8-河北工业大学继续教育学院2015学年第一学期《分离工程》A卷答案

1、河北工业大学继续教育学院2015学年第一学期 分离工程考试试卷A卷答案专业 班级 姓名 学号 题 号一二三四五六总 分得 分一、填空题（每小题1分，共10分）1、多组分精馏的计算方法有简捷计算和 法两种。严格计算 P592、芬斯克公式计算最少平衡级数，既能用于全塔也能单独用于 。某一塔段 P693、恒沸物组成与压力有关，一般规律：压力升高，二元 恒沸物的组成向摩尔汽化潜热大的组分移动。正偏差P804、严格计算发分为方程解离法、同时校正法和_ 三种。非稳态方程计算法P1525、确定Rm可用_ _，设一R逐级法求出N同理求出一系列R-N关系，绘制R-N图，由图得N趋近无穷时的R即为Rm。试差法 P

2、946、一般用进料的泡点和_ _温度之差TCB作为选择BP法和SB法的判据，如果TDB<55C，选BP法较好。露点P1677、塔板上液相和汽相间的传质情况可以用_ _来表征。点效率P1818、按液相混合情况将流动分为板上液体完全混合、_ _和液体部分混合。活塞流P1909、速率分离可分为膜分离和_分离。场P810、分离顺序的合成方法分为试探合成、 和最优化合成。调优合成P205二、 判断题（每小题1分，共10分）（ ） 1、比重关键组分挥发度更小或更重的组分称为重非关键组分HNK。P59（ ） 2、精馏塔的任务是使轻关键组分尽量多地进入塔顶流出液，重关键组分尽量多地进入釜液。P60（ &

3、#215; ） 3、全回流可调设计变量数等于3，回流状态不稳定，可有两关键组分分离要求确定此时完成分离所需平衡级数。P68 （ ） 4、精馏塔可以在提留段或精馏段设侧线采出。P149（ × ） 5、适宜的恒沸剂加入量应该是使塔釜液组成恰好落在三角相图的顶点上。P97（ ） 6、设计性计算要求确定达到分离要求所需的理论级数，最佳进料和侧线采出位置。 P152（ ） 7、郭天民提出SR法用于精馏稳定性差，仅适用于吸收、萃取。P167（ × ） 8、板式塔理论板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。P187（ ） 9、完全可逆指体系内所有的变化过程是可逆的；体系只与温度为T0（绝

4、对温度）的环境进行可逆的热交换。P194（ × ） 10、分离因子与1相差越近，则可达到有效的分离。P6三、 名词解释（每小题5，共10分）1、传质单元高度？P187填料塔是一种塔内浓度为连续变化的微分接触型设备。常用相当于一个传质单元的高度，或一个理论板的填料高度来表示填料塔的传质效率，称为传质单元高度或理论板当量高度。2、最小回流比？P72轻、重关键组分的分离度已经确定，在指定的进料状态下，用无穷的级数来达到规定的分离要求时，所需的回流比称为最小回流比Rm。四、 选择题（每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。）1

5、、单从能耗看，分离过程在化工工业中约占_，而设备投资费用占总投资的50%90%。（ B ）。P203A. 40% B. 30% C. 60% D.90%2、当精馏塔顶馏出量D远小于塔釜出料量W时，则精馏段液、汽相流量的比值L/V接近_。（ A ）P206A、 B、 1.5 C、 D、 3、不管是单项物流还是含有互成平衡的两相物流都可用_个独立变量来描述，其余情况可以类推。（ D ）P19A、 c+1 B、f+2 C、f+1 D、c+24、通常在以小分子产品为主的传统发酵工业中，分离纯化的成本一般要占其总成本的_。（ B ）。P11A. 30% B. 60% C. 95% D. 50%5、K表示

6、了i组分在平衡的_两相中的分配情况，俗称分配系数。（ C ）P24A. 汽固 B. 液液 C. 汽液 D.液固6、活度系数方程中均含有一些特定的_他们必须由实测平衡数据推算得到。（ D ）。P30A. 常数 B. 偏差 C. 端值常数 D. 参数7、不论采用哪种方式，精馏操作所需的热量与单塔精馏相比可减少_ _。（ C ） P200 A、 35%45% B、30%45% C、30%40% D、30%50%8、常用一些填料中的乱堆填料，其HETP一般为_ _m。（ C ）P192A. 9、恒沸物的特点之一：对于最低恒沸物，在恒沸点右侧y<x, <_。（ C ）P81A. B. <

7、;1.2 C. D. 10、精馏单元操作在实际的设计中，经常取R/Rm为 _。（ C ）P73A、 B、1.2 C、 1.10 D、 五、 简答题（每小题6分，共30分）1、松弛法与N-R法的联合算法有哪些必须解决的问题？P179答案：松弛法与N-R法的联合算法有3个问题必须解决： 如果松弛法需花费大量时间来产生足够好的初值以满足N-R法，则会降低算法的吸引力，因此需要有切实可行的方法加快松弛法的收敛速度。 如何由松弛法向N-R法转换是一个关键的问题，需要用户不时地中断程序进行判断的算法没有可操作性，因此须设计可靠的决策系统使计算过程能及时自动地由松弛法切换到N-R法。 应用N-R法求解结构较

