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xFt1饱和液体，组成等于xFt2气夜两相，yxFxt3饱和气体，组成等于xFt4过热气体，组成等于xF2.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-C4H10n-C4H10i-C5H10n-C5H10n-C6H14∑iy,00.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055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N，9.0关关A，531.09.059.0min关关KVLb.理论板数的计算操作液气比568.0531.007.15.1minVLVL关键组分的吸收因子为963.059.0568.0关关VKLA理论板数255.111963.0lg19.0963.09.0lg1lg1lgAANc.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成由iiiVKLKKAA关关和111NiiNiiiAAA以及iNiivv,1,11；ivV,11；1,1,1Vvyii进行计算结果见表。组分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H10n-C5H10n-C6H14∑iNy,10.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055iN,1,kmol/h76.54.56.52.54.51.52.51.5100.0A0.02990.1420.41460.9631.2912.8403.78710.3270.02990.1420.41460.900.9871.0001.0001.000i,174.2133.8613.80510.250.058500082.19iy,10.9030.0470.0460.0030.0011.000d.吸收剂量塔内气体的平均流率为：hkmolV/09.912188.82100塔内液体的平均流率为：906.82)81.17(000LLLL由568.0VL，得hkmolL/833.420