最新分离工程试题库2.docx
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最新分离工程试题库2
第一部分填空题
1.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。
2.汽液相平衡是处理（气液传质分离）过程的基础。
相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。
3.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
4.吸收因子为（八_L），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
mV
5.吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔），（用再沸器
的蒸出塔），（用蒸馏塔）。
6.精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡
露点方程）确定。
7.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
8.解吸收因子定义为（S=mV/L）。
9.吸收过程主要在（塔顶釜两块板）完成的。
10.吸收有
（1）个关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
精馏有
（2）
个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。
11.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（大10K）以上。
12.吸收过程只有在（贫气吸收）的条件下，才能视为恒摩尔流。
13.采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在（进料时补加一定的萃取剂）。
14.要提高萃取剂的选择性，可（增大）萃取剂的浓度。
15.吸收过程发生的条件为（Pi>P「,yi>yi*）。
16.对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。
17.常见复杂分离塔流程有（多股进料），（侧线采出），（设中间冷凝或
中间再沸器）。
18.设置复杂塔的目的是为了（减少塔数目，节省能量）。
19.通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。
20.为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。
21.对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后
分离。
22.在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分时所需的功。
23.分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类。
24.传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率控制过程）两大类。
25.分离剂可以是（能量）和（物质）。
26.机械分离过程是（过滤、离心分离）。
吸收、萃取、膜分离。
渗透。
27.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、（膜分离、渗透）。
28.平稳分离的过程是过滤、离心分离、（）。
膜分离。
渗透。
29.气液平相衡常数定义为（气相组成和液相组成的比值）。
30.理想气体的平稳常数与（组成）无关。
31•低压下二元非理想农液的对挥发度a12等于（丫1P10/丫2P20）
32.气液两相处于平衡时，（化学位）相等。
33.在多组分精馏中塔顶温度是由（露点）方程求定的。
34.泡点温度计算时若刀Kixi>1，温度应调（小）
35.泡点压力计算时若刀Kixi>1，压力应调（大）
36.在多组分精馏中塔底温度是由（泡点）方程求定的。
37.关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数（越少）。
38.分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。
39.进料中易挥发含量越大，精馏过程所需的最少理论板数（不变）。
40.在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有（正）偏差的非理想溶液。
41.萃取精馏塔中，萃取剂是从塔（底）出来。
42.恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。
43.吸收中平衡常数大的组分是（难）吸收组分。
44.吸收中平衡常数小的组分是（易）吸收组分。
45.吸收因子越大对吸收越（有利）
46.温度越高对吸收越（不利）
47.压力越高对吸收越（有利）。
48.吸收因子A（反比）于平衡常数。
49.吸收因子A（正比）于吸收剂用量L。
50.吸收因子A（正比）于液气比。
51.从节能的角度分析难分离的组分应放在（最后）分离。
52.从节能的角度分析分离要求高的组分应放在（最后）分离。
53.从节能的角度分析进料中含量咼的组分应（先）分离
第二部分选择题
C
1.计算溶液泡点时，若^KiXi—1.0，则说明（C）
i4
a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高
2.计算溶液露点时，若vyi/Kj—仁：
0，则说明（C）
a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高
3.吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是（）
a提高压力b.升高温度c.增加液汽比d.增加塔板数
4.多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是（）
a.恒温操作b.恒摩尔流c.贫气吸收
5.当萃取塔塔顶产品不合格时，可采用下列方法来调节（B）
a加大回流比b.加大萃取剂用量c.增加进料量
6.液相进料的萃取精馏过程，应该从何处加萃取剂（C）
a精馏段b.提馏段c.精馏段和进料处d.提馏段和进料板
7.简单精馏塔是指（C）
a.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置
b.有多股进料的分离装置
c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备
8.分离最小功是指下面的过程中所消耗的功（B）
a.实际过程b.可逆过程
9.下列哪一个是机械分离过程（D）
a蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离
10.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
11.下列哪一个是平衡分离过程（A）
a蒸馏b.c.膜分离d.离心分离
12.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
13.对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明
该物质费点（A）
a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低
14.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
15.气液两相处于平衡时（C）
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.当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（C）