8、复杂的MESH方程组时，目前常采用矩阵求逆方法，不但破坏厂Jacobian矩阵的稀疏性，而且还需占用大量内存和消耗大量机时，因此需要寻找更通用而有效的数学求解方法。2、简述节省分离过程的能耗可从几方面着手？P188答：首先是选取适宜的分离方法，这是节能的关键步骤；其次是研究复杂混合物的适宜分离流程；再次确定各个具体分离操作的适宜条件和参 ，以及设备的结构和尺寸等3、简述化工分离技术发展的特点？P13页答： 竞争促进了分离过程的强化。 耦合分离技术引起重视。1） 反映过程与分离过程的耦合2） 分离过程与分离过程的耦合3） 过程的集成 信息技术推动了分离技术的发展。 根据国情，加速分离科学和技术发

9、展。4、简捷法计算平衡级数的步骤？P76答案：简捷法（FUG法）求取平衡级数按下述步骤进行： 根据工艺条件及工艺要求，找出一对关键组分。 由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量及组成。 根据塔顶、塔釜组成计算相应的温度，求出平均相对挥发度。 用Fenske公式计算Nm。 用Underwood法计算R，并选适宜的操作同流比R。 利用芬斯克方程计算非关键组分分配比，然后按非清晰分割作物料衡算。 确定适宜的进料位置。 根据R，R，Nm，用吉利兰( Gillilancl)图求平衡级数N。5、简述间接式热泵精馏的特点？P202答案：间接式热泵精馏的优点是：适用于热敏产品、腐蚀性介质及塔内介质不适合采用直接压缩

10、的塔；节省操作费用；采用定型的标准系统。间接式热泵精馏的缺点是：由于大多数制冷剂的操作温度范围限制在大约130以下，对于较高温度下的操作，载热介质的选择受到限制；与直接热泵精馏相比较，多一个热交换器（即蒸发器），压缩机需要克服较高的温度差和压力差，因此，其效率较低。六、计算题（每小题10分，共30分）1、P138例4-2用NaOH溶液吸收CO2，已知反应速率r=k2 CAL,CBL，NaOH浓度CB =0.5 kmolm3,k2 =8×l03(kmol.s)，DA×10-9 m2s，界面二氧化碳的分压为lkPa，Hco2×l03 kPam3 /kmol，k

11、5;10 -4ms，若膜中cB可视为常量，试求化学吸收的增强因子和吸收速率。 解 (1)由反应类型知该反应为不可逆反应，由k2 =8×l03 m3(kmol.s)知反应为二级反应，但因液膜中B浓度为恒值，反应可视为拟一级反应 K1 =k2CB=8×103=4×l03 s-lHa=M=k1DAL/k= 4×103××10-9×10-4 由于M1，tanh M1，(2)吸收速率由亨利定律户pA =cA HA得，cAi =pco2/Hco2×10 3=1.4 ×10-4kmol/m3 对快速拟一级反应，NA =

12、CAi(DAk1)×10 -4××10-9×4×103)×10-7 kMol/(m2.s)2、P65页例3-12、某精馏塔进料中含(1)行n-C0.33，(2)n- C0.33，(3)n-C= 0.34。要求馏出液中n- C的含量不大于O.Oll，釜液中n-C的含量不大于0.015（以上均为摩尔分数）。若进料流率为lOOkmol/h，试按清晰分割求馏出液和釜液的流率及组成。 解:根据分离要求，设n-C为轻关键组分，n- C为重关键组分。 x=X=0.015, x=x=0.Oll. 总物料衡算，由式(3-23)D=Fz-/ 1-x-x

13、=100×（0.33-0.011）/1-0.015-0.011=W=Fz-/ 1-x-x=100×（0.33+0.34-0.015）/1-0.015-0.011=67.75kmol/h 或 W=F-D=100-32.75= 组分物料衡算。由清晰分割知 d3 =0 d2=Dx2,D× d1 =D-d2 wl× w2=f2-d2 =100× w3=W - wl - w2馏出液和塔釜液中各组分流率及组成列于表3-2。表3-2 物料衡表编号组分fi/( kmol/h)zi（摩尔分数）/%di/( kmol:/h)xi,D(（摩尔分数)/%wi/(kmol/h)xi,w(摩尔分数)/%1正已烷33332正庚烷33333正辛烷34340034总计1001001001003、已知某乙烷塔，塔操作压力为2. 9MPa，塔顶采用分凝器，并经分析得塔顶气相产品组成（摩尔分数）为： 组分甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)异丁烷(4)总和组成y%1. 488810. 160. 36100求塔顶温度。答案：教材P4