最小冋流比所用恩特伍德公式的假设条件是什么？当简单精憾塔在最小冋流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。

7.非均相催化反应精憾的定义是什么？利用非均相催化反应精锚进行反应与固定床反应器相比有什么优点？&某厂一多组分精懈塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数？9.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。

10.如何核实闪蒸问题？（写出一种方法即可。

）11.请说明全回流的意义。

五、综合题1.某原料含有A、B、C、D和E五个组分。

已知a A>a B>a c>a D>a已其中E的含量很高, B与C最难分离。

试设计一个合理的精徭分离塔序，画出流程示意图，将各组分分为纯组分。

2. 甲乙酮(MEK)和水在常压下形成二元均相正偏差共沸物，共沸组成为含甲乙酮65%, 而在0.7MPa 的压力下，共沸组成变化为含甲乙酮50%o 现有一甲乙酮和水的混合物，其屮 甲乙酮含量为35%,请设计一流程对此混合物进行分离，要求画出流程图，在图上指岀进 料和出料，并通过T ・x ・y 图说明你所设计的流程。

3. 某原料含有A 、B 、C 、D 和E 五个组分。

己知a A >a B >a c >a D >a E ,其中E 的含量很高, B 与C 最难分离。

试设计一个合理的精憎分离塔序，画出流程示意图，将各组分分为纯组分。

4、设计一个脱乙烷塔，从含有6个轻怪的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的相对挥 发度和对产物的分离要求见下表。

求所需最少理论板数及全冋流条件下锢出液和釜液的组 成。

’ / d、 L d 、 lg（―）A /（—儿_ w / wlg"平均六、计算题1. 今有A 、B 、C 、D 四元混合物送入精憾塔分憾，进料组成及相对挥发度见下表。

要求 锚出液屮B 的收率为98% (mol),釜液屮D 的收率为99% (mol)。

计算最少理论板数和全 回流操作下的组分分配.提示:拟用不挥发的炷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38°C,操 作压力为1.013MPa ，要求异丁烷的回收率为90%。

请用平均吸收因子法计算：最小液气比，操作液气比为最小液气比的1.2倍时所需的理 论板数；各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成；塔顶应加入的吸收剂量。

3. 设计一个脱乙烷塔，从含有4个轻姪的混合物中冋收乙烷，进料组成、各组分的平均相 对挥发度见设计条件表，要求傳出液中乙烷的收率为97%,釜液中丙烯的收率为85% （mol.）o 试求最小理论板数及在全回流条件下脩岀液和釜液的组成。

脱乙烷塔的设计条件编号进料组分 mol% a 1 甲烷 10.0 7.35 2 乙烷 40.0 2.09 3 丙烯 25.0 1.00 4丙烷25.00.90lg^P LK .D • ^P HK .XV注：Fensk 公式:(1 — 0m )(1 — 0HKWIgo组分 甲烷 异丁烷 正戊烷 摩尔分数0.95 0.02 0.03 相平衡平常'数K17.40.560.144LK-HK2.已知原料气组成:答案一、填空题1•各种均相、平衡分离过程、速率分离过程2.压力差、浓度差、电位差3.最小状态；表观传递速率为零4.温度，外层5.M-物料平衡方程；E-相平衡方程；S-摩尔分率加和式；II-焰平衡方程（热量平衡）6.能量媒介（ESA）；物质媒介（MSA）o7.气体在液体中的溶解度。

8.膜扩散、颗粒扩散、扩散到颗粒外表面、扩散到溶液主体。

9.相对选择性。

二、选择题1.D2.C3.A4.C5.C6.C三、名词解释1•清晰分割：若馆出液屮除了重关键组分外没有其它重组分，而釜液屮除了轻关键组分外没有其它轻组分，这种情况称为清晰分割。

2.萃取精锚：如果加入的新组分不与原系统中的任一组分形成共沸物，而其沸点乂较原有的任一组分高，从釜液离开精镭塔，这种特殊精镭被称为萃取精惴。

3.分离媒介：包括能量媒介和物质媒介。

能量媒介指传入或传出系统的热，输入或输出的功。

物质媒介能与混合物屮的一相或几相部分互溶或完全互溶，使其能被分离。

四、简答题1•答：精啊塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器川的最低值提到冷凝器川的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精億成果被抵消的情况，称为“逆行精憎”效应。

提高冋流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。

2.答：方法1：分别计算闪蒸压力下进料混合物的泡点、露点温度，若T泡<T<T^,则闪蒸成立。

方法2：分别假设闪蒸温度为进料组成的泡点和露点温度，用相应方程核对，只有当EKiZi>l, LZi/Ki> 1时,混合物才处于两相区,存在闪蒸问题。

3. 答：因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，称为溶剂回收段。

4. 萃取精徭和共沸精馆的相同点和不同点是什么？相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使英可以用精憎方法分离。

不同点：1） 可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多，且萃取剂用量不像共沸剂受限制； 2） 共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；3） 共沸精馆受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精镭可在较大范围变化，操作比较容易,流程较简单，只用于连续操作；4）同样压力下共沸精憎温度低，适于热敏性物料。

5. 画出萃取精馆的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？加入位置：溶剂的加入口-•定要位于进料板以上，但需要与塔顶保持有若干块塔板。

原因：溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加入II 一定要6. 计算最小回流比所用恩特伍徳公式的假设条件是什么？当简单精馆塔在最小回流比下操 作吋，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。

假定：1） 塔内汽相和液相均为恒摩尔流率； 2） 各组分的相对挥发度均为常数；位于进料板以上。

r7.非均相催化反应精锚的定义是什么？利用非均相催化反应精饰进行反应与固定床反应器相比有什么优点？非均相催化反应精惴，即将催化剂填充于精锚塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。

优点：1）•对于受平衡制约的反应，采用催化精镭能够大大超过固定床的平衡转化率。

2）.rh于精锚作用移岀物系屮较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。

&所谓塔顶产品不合格，是指塔顶傳出物中重组分含量较多。

因此，可以通过适当加大冋流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。

9.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。

答：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的僧出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；4）分离很高挥手率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。

10.核实闪蒸问题：方法1.分别计算闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度，核实进料温度在两者Z 间。

方法2.分别假设闪蒸温度为进料混合物的泡点温度和露点温度，用相 应的方程核对，只有在EKiZj>l 、EZi/KJl 同时成立时，混合物才处于两相区。

11. 全回流的意义：一个塔在正常进料前进行全回流操作达到稳态是正确的开车步骤；实验 室里全回流操作是研究传质的简单有效的手段；设计计算中全回流下理论板数表示达到规定 分离要求需要的理论塔板数的下限，是简捷法估算理论板数必须用到的一个参数。

4. 萃取精憎溶剂加入位置的确定：为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加料口一定位于 进料板之上，但需要与塔顶保持7〜8块塔板，起回收溶剂的作用，这一段称溶剂回收段。

五、综合题1. 解：2. 甲乙酮（MEK ）和水在常压下形成二元均相正偏差共沸物，共沸组成为含甲乙酮65%, 而在0.7MPa 的压力下，共沸组成变化为含甲乙酮50%。