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）
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（D）
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（B）
a.饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相
20.系统温度小于泡点时，体系处于（B）
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（B）
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
22.A、B两组份的相对挥发度aAB越小（B）
a.A、B两组份越容易分离b.A、B两组分越难分离
c.A、B两组分的分离难易与越多
d.原料中含轻组分越多，所需的越少
23.当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（D）
a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比
24.当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（D）
a.所需理论板数最小b.不进料c.不出产品d.热力学效率高
b.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程
25.吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之一
（D）
a.最小理论板数b.最小回流比c.理论版d.压力
26.下列关于简捷法的描述那一个不正确（D）
a.计算简便b.可为精确计算提供初值c.所需物性数据少d.计算结果准确
27.关于萃取精馏塔的下列描述中，那一个不正确（B）
a.气液负荷不均，液相负荷大b.回流比提高产品纯度提高
c.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程
28.当萃取精馏塔的进料是饱和气相对（C）
a.萃取利从塔的中部进入b.塔顶第一板加入
c.塔项几块板以下进入d.进料位置不重要
29.萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在（A）
a塔的底部b.塔的中部c.塔的项部
30.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.—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
31.吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（A）
a塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部
32.下列哪一个不是吸收的有利条件（A）
a.提高温度b.提高吸收剂用量c.提高压力d.减少处理的气体量
33.下列哪一个不是影响吸收因子的物理量（D）
a温度b.吸收剂用量c.压力d.气体浓度
34.平均吸收因子法（C）
a.假设全塔的温度相等b.假设全塔的压力相等c.假设各板的吸收因子相等
35.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
36.当体系的yi-yi*=0时（D）
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
第三部分名词解释
1.分离过程：
将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。
2.机械分离过程：
原料本身两相以上，所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程。
3.传质分离过程：
传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。
按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类。
4.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。
5.相对挥发度：
两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。
6.泡点温度：
当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。
7.露点温度：
当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度。
8.气化率：
气化过程的气化量与进料量的比值。
9.冷凝率：
冷凝过程的冷凝量与进料量的比。
10.回流比：
回流的液的相量与塔顶产品量的比值。
11.精馏过程：
将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。
12.全塔效率：
理论板数与实际板数的比值。
13.精馏的最小回流比：
精馏时有一个回流比下，完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多，回流比小于这个回流比，无论多少块板都不能完成给定的分离任务，这个回流比就是最小的回流比。
实际回流比大于最小回流比。
14.理论板：
离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。
15.萃取剂的选择性：
加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值。
16.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,P体系中任何组分形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。
17.共沸精馏：
向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P,P体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精馏过程。
18.吸收过程：
按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程。
19.吸收因子：
操作线的斜率（L/V）与平衡线的斜率（KI）的比值。
20.绝对吸收率：
被吸收的组分的量占进料中的量的分率。
21.膜的定义：
广义上定义为两相之间不连续的区间。
22.半透膜：
能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜。
23.渗透：
当用半透膜隔开没浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透。
24.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。
第四部分问答题
1.已知A,B二组分的恒压相图如下图所示，现有一温度为TO原料经加热后出口温度为T4过加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？
tO过冷液体，组成等于XF
t1饱和液体，组成等于XF
t2气夜两相，y>xF>x
t3饱和气体，组成等于XF
t4过热气体，组成等于XF
2.简述绝热闪蒸过程的特点。
绝热闪蒸过程是等焓过程，节流后压力降低，所以会有汽化现象发生，汽化
要吸收热量，由于是绝热过程，只能吸收本身的热量，因此，体系的漫度降
3.
