化工分离工程07-08期末试题B答案

磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。2002002）答案及评分标准注意：装订院系:化学注意：装订院系:化学化工学院专业:化工班级:04-姓名:学号:本试卷共六道大题，满分为100分，考试时间为120分钟。一、填空题（本大题20分，每空1分）1、分离工程操作中，分离剂可以是（能量分离剂）和（物质分离剂。2、拉乌尔定律表达式为（P =P0X ，其适用条件是（稀溶液中的溶剂。A A A3、对于二元溶液的范拉尔方程，当x1

0ln

=( A12)，

=(1)。214、对于能生成二元最低恒沸物的物系来说x、y关系在恒沸点左侧为（yx ，在恒1沸点右侧为（yx 。5、在一个塔中精馏某二元最低恒沸物时，塔顶得到的产物是（恒沸物 ，塔底得到的产物是（ 纯组分 。6、萃取精馏塔中，当原料以（气相或q=0）热状况加入时，精馏段与提馏段中的溶剂浓度大致相等，萃取剂将从塔（底或釜）出来。7、活度系数1的溶液为（正偏差）溶液，活度系数1的溶液为（负偏差）溶液。8、双组分均相恒沸物在低压下其活度系数

应等( p／p0 )，最高温度均相恒沸物i iP0 1判断条件为（ 21 P01

。29、单组分气体在固体上吸附时适用于五种类型吸附等温线中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ种类型的吸附论是( BET多分子层吸附理论只适用于其中的第Ⅰ种类型的吸附理论（朗格谬尔单分子层吸附理论。10、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的组分主要在塔内（底）（顶）板被吸收。二、选择题（本大题20分，每小题2分）

0（B 。i ii i（A）无限制条件 （B）低压条件下的非理想液相磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态、闪蒸罐的压力给定之后，则闪蒸罐的（A 。（A）其它参数都确定 不确定（C）温度不固定、气化率固定 温度固定、气化率固定3、下列表述不正确的是（Ｃ。二元理想溶液的压力组成图中，总压和各组分的分压与液相组成都成直线关系(C)完全不互溶的二元物系，当处于平衡状态时总压等于两饱和蒸汽压之和4（Ａ。增加 (B)减少 (C)不变 (D)不确定5、在液相部分互溶的二元系恒温相图中，下列（Ｂ）系统的两液相共存区的溶液蒸汽压大于两纯组分的蒸汽压，且蒸汽组成介于两液相组成之间。（A）均相恒沸物 （B）非均相共沸物非均相共沸物和均相恒沸物 （D）既不是非均相共沸物也不是均相恒沸物6、易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（ C 。塔顶板 （B）进料板 塔底板 (D)不确定7、下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（ C 。(A)很早就被人们认识，但没有工业化 (B)可以分离气体混合(C)不能分离液体混合物 (D)是传质过程8、在均相恒沸物条件下，其饱和蒸汽压和活度系数的关系应用（A 。p0 p0 （A）1p02

21

（B）1p02

12p0 p0 （C）1p02

21

（D）1p02

129、如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（C 。（A）正偏差溶液 （B）理想溶液（C）负偏差溶液 （D）不一定书籍是人类知识的总结,书籍是全世界的营养品。——莎士比亚10、用郭氏法分析可知部分气化和绝热闪蒸可调设计变量数分别为（ B 。（A）1，1 （B）1，0磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。2002002）答案及评分标准注意：装订规定处理。院系:化学化工学院专业:化工注意：装订规定处理。院系:化学化工学院专业:化工班级:04-姓名:学号:1纯组分的饱和蒸气压大小不仅与温度有关还与溶液的数量有关（×）2精馏过程所需的最少理论板数与进料中易挥发组分含量无关… （√）3（√）4（×）5在萃取精馏操作中溶剂回收段液相流率小于气相流率（√）6吸收中吸收因子小的组分主要在塔内顶板被吸收（√）7无论A-B组成何种物系若A为轻组分则分离时易挥发组分一定是A（×）四、分析题（本大题10分，每小题5分）1、对于二元恒沸精馏，在压力变化明显影响恒沸组成时，常采用变压操作的双塔精馏（双压分离精馏。现有甲乙酮水物系，在大气压下该物系形成正偏差恒沸物，恒沸组成为含甲乙酮65%，而在0.7MPa的压力下，恒沸组成含甲乙酮精馏分离含甲乙酮小于（画出T-x-y。（低65%时甲乙酮，则在塔Ⅰ进料，塔釜为纯水，塔顶馏出液为含甲乙酮65%的恒沸物，进高压塔，高压塔塔顶为含甲乙酮50%甲乙酮在塔Ⅱ中是难挥发组分。2、根据此图说明实线和虚线代表何种体系？并分析原因。答：从图看出：实线体系加入萃取剂之后，在高浓度区

