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文档简介
传质分离工程试题库一.填空题1、分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。2、固有分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。它与实际分离因子的差别用(板效率)来表示。3、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(所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等)。4、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。5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算。6、7、8、在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。吸收有(1个)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故。对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用(吸收蒸出塔)的流程。9、对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算)计算各板的温度。10、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。11、为表示塔传质效率的大小,可用(级效率)表示。12、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。13、泡沫分离技术是根据(表面吸附)原理来实现的,而膜分离是根据(膜的选择渗透作用)原理来实现的。15、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。16、分离剂可以是(能量)和(物质)。17、Lewi提出了等价于化学位的物理量(逸度)。口18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示(Ni二Nv-Nc)19、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。20、温度越高对吸收越(不利)21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为(L二AV)。口23、精馏有(2)个关键组分,这是由于(双向传质)的缘故。24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(通过一定压力梯度的动量传递),(通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合)和(通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合)。25、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。26、超临界流体具有类似液体的(溶解能力)和类似气体的(扩散能力)。28、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。29、分离要求越高,精馏过程所需的最少理论板数(越多)。30、回流比是(可调)设计变量。.衡量分离的程度用(分离因子)表示,处于相平衡状态的分离程度是(固有分离因子)。.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。.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)。.当混合物在一定的温度、压力下,满足(Kizi1,ziK1)条件口i即处于两相区,可通过(物料平衡和相平衡)计算求出其平衡汽液相组成。.最低恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热(小)的组分增加。6.对一个具有四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在(塔顶釜两块板)合成的。.吸收过程在塔釜的限度为(yN1,i某),它决定了吸收液的(该口KiN,i组分的最大浓度)。8.吸收过程在塔顶的限度为(身挟带)。口.吸收的相平衡表达式为(L=AV),在(温度降低,压力升高)操作下有利于吸收,吸收操作的限度是(yN1,iKi某,y1,iKi某0,iN,iyK某1,ii0,i),它决定了吸收剂中(自)。.若为最高沸点恒沸物,则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为(SP211SP12)。.解吸收因子定义为(S'=VK/L),由于吸收过程的相平衡关系口为(V=SL)。12.吸收过程主要在(塔顶釜两块板)完成的。13.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数,假定条件为(三组分物系中,某A与某S的比值与共沸物中组分A与组分B的相对量一样),因此可得出(aAB,aSB)的结论。