塔的操作压力为10atm，试问:
图中A塔的操作压力量对比20atm,塔底产品经节流阀后很快进入B塔。
B
a.液体经节流后会发生哪些变化？
b.如果B塔的操作压力为5atm时，会与在某些方面10atm下的情况有何不同？
（1）经节流后有气相产生，由于气化要吸收自身的热量，系统温度将降低。
（2）B塔的操作压力为5atm时比操作压力
为10atm时气化率大，温度下降幅度也大
4.简述精馏过程最小回流时的特点
最小回流比是馏的极限情况之一，此时，未完成给定的分离任务，所需要理论经板数无穷多，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。
5.简述精馏过程全回流的特点。
全回流是精馏的极限情况之一。
全回流所需的理论板数最少。
此时，不进料,不出产品。
6.简述捷法的特点。
简捷法是通过N、Nm、R、Rm四者的关系计算理论的板数的近似计算法，其计算简便，不需太多物性数据，当要求计算精度高时，不失为一种快捷的方法，也可为精确计算提供初值。
7.简述萃取塔操作要注意的事项。
a.气液相负荷不均，液相负荷远大于气相负荷；
b.塔料的温度要严控制；
c.回流比不能随意调整。
8.V萃取精馏塔如果不设回收段，把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什么后果，为什么？
在萃取精馏中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产品。
9.根据题给的X-Y相图，回答以下问题：
a.该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统？
有最高还是最低温度的恒沸物？
b.回入萃取剂之后在精馏段和提馏段利还是利？
a.该系统在未加萃剂P时是正偏差系统，有最低温度的恒沸物。
b.加入萃取剂之后在精馏段有利，固原来有恒沸物，P加入之后恒沸物消失;
在提馏段是不利，因P加入之后体系中组分的相对挥发度降低。
10.从热力学角度简述萃取剂的选择原则。
萃取应能使的体系的相对挥发度提高，即与塔组分形成正偏差，与塔组分形成负偏差或者理想溶液。
11.工艺角度简述萃剂的选择原则。
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。
12.说出4种恒沸剂的回收方尖。
a.冷疑分层；b.过冷分层；c.变压精馏d.萃取（5）盐析
13.说出4种恒沸剂的回收方法。
14.恒沸精馏中，恒沸剂用量不能随便调整？
为什么？
因恒沸剂用量与塔的产品纯度有关，多或少都不能得到所希望的目的产物。
15.吸收的有利条件是什么？
低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。
16.试分板吸收因子对吸收过程的影响
吸收因子A=L/（VKi），吸收因子越大对吸收有利，所需的理论板数越少，反之亦然。
17.用平均吸收因子法计算理论板数时，分别采用L0/VN+1（L0:
吸收剂用量，V
N+1原料气用量）和L平/v平，来进行计算吸收因子A。
试分析求得的理论板数哪个大，为什
因为厶所以心V厂卜厶+血
£浮所以弓叼+所以玉_c如因加=士•丄
所以备＞曲因此M平cN
L0/VN+1比L平/V平小，故用L平/V平计算的A大，所需的理论板数小。
18.在吸收过程中，若关键组分在操作条件下的吸收因子A小于设计吸收率①,
将会出现什么现象？
此时，吸收塔无论有多少块理论板也完不成给定的分离任务，只能达到小于
等于A的吸收率。
正常操作时，A应大于吸收率①
19.
B
异丁烷
止」烷
戊烷
摩尔%
25
30
45
a值
1.24
1.00
0.34
由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分
V有一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a值如下,现有A、B两种方案可供选择，你认为哪种方案合理？
为什么？
的组份，应放在最后分离；进料中戊烷含量高，应尽早分出。
所以方案B是
合理的。
20.
吸收为单和传质过刃.吸收剂吸收了厲体中的洛质帀流邑在下降过
和屮不断增加气体的沆竝相应的减少因此气液和流竝在塔内都不能
视为恒定
第五部分计算题
1.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25T时的露点压力与泡点压力，并确定在t=25C,p=1MPa大
气压时的气相分率。
解：
a.求混合物在25C时的露点压力
设p=1MPa=101.3kPa,由t=25C查图2-1a得:
Ki=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2
l_yi0.050.100.30
0.55=0.2129=1
3.2
选异丁烷为参考组分，则
K4=Kg"=3.20.2129=0.6813
由K4=0.6813和t=25C查图2-1a得p=650kPa：
Ki=28,K2=5.35,K3=1.7,K4=0.681
__yi0.050.100.300.55
■,Zx=瓦二=——+——++=1.003"
Ki285.351.70.681
故混合物在25r时的露点压力为650kPa。
b.求混合物在25E时的泡点压力
设p=1MPa=101.3kPa由t=25C查图2-1a得：
Ki=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2
.'yj二為Km=1650.05270.108.10.303.20.55=15.14=1选异丁烷为参考组分，则
Kg3.2
K4g0.2114
Zyi15.14
由k4-0.2114和t=25°C查图2-1a得p=2800kPa：
Ki=6.1,K2=1.37,K3=0.44,K4=0.2114
.-.Zy=?