变化比较大，说明此体系是正偏P差体系；虚线体系加入萃取剂之后，在低浓度 变化比较大，说明此体系是负偏差体系。说P明溶剂对小的作用较大。因为：当无溶剂存在时，由式知，温度固定，12x12x（２）式值反而小，12 1

12 1p值越小，即溶剂对其作用也越小。p0

p

lglg 1A12x

（1）

lg x

A'

12x －12x

（2）p0 12 12

P 1P 2P 12

1 12 1书籍是人类知识的总结,书籍是全世界的营养品。——莎士比亚磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。五、简答题（本大题15分，每小题5分）1、在A-B双压精馏操作中，A塔的操作压力为20atm，塔底产品经节流阀后很快进入B塔。B塔的操作压力为10atm，试问：（1）液体经节流后会发生哪些变化？（2）如果B塔的操作压力为5atm时，与10atm操作情况有何不同？（）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。2（只有重非关键组分的物系两种情况论述。答：进料中恒浓区出现的位置与进料中有无非分配组分有关。可分两种情况讨论。只有轻非关键组分的物系：按清晰分割处理，则轻组分为非分配组分，上恒浓区在进料板上，而下恒浓区出现在提馏段的中间。只有重非关键组分的物系：按清晰分割处理，则重组分为非分配组分，上恒浓区在精馏段的中间，而下恒浓区出现在进料板上。3、恒沸精馏与萃取精馏的异同点。都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。萃取精馏不形成恒沸物，沸点高，从塔底离开。六、计算题（本大题21分，每小题7分）１、试求氨仿—乙醇55℃时的共沸组成和总压力（下式中tPmmHg）已知：ln

x2(0.591.66x

) ln

x2(1.421.66x)1lgP01

26.90328

11163.0227t

2lgP02

16.46827

21152.05231.48t书籍是人类知识的总结,书籍是全世界的营养品。——莎士比亚解：温度为55℃，则由饱和蒸汽压公式得 p1

82.372 p2

37.3110磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。2002002）答案及评分标准注意：装订注意：装订规定处理。院系:化学化工学院专业:化工班级:04-姓名:学号:由于ln 1

0.59x

1.42x21.66xx 2 1 1 22故ln

37.311

0.58x21.42x21.66xx82.372

2 1 1 2xx 11 2由上式解得：x1

0.8475x 0.1525 4分2由活度系数公式得： 1.04751 2.31202所以 px11

p0xp01 22 2

86.27986659KPa 3分2、用郭氏法计算简单吸收塔的设计变量）固定设计变量数（）可调设计变量数）写出吸收塔工艺计算设计型和操作型命题。（）按郭氏法有：固定设计变量NE：混合气体进料变量数为C＋2x吸收剂进料变量数为C'2压力等级数为1所以NEx

CC'5（2）NE1个，1×1=1a所以NEa

加料板1个，1×0=01 4分（3）NE1111个、进料中组分x的浓度C－1个；吸收剂进料温度、压力、流率、浓度C′-1个，共C′+2个。NE：设计型：关键组分的分离要求（吸收 ；a 关操作型：吸收塔的理论板数。书籍是人类知识的总结,书籍是全世界的营养品。——莎士比亚磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。（4）吸收塔工艺计算命题设计型：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流率，吸收剂的组成、温度、压力、流率，吸收塔操作压力键组分的分离要求和理论板数，计算塔顶加入的吸收剂的量，塔顶尾气量和组成，塔底吸收剂的量和组成。3分3、在某吸收塔中用烃油吸收含95%乙烷，5%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1:1，平均操作温度为26℃，操作压力为3大气压。今要从气体中回收90%的正丁烷，求所需要的理论板数，并讨论下列情况理论板数的变化））（）操作条件下各组分的平衡常数关系式如下：乙烷m0.13333t5.46667正丁烷m0.0285t0.08571(t的单位为℃)解：关键组份的平衡常数

=0.0285×26+0.08571=0.82671关关键组分的吸收因子计算 A L

1.21lg理论板数的计算 N

A1

1

Vm 0.82671lg1.210.910.9 14.94 4分lgA lg1.21降低操作温度时，平衡常数m加，吸收推动力增加，所以理论板数减小。加数3书籍是人类知识的总结,书籍是全世界的营养品。——莎士比亚磋砣莫遗韶光老，人生惟有读书好。生于忧患，死于安乐生于忧患，死于安乐《孟子•告子》舜发于畎亩之中，傅说举于版筑之间，胶鬲举于鱼盐之中，管夷吾举于士，孙叔敖举于海，百里奚举于市。故天将降大任于是人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，曾益其所不能。人恒过，然后能改；困于心，衡于虑，而后作；征于色，发于声，而后喻。入则无法家拂士