14.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点(大10K)以上。15.吸收过程只有在(贫气吸收)的条件下,才能视为恒摩尔流。16.吸收过程计算各板的温度采用(热量衡算)来计算,而其流率分布则用(简捷计算)来计算。17.在一定温度和组成下,A,B混合液形成最低沸点恒沸物的条件为(SPB1ASPAB)。18.非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在(全回流)时分布一致。19.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)。20.当原溶液为非理想型较强的物系,则加入萃取剂起(稀释)作用。21.要提高萃取剂的选择性,可(增大)萃取剂的浓度。22.吸收过程发生的条件为(溶质由气相溶于液相,Pi〉Pi某,yi〉yi某),其限度为(口yN1,i某N,iKi)。口23.在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值,通常用(清晰分割)或(非清晰分割)方法进行物料预分布。24.当两个易挥发的组分为关键组分时,则以(塔釜)为起点逐板计算。25.三对角矩阵法沿塔流率分布假定为(衡摩尔流)。26.三对角矩阵法的缺陷是(对非理想溶液出现不收敛,不归一,计算易发散)。27.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)。28.严格计算法有三类,即(逐板计算),(矩阵法),(松弛法)。29.设置复杂塔的目的是为了(减少塔数目,节省能量)。30.松弛法是由开始的(不稳定态)向(稳定态)变化的过程中,对某一(时间间隔)内每块板上的(物料变化)进行衡算。31.热力学效率定义为(系统)消耗的最小功与(过程)所消耗的净功之比。32.分离最小功是分离过程必须消耗能量的下限它是在分离过程(可逆)时所消耗的功。33.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。34.54A分子筛的孔径为(5埃),可允许吸附分子直径(小于5埃)的分子。35.离程分为(机械分离)和(传质分离)两大类。36.机械分离过程是(过滤、离心分离)。吸收、萃取、膜分离。渗透。37.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、(膜分离、渗透)。38.平稳分离的过程是过滤、离心分离、(吸收、萃取)。膜分离。渗透。39.气液平相衡常数定、以为(气相组成和液相组成的比值)。40.理想气体的平稳常数(组成)无关。41.活度是(修正的)浓度。42.低压下二元非理想农液的对挥发度a12等于(Y1P10/Y2P20)43.气液两相处于平衡时,(化学位)相等。44.逸度是(修正的)压力45.在多组分精馏中塔顶温度是由(露点议程)方程求定的。46.在多组分精馏中塔底温度是由(泡点)方程求定的。47.绝热闪蒸过程,节流后的温度(降低落)。48.绝热闪蒸过程,饱和液相经节流后会有(气相)产生。49.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)。50.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)。51.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。52.在萃取精馏中所选的取剂使A1P值越(大)越好。53.在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔底组分形成具有(负)偏差的非理想溶液。54.在萃取精馏中所选的萃取剂使A1P值越大,溶剂的选择性(增大)55.萃取精馏塔中,萃取剂是从塔(底)出来。56.均相恒沸物在低压下其活度系数之比Y1/Y2应等于(P20)与(P10)之比。57.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)板被吸收。58.吸收中平衡数大的组分主要在塔内(顶)板被吸收。59.吸收中平衡常数大的组分是(难)吸收组分。60.吸收中平衡常数小的组分是(易)吸收组分。61.吸收因子越大对吸收越(有利)62.压力越高对吸收越(有利)。63.吸收因子A(反比)于平衡常数。64.吸收因子A(正比)于吸收剂用量L。65.吸收因子A(正比)于液气比。66.完成一个给定的分离要求所需功最小的过程是(可逆)。67.从节能的角度分析难分离的组分应放在(最后)分离。68.从节能的角度分析分离要求高的组分应放在(最后)分离。69.从节能的角度分析进料中含量高的组分应(先分离)分离。70.物理吸附一般为(多层)吸附。71.化学吸附一般为(单层)吸附。72.化学吸附选择性(强)。73.物理吸附选择性(不强)74.吸附负荷曲线是以(距床层入口的距离)横坐标绘制而成。75.吸附负荷曲线是以(吸附剂中吸附质的浓度)为纵坐标绘制而成。76.吸附负荷曲线是分析(吸附剂)得到的。77.透过曲线与吸附符合曲线是(镜面对称相似关系)相似关系。3、吸收因子为(A=L/KV),其值可反应吸收过程的(难易程度)。4、吸收剂的再生常采用的是(用蒸汽或惰性气体的真空塔),(用再沸器的解吸塔),(用蒸馏塔解吸)。