Xx=610.05+1.37<0.10+0.440.30+021140.52069031
K4
0.2114
0.6903
-0.306
由K4=0.306和t=25C查图2-ia得p=1550kPa：
Ki=11.0,K2=2.2,K3=0.70,K4=0.306
.xy^xKixi=11.00.052.20.100.70.300.3060.55=1.148=1
K4
Kg
0.306
1.148
=0.27
由a=0.27和t=25C查图2-1a得p=1800kPa：
Ki=9.6,K2=1.9,K3=0.62,K4=0.27
.='0人=9.60.051.90.100.620.300.270.55=1.004=1
则混合物在25C时的泡点压力为1800kPa。
c.t=25C,p=1MPa=101.3kPa
Ki=165,K2=27,K3=8.1,K4=3.2
=0.2129：
：
：
1
-Zi0.050.100.300.55
K~"165"27"87
'Kz=1650.05270.108.10.303.20.55=15.14.1
故在t=25C,p=1MPa大气压时的气相分率等于1。
2.已知第一脱甲烷塔的进料组成及操作条件下各组分的相平衡常数如下表所
示，要求甲烷的蒸出率为98%，乙烯的回收率为96%，试分别按清晰分割和不清晰分割方法计算馏出液和釜液的组成，并比较两种计算结果。
序号
1
2
3
4
5
6
7
组分
H2
CH4
C2H4
C2H6
C3H6
C3H8
C4
XiF/摩尔%
33.8
5.8
33.2
25.7
0.50
0.20
0.70
Ki
/
1.7
0.28
0.18
0.033
0.022
0.004
解：
取100Kmol进料为基准，选取甲烷为轻关键组分，乙烯为重关键组分。
按清晰分割的概念，组分1为轻组分，全部从塔顶馏出液在采出，组分4、
5、&7为重组分，全部从塔釜液中采出。
由于甲烷的蒸出率为98%
D2=5.80.98=5.684Kmol；B2=5.8—5.684=0.116Kmol
乙烯的回收率为96%
B3=33.20.96=31.872Kmol.
7
D3=33.2-31.872=1.328Kmol
D1
33.8
D
40.812
D3
1.328
-D
_40.812
B2
0.116
B
59.188
B4
25.70
B
59.188
B6
0.30
=0.828
X1D
=0.033
X3D
=0.002
X2B
=0.434
x4B
B
59.188
D2
5.684
D
40.812
B3
31.872
B
59.188
B5
0.50
-B
一59.188
B7
0.70
-B
-59.188
=0.139
X2D
=0.538
=0.008
x5B
=0.012
X7B
X6B
=0.005
D二D1D2D3=33.85.6841.328=40.812Kmol
B=F-D=100-40.812=59.188Kmol
、7
或B='Bi=0.11631.87225.70.500.300.70=59.188Kmol
i=2
将计算结果列表如下:
组分
Z
XiD
XiB
Di
Bi
H2
0.338
0.828
/
33.8
CH4
0.58
0.139
0.002
5.684
0.116
C2H4
0.332
0.033
0.538
1.328
31.872
C2H6
0.257
/
0.434
/
25.70
C3H6
0.005
/
0.008
/
0.50
C3H8
0.003
/
0.005
/
0.30
C4
0.007
/
0.012
/
0.70
1.000
1.000
1.000
40.812
59.188
3.要求在常压下分离环己烷a.（沸点808C）和苯b.（沸点802C）,它们的恒沸组成为苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4C，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希
望得到几乎纯净的苯，试计算：
1所需恒沸剂量。
2塔顶、塔釜馏出物量各为多少。
（以100kmol/h进料计）
解：
以100kmol/h进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg，恰好与料液
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