传质分离过程习题课第二章

一、判断题1.分离因子相对于汽液平衡常数而言，随温度和压力的变化不敏感。（）2.常压下甲醇-水物系的相平衡常数更适合于用公式siipKp计算。（）3.窄沸程闪蒸的热量衡算更主要地取决于温度，而不是汽化分率。因此对于窄沸程闪蒸，应该通过热量衡算计算温度，解闪蒸方程确定汽化分率。（）二、单项选择题1.相平衡准则不包括（）。A）TTTB）CCCC）PPPD）ˆˆˆfff2.对含有H2、H2S的物系，（）预测K值的精度高。A）RK方程B）SRK方程C）PR方程D）BWRS方程3.规定气相组成y和压力P，计算液相组成x和温度T的过程称为（）的计算。A）泡点压力B）泡点温度C）露点温度D）露点压力4.下列哪一个过程是平衡分离过程？（）。A）蒸发B）离心分离C）吸收D）膜分离5.规定液相组成x和温度T，计算汽相组成y和压力P的过程称为（）的计算。A）泡点压力B）泡点温度C）露点温度D）露点压力6.进行等温闪蒸时，满足（）时系统处于两相区。A）1/1iiiiKZZK且B）1/1iiiiKZZK且C）1/1iiiiKZZK且D）1/1iiiiKZZK且7、计算溶液泡点时，若CiiiXK101，则说明a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高8、在一定温度和压力下，由物料组成计算出的CiiiXK101，且ciiiKZ11/，该进料状态为a.过冷液体b.过热气体c.汽液混合物9、计算溶液露点时，若01/iiKy，则说明a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高10、进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区a.1/1iiiiKZZK且b.1/1iiiiKZZK且c.1/1iiiiKZZK且d.1/1iiiiKZZK且11、下列哪一个是机械分离过程（）a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离12、下列哪一个是速率分离过程（）a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离13、下列哪一个是平衡分离过程（）a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离14、汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小15、气液两相处于平衡时（）a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质16、当把一个常温溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（）a.露点b.临界点c.泡点d.熔点17、当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（）a.露点b.临界点c.泡点d.熔点18、当物系处于泡、露点之间时，体系处于（）a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相19、系统温度大于露点时，体系处于（）a.饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相20、系统温度小于泡时，体系处于（）a.饱和液相b.冷液体c.饱和气相d.气液两相21、闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度(）a.很高b.较低c.只是冷凝过程，无分离作用d.只是气化过程，无分离作用三、填空题1.按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的传质分离过程可以分为_______________和_______________两大类。2.计算气液相平衡常数的方法有______________、______________，对于轻烃类组分还可以直接查P-T-K列线图求取。3.计算气液相平衡常数的通式：()expˆssLsiiiiiiViPvPPKPRT，当气相是理想气体，液相是理想溶液时，气液平衡关系可简化为iy______________________。4.分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系，分离媒介有_____________和______________两种类型。5.常用的活度系数方程中，_________________方程特别适用于分子大小相差悬殊的混合物。6.在等温闪蒸计算之前，需要对闪蒸过程进行核实。假设已知进料混合物中任意组分i的相平衡常数与其在混合物中的摩尔分率分别为iK和iz。如果（_______________）1，表明进料在闪蒸条件下为过冷液体。7.气液平衡常数的定义式为iK_______________。8.分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系，分离媒介有_____________和______________两种类型。9、泡点温度计算时若∑Kixi1，温度应调（）10、泡点压力计算时若∑Kixi1，压力应调（）11、活度是（）浓度。12、逸度是（）压力13、汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。14、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（）决定，故可由（）计算各板的温度。