9、对宽沸程的闪蒸过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算式)计算各板的温度。10、流量加合法在求得某ij后,由(S)方程求Vj,由(H)方程求Tj。12、常用吸附剂有(活性炭),(硅胶),(沸石分子筛),(活性氧化铝)。13、分离过程分为(机械分离)和(传质分离)两大类。16、露点方程的表达式为(£Yi/Ki=1)。17、泡点方程的表达式为(EKi某i=1)。口18、泡点温度计算时若EKi某i>1,温度应调(低)。19、泡点压力计算时若EKi某i>1,压力应调(高)。口cc20若组成为Zi的物系,最2口,且化1/最)1时,其相态为(气口i1i1液两相)。口c21若组成为Zi的物系,KiZi1时其相态为(过冷液体)。口ci122若组成为Zi的物系,(Zi/Ki)1时,其相态为(过热液体)。口i124透过曲线是以(吸附时间)为横坐标绘制而成。口25透过曲线是以(床出口流体中溶质的相对浓度)为纵坐标绘制而成。26透过曲线是分析(床出口流出物的溶质的相对浓度与吸附时间的关系)得到的。27、溶液结晶的推动力是(过饱和度)熔融结晶的推动力是(过冷度)。28、液膜组成中流动载体的作用是(是指定的溶质或离子进行选择性迁移)。29、根据微滤过程中微粒被膜截留在膜的表面层或膜深层的现象,可将微滤分成(表面过滤)和(深层过滤)。30、工业结晶过程要避免自发成核,才能保证得到平均粒度大的结晶产品。只有尽量控制在(介稳区)内结晶才能达到这个目的。31、膜组件的主要形式有:(板框式膜组件)、(管式膜组件)、(螺旋卷式膜组件)、(中空纤维膜组件)。32、液膜的组成:(膜溶剂)、(表面活性剂)、(流动载体)、(膜增强添加剂)。二.选择题1.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2、下列哪一个是机械分离过程(d)口a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离3、口下列哪一个是平衡分离过程(a)口a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离4、口汽液相平衡K值越大,说明该组分越(a)口a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小5、口气液两相处于平衡时(c)口a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的逸度相等d.相间不发生传质6、口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7、口当物系处于泡、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8、口闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到的分离程度(b)口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9、设计变量数就是(d)口a.设计时所涉及的变量数b.约束数口c.独立变量数与约束数的和d.独立变量数与约束数的差10、约束变量数就是(d)a.过程所涉及的变量的数目;b.固定设计变量的数目c.独立变量数与设计变量数的和;口d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件口11、当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时(c)口a.液相不能气化b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作12、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.提高回流比口13、如果二元物系,Y1〉1,Y2〉1,则此二元物系所形成的溶液一定是(a)a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定14、下列哪一个不是均相恒沸物的特点(d)a.气化温度不变b.气化时气相组成不变c.活度系数与饱和蒸汽压成反比d.冷凝可以分层15、下列哪一个不是吸收的有利条件(a)口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16、平衡常数较小的组分是(d)口a.难吸收的组分b.最较轻组份c.挥发能力大的组分d.吸收剂中的溶解度大17、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.吸附容量有限口18、下列哪一个不是等温吸附时的物系特点(d)口a.被吸收的组分量很少b.溶解热小c.吸收剂用量较大d.被吸收组分的浓度高19、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.塔的顶部口20、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.视具体情况而变口ewi提出了等价于化学位的物理量(a)a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离.二无理想溶液的压力组成图中,P-某线是(b)a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点口.形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中,P-某线是(d)a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点4.溶液的蒸气压大小(b)口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.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)口a.越低b.越高c.不一定高,也不一定低口.完全不互溶的二元物质,当达到汽液平衡时,两组分各自呈现的程。.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。.吸收因子:操作线的斜率(L/V)与平衡线的斜率(KI)的比值。21.绝对吸收率:被吸收的组分的量占进料中的量的分率。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。.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。.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。.吸附过程:当用多几性的固体处理流体时,流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程。气化率:气化过程的气化量与进料量的比值。冷凝率:冷凝过程的冷凝量与进料量的比。闪蒸:是连续单级蒸馏过程。该过程使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽或含难挥发组分较多的液体。剩余曲线:表示单级间歇蒸馏过程中剩余液体组成随时间的变化。清晰分割:馏出液中除了重关键组分没有其他重组分,而釜液中除了轻关键组分没有其他轻组分的情况。吸附平衡:在一定条件下,当流体与固体吸附剂接触时,流体中的吸附质将被吸附剂吸附,经过足够长的时间,吸附质在两相中的浓度不再变化时称达到吸附平衡。热力学效率:可逆功与实际功的比值。膜的定义:广义上定义为两相之间不连续的区间。表观吸附量:当用M千克的多孔性的固体处理体积是V的液体时,溶液原始浓度为Co,吸附达到平衡时的浓度为C某,则表观吸附量(每千克吸附剂吸附的吸附质的量)为:a=V(Co-C某)/m口增强因子E:化学吸收的液相分传质系数(kL)/无化学吸收的液相分传质系数(k0L)简答题口.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,体系的漫度降低。.普通精馏塔的可调设计变量是几个?试按设计型和操作型指定设计变量。普通精馏塔由4个可调设计变量。按设计型:两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率;按操作型:全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量。.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。4.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。.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。口.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。7.工艺角度简述萃取剂的选择原则。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9.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?□异丁烷正丁烷戊烷摩尔%253045a值1.241.000.34由于正丁烷和异丁烷是体系中最难分的组份,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。10.表观吸附量等于零,表明溶质不被吸附对吗?不一定。表观吸附量只有在溶液是稀液、溶质吸附不明显时,才能代表实际的吸附量,因此,不能单纯用表观吸附量等于零看溶质是否被吸附与否。.吸附剂的选择原则。a.选择性高;b.比表面积;c.有一定的机械强度;d.有良好的化学稳定性和热稳定性。.吸附质被吸附剂吸附一脱附分哪几步?a.外扩散组份穿过气膜或淮膜到固体表面;b.内扩散组份进入内孔道;口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腊到气相主体流。萃取精馏中,萃取剂在何处加入?为何?在进料板之上,与塔顶保持有若干块塔板。溶剂的沸点比被分离组分高,那样可以使塔内维持较高的溶剂浓度,及起回收溶剂的作用。从热力学角度和工艺角度简述萃取精馏中萃取剂的选择原则?热力学角度:溶剂的沸点要足够高,以避免与系统中任何组分形成共沸物;萃取剂应能使的体系的相对挥发度提高,即与塔顶组分形成正偏差,与塔底组分形成负偏差或者理想溶液。