15、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（）决定，故可由（）计算各板的温度。16、离程分为()和()两大类。17、传质分离过程分为（）和（）两大类。18、分离剂可以是（）和（）。19、气液平相衡常数定义为（）。20、气液两相处于平衡时（）相等。21、若组成为Zi的物系，∑Kixi1，且∑Zi/Ki1时，其相态为（）22、若组成为Zi的物系，Kixi1时其相态为（）23、若组成为Zi的物系，∑Zi/Ki1时，其相态为（）24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（）产生。25、lewis提出了等价于化学位的物理量（）四、推导及简答题1.由物料衡算式及相平衡关系式推导图中所示闪蒸过程的Rachford-Rice闪蒸方程：1(1)0(1)1ciiiizKK2.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？3简述设计型设计计算与操作型设计计算的区别。六、计算题(每小题10分，共30分)1.一液体混合物的组分为：苯0.50；甲苯0.25；对-二甲苯0.25（摩尔分数）。计算该物系在100kPa时的泡点温度和汽相组成。假设为完全理想物系。苯：36.5251.27887936.20ln1TPs；甲苯：67.5352.30969065.20ln2TPs；对二甲苯：84.5765.33469891.20ln3TPs；(KTPaPs:;:)（注：试差范围为85~105°C；误差限=10.01iy）解：设T为95℃，由安托尼方程PaPs91551471.；PaPs74627852.；PaPs01266443.因为汽相、液相均为完全理想物系，/siiKPp（1.5分），iiiyKx（1.5分）112233110.01200.01iyKxKxKx故所设温度偏高，重设T为94.6℃，PaPs41552781.（1分）；PaPs88628442.（1分）；PaPs88266713.（1分）11223311iyKxKxKx=0.000690.01符合要求。（2分）故该物系在100kPa时的泡点温度为94.6℃。（2分）111xKy0.7764，222xKy0.1571，333xKy0.0667（其它方法，只要思路正确，结果正确，即可得分）1.某三元理想液体混合物的组成为：A0.60；B0.20；C0.20（摩尔分数）。计算该物系在0.1013MPa时的泡点温度和气相组成。A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下：A：ln23.48033626.5534.29sAPT；B：ln23.80473803.9841.68sBPT；C：ln22.43673166.3880.15sCPT；(::sPPaTK，)（注：试差范围为65~85°C；误差限=10.01iy）设T为70℃，由安托尼方程125313.31sAPPa；72156.70sBPPa；32768.81sCPPa因为汽相、液相均为完全理想物系，/siiKPp（1.5分），iiiyKx（1.5分）110.05060.01iAABBCCyKxKxKx故所设温度偏低，重设T为71.16℃，130941.55sAPPa；75732.40sBPPa；34547.86sCPPa11223311iyKxKxKx=0.00670.01符合要求。（2分）故该物系在0.1013MPa时的泡点温度为71.16℃。（2分）y1=11Kx=0.7756，y2=0.1495，y3=0.0682（其它方法，只要思路正确，结果正确，即可得分）2、某混合物含丙烷a.0.451（摩尔分数），异丁烷b.0.183，正丁烷c.0.366，在t=94℃和p=2.41Mpa下进行闪蒸，试估算平衡时混合物的气化分率及气相和液相组成。已知K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72。解：设=0.5，由t=94℃，p=2.41MPa=2410kPa，K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72得：1039.172.0366.086.0183.042.1451.0iiKz1061.1366.072.0183.086.0451.042.1iizK故混合物处于两相区，可进行闪蒸计算。0)1(1)1()()(iiiiikkZxyF0098.0)172.0(5.01)172.0(366.0)186.0(5.01)186.0(183.0)142.1(5.01)142.1(451.0)(F1043.0)172.0(5.01)172.0(366.0)186.0(5.01)186.0(183.0)142.1(5.01)142.1(451.0)1(1)1()(22222222iiikkZF594.01044.00098.05.0)()(1FFkk00007.0)172.0(594.01)172.0(366.0)186.0(594.01)186.0(183.0)142.1(594.01)142.1(451.0)(F故=0.594。由)1(1iiikzx，iiixky得361.0)142.1(594.01451.01x；200.0)186.0(594.01183.02x；439.02.0361.011213xxx；或439.0)172.0(594.01366.03x513.0361.042.11y；172.02.086.02y；315.0439.072.03y或315.0172.0513.011213yyy