工艺角度:溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度;溶剂在操作中是热稳定的;溶剂与混合物种任何组分不反应;溶剂比不得过大;无毒、不腐蚀、价格低廉、易得。吸收塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流?吸收过程是气相中的某些组分溶到不挥发吸收剂中去的单向传递过程。吸收剂吸收了气体中的溶质而流量不断增加,气体的流量则相应的减少,塔中气相和液相总流率向下都是增大的。吸附质被吸附剂吸附—脱附机理?①吸附质从流体主体通过分子扩散和对流扩散传递到吸附剂的外表面;②吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结构的内表面;③吸附质沿孔表面扩散并被吸附在孔表面上;④吸附质从吸附剂的内表面脱附;⑤吸附质沿径向扩散传递到吸附剂的外表面;⑥吸附质从吸附剂的外表面扩散到流体主体。精馏过程全回流操作特点?①不进料也不出料;②无精馏段与提馏段之分;③两板之间任一截面上上升蒸汽组成与下降液相组成相等;④达到指定分离程度所需的理论板数最少。在萃取精馏中,由相对挥发度表达式分析,为什么加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度?在萃取精馏中,原溶液121,汽相为理想气体,液相为非理想溶液,1p1p1121,2p2p对于特定物系,2不可改变,要使121,只有口111()()2增加,加S后可使22。所以加入萃取剂后会提高原溶口液的相对挥发度。精馏过程的热力学不可逆性主要由哪些原因引起的?精馏操作的热力学不可逆性,是由于进入层级的汽液两相的温度、压力和组成,与它们对应平衡的温度、压力和组成的差距所造成,因此在层级间汽液两相要进行传热和传质,损失了有效能,所以其不可逆性主要由压力差、温度差及浓度差引起的。固定床吸附过程中,什么是透过曲线?在什么情况下,吸附剂失去吸附能力需再生?透过曲线表示床出口流体中溶质的相对浓度随吸附时间的变化。对应馏出物最大允许浓度时间为穿透点时间tb,到达穿透点时吸附剂失去吸附能力需再生。萃取精馏的实质是什么?如何提高其选择性?①实质:i当原溶液中两组分沸点相近,非理想性不大时,加入溶剂与原组分形成非理想溶液从而改变原组分间的相对挥发度;ii当原溶液为非理想性大又难以分离时,萃取剂起到稀释的作用,从而减弱了原组分分子间的相互作用使其相对挥发度改变。②提高选择性方法:(P115T3.24)i选择的萃取剂应与组分1形成正偏差非理想溶液,与组分2形成负偏差的非理想溶液或理想溶液;ii若A12'〉0,则某’1〉0.5,若A'12〈0,则某1'<0.5,当不满足次条件时,可采用萃取剂中间采出流程;iii萃取剂浓度增大,选择性也增大,但处理量减少,所以一般取某=0.6~0.8。什么事恒沸精馏?如何用三角相图求解恒沸剂用量?恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂使其与溶液中至少一个组分形成最低恒沸物,以增大原组分间的相对挥发度的非理想溶液的多元精馏,形成的恒沸物从塔顶采出,塔釜引出较纯产品,最后将恒沸剂与组分分离。如图,连接5与尸、8与SA交点M是物料点,利用杠杆规则确定恒沸剂S的用量。恒沸精馏与萃取精馏的异同点:相同点:都加入第三组分,形成非理想溶液;都提高相对挥发度;都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。不同点:恒沸精馏加入恒沸剂形成恒沸物,沸点低,从塔顶出来;萃取精馏不形成恒沸物,沸点高,从塔底离开。逐级计算法计算起点的确定原则是:以组分的组成估算最精确、误差最小的那块板开始逐板计算。逐板计算进料位置的确定原则:使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定。从塔底向上计算时,某lk/某hk越大越好,从塔项往下计算时,ylk/yhk越小越好。口绝热闪蒸过程的特点:该过程是等焓过程,节流后压力减小,所以会有汽化现象现象发生,汽化要吸收热量,由于过程绝热,只能吸收本身热量,因此体系温度逐渐降低。萃取塔操作注意事项:汽液相负荷不均,液相负荷要远大于气相负荷;塔顶温度要严格控制;回流比不能随意调整。分离因子的特征和用途:根据实际产品组成,不受分离设备影响。分离因子与1的偏离程度用来表征组分i和j之间分离的难易程度,由于其随温度、压力变化不敏感,所以常作常数简化计算。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。恒沸剂的回收方法:a.冷疑分层;b.过冷分层;c.变压精馏d.萃取e盐析口吸收的有利条件: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。吸收因子对吸收过程的影响:吸收因子越大,对吸收有利,所需的理论板数越少,相对吸收率越高。在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率?在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度,在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度,相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小,热力学效率高。反应精馏的主要优点:(1)产物一旦生成立即移出反应区;(2)反应区反应物浓度高,生产能力大;(3)反应热可由精馏过程利用;(4)节省设备投资费用;(5)对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。多组分精馏与二组分精馏在含量上的区别:①多组分精馏中关键组分的含量分布有极大值;②非关键组分通常是非分配的;③重、轻非关键组分别在进料板下、上形成恒浓区;④全部组分均存在于进料板上,但进料板含量不等于进料含量。理想共沸剂特性:①显著影响关键组分的汽液平衡关系;②易分离及回收;③用量少、汽化潜热低;④与进料组分互溶但不起化学反应;⑤无腐蚀、无毒;⑥价廉易得。口催化剂填装方式满足条件:①使反应段催化剂床层有足够的自由空间,提供汽液相的流动通道以进行液相反应和气液传质;②具有足够的表面积进行催化反应;③允许催化剂颗粒的膨胀和收缩而不损伤催化剂;④结构简单,便于更换。溶盐精馏中盐的加入方式:①将固体盐夹在回流液中;②将盐溶液与回流液混合;③将盐加到再沸器中,以破坏共沸物。溶盐精馏优点:①盐类完全不挥发,只存在与液相,不会发生汽化和冷凝问题;②盐效应改变组分间的相对挥发度显著且用量少,可节约设备投资及降低能耗。缺点:盐的溶解和回收后循环输送等比较困难。.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?t0过冷液体,组成等于某Ft1饱和液体,组成等于某Ft2气夜两相,丫>某F>某口t3饱和气体,组成等于某Ft4过热气体,组成等于某F.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塔的操作压力为10atm,试问:口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?口(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。.简述逐板的计算进料位置的确定原则。使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定。从塔底向上计算时,某lk/某hk越大越好,从塔项往下计算时,ylk/yhk越小越好。4.简述逐计算塔顶的判断原则。使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定。即,则第n板既为塔顶板。口.简述逐计算的计算起点的选择原则。以组分的组成估算最精确的误差最小的那块板开始逐板计算。.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。.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。.根据题给的某-Y相图,回答以下问题:口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?口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。口9.工艺角度简述萃剂的选择原则。a.冷疑分层;b.过冷分层;c.变压精馏d.萃取(5)盐析11.说出4种恒沸剂的回收方法。12.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。13.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。14.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,VN+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。15.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①16.什么叫表观吸附量?下图的点E,D,C三点表观吸附量为什么等于零?曲线CD及DE说明了溶质优先被吸附还是溶剂优先被吸附?为什么?a.C,E点为纯溶液,所以吸附前后无浓度变化,表观吸附量为零。D点,按溶液配比吸附,所以吸附前后也无浓度变化,表观吸附量为零。b.EE溶剂优先被吸附。c.DC溶刘优先被吸附。17.用两种他分子筛吸附CO2时透过曲线如图所示.试分析哪一种分子筛更好,为什么口13某分子筛更好,因为13某分子筛的透过曲线更陡,说明吸附负荷曲线也陡,床层利用率高,达到破点的时间长。18.吸附过程的优点。a.选择性高;b.吸附速度快,过程进行的完全;c.常压压操作,操作费用与投资费用少。19.吸附过程的缺点。a.吸附溶量小、吸附剂用量大,设备比较庞大;b.吸附剂的运输、装料、卸料较困难;c.吸附剂不容易找到,吸附理论不完善。口1、萃取精馏塔如果不设回收段,把溶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?答:后果是使塔顶产品纯度不高。原因:在萃取精馏中不设回收段,会是进入塔顶的容积得不到回收,塔顶产品夹带溶剂,从而影响产品的纯度,使塔顶得不到纯净的产品。2、进料组成如图所示,1塔的共沸物用m表示,2塔的共沸物用m’表示,试判断是先进1塔还是先进2塔才可以将两组分水和MEK分离。口0.7MPa1常2加压共沸物共沸物F101.3kPa压先进1塔:塔顶m塔釜水;后进2塔:塔顶m'塔釜MEK先进2塔:塔顶m’塔釜MEK;后进1塔:塔顶m塔釜水由上可知,无论先进1塔还是先进2塔都可以讲两组分水和MEK。口3、简述气体膜分离的溶解-扩散机理。(1)气体在膜的上游侧表面吸附溶解,是吸着过程;(2)吸附溶解在膜上游侧表面的气体在浓度差的推动下扩散透过膜,是扩散过程。(3)膜下游侧表面的气体解吸,是解析过程。4、简述下列超临界萃取流程答:萃取剂经压缩机升压达到临界状态,再经换热器降温后进入萃取器与萃取物料接触,在萃取器中完成萃取过程,萃取完成后,将萃余物分离出来,超临界流体带着被萃取的溶质进入分离器中减压、升温,这时超临界流体的溶解能力减弱,溶质从流体中析出,将其分离出来得到萃取产物,减压升温后的流体进入压缩换热装置中再进行加压降温,然后进入萃取器中进行新一轮的萃取过程,这样过程可周而复始的进行。5、请叙述电渗析过程中的浓差极化现象。答:电渗析器在直流电厂的作用下,水中正负离子分别透过阴膜和阳膜进行定向运动,并各自传递一定的电荷。根据膜的选择透过性,反离子在膜内的迁移数大于它在溶液中的迁移数,当操作电流密度增大到一定程度时,离子迁移被强化,使膜附近界面内反离子浓度趋于零,从而由水分子电离产生OH-、H+来负载电流,在电渗析中,这种现口象称为浓差极化现象。计算题.已知某乙烷塔,塔操作压力为28.8标准大气压,塔顶采用全凝器,并经分析得塔顶产品组成为组分甲烷a.乙烷b.丙烷c.异丁烷d.总合组成某iD1.488810.160.36100%(摩尔分数)求塔顶温度。口解:设t=20℃,p=28.8MPa=2917kPa,由查图2-1a得:K1=5.4,K2=1.2,K3=0.37,K4=0.18选乙烷为参考组分,则由和p=2917kPa,查图2-1a得t=22℃:K1=5.6,K2=1.24,K3=0.38,K4=0.19故塔顶温度为22℃。2.要求在常压下分离环己烷a.(沸点80.8℃)和苯b.(沸点80.2℃),1lg[3894由DiBiNmD2B3]lg[5.68431.872]D3B2L3280.n63.92lg231g6.071由于氢气的相对挥发度很大,该组分全部从塔顶馏出液中采出。miN3D3B3和FiDiBi分别计算组分4、5、6、7的分布。口D4B4对组分4:D4B4Nm4D31.3280.6433.920.0074;而25.7B331.872由此计算得D40.189;B425.511对组分5:D5B5miN5D31.3280.n83.920.00001;而0.5D5B5B331.872由此计算得D50.0;B50.50将计算结果列表如下:zi某iD某iBDi组分H20.330.82/33.8CH4840.005.684C2H40.580.1321.328C2H60.3390.540.189C3H620.030/C3H80.2520.43/C470.002/0.0050.0041.005/810.00/0.003/50.001.000.017021.001.00003.某裂解气组成如下表所示。组H2CH4c2H4c2HC3H分66y0,i0.130.3710.3020.090.0828074Bi0.11631.87225.5110.500.300.7058.999i-C4H10E1.0000.0132现拟以i-C4H10馏分作吸收剂,从裂解气中回收99%的乙烯,原料气的处理量为100kmol/h,塔的操作压力为4.052Mpa,塔的平均温度按-14℃计,求:口①为完成此吸收任务所需最小液气比。②操作液气比若取为最小液气比的1.5倍,试确定为完成吸收任务所需理论板数。③各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。④塔顶应加入的吸收剂量。解:选乙烯为关键组分,查得在4.052Mpa和-14℃下各组分的相平衡口常数列于下表。a.最小液气比的计算口在最小液气比下N,A关关0.99,口LVmin关K关0.720.990..7128b.理论板数的计算操作液气比口LV1.5LVmin1.50.71281.0692关键组分的吸收因子为lgNA关L1.06921.485VK关0.72A1lgAlg1理论板数口c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成由口AiA关K关KiLVKi0.991.4850.99118.868lg1.485和iiAiN1AiAiN11v1,iV1以及v1,i1ivN1,i;V1v1,i;y1,i组分yN1,i进行计算结果见表。EH2CH4c2H4c2H6c3Hi-C4H610KiN1,i,0.1320.3710.3020.0970.080.0131.0008042/3.150.720.500.140.056513.237.1830.29.78.41.32100.0/0.3391.4852.1387.3719.09kmol/hA1,iy1,i400.339413.224.5610.3460.64445440.990.9951.0000.3020.048050.0070.0019331.000038.1115d.吸收剂量口塔内气体的平均流率为:塔内液体的平均流率为:由LV1.0692V10038.111569.056kmol/h2LL0(L061.
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