化工分離工程07-08期末試題A答案

1、 2007 2008 學年第1、2學期分離工程課程期末考試試卷（a卷）答案及評分標準題號一二三四五六七八九十總 分得分本試卷共六道大題，滿分為100分，考試時間為120分鐘。一、填空題（本大題20分，每空1分）1、分離工程分為( 機械分離法 )和( 傳質(zhì)分離法 )兩大類。2、對拉烏爾定律產(chǎn)生偏差的溶液稱為( 非理性溶液 )或( 實際溶液 )。3、對于能生成二元恒沸物的物系來說，在恒沸點處氣液相兩相組成（ 相等 ）。在恒沸點兩側(cè)組分的揮發(fā)能力（ 不同或相反 ）。4、端值常數(shù)a為( 0 )時體系為理想溶液，a為( 0 )時體系為負偏差溶液 。5、用郭氏法分析，串級單元的可調(diào)設計變量為（ 1 ），側(cè)

2、線采出板的可調(diào)設計變量為（ 0 ）。6、根據(jù)萃取精餾原理，通常希望所選擇的萃取劑與塔頂組分形成具有（ 正 ）偏差的非理想溶液，與塔底組分形成理想溶液或具有（ 負 ）偏差的非理想溶液。7、萃取精餾塔中，當原料以液相加入時，則提餾段中的溶劑濃度將會因料液的加入而變得比精餾段（ 低 ），此時為了保證整個塔內(nèi)萃取劑的濃度，常將部分溶劑隨（ 料液 ）一起加入。8、恒沸精餾過程恒沸劑的加入不僅影響原溶液組分(揮發(fā)度或相對揮發(fā)度 )，同時與原溶液中的一個或幾個組分形成恒沸物，當形成最低溫度的恒沸物時恒沸劑從塔（頂）出來。9、在多組分精餾過程中，由芬斯克公式計算的最少理論板數(shù)決定于兩組分的分離要求和（ 揮發(fā)度

3、或相對揮發(fā)度 ），與進料組成（無關）。10、吸附負荷曲線是以（吸附劑中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標繪制而成，透過曲線是以（流出物中吸附質(zhì)的濃度）為縱坐標繪制而成。得分：注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷上書寫與考試無關的內(nèi)容，否則將按相應管理規(guī)定處理。院系:化學化工學院專業(yè):化工班級:04-得分：姓名:學號: 二、選擇題（本大題20分，每小題2分）1、由1-2兩組分組成的混合物，在一定t、p下達到汽液平衡，液相和汽相組成分別為 ，若體系加入10 mol 的組分（1），在相同t、p下使體系重新達到汽液平衡，此時汽、液相的組成分別為 ，則 （ c ） （a）和 （b）和 （c）和 （d）不確定2、

4、對于絕熱閃蒸過程，當進料的流量組成及熱狀態(tài)給定之后，經(jīng)自由度分析，只剩下一個自由度由閃蒸罐確定，則還應該確定的一個條件是 （ d ）（a）閃蒸罐的溫度 （b）閃蒸罐的壓力 （c）氣化率 （d）任意選定其中之一3、某二元混合物，其中a為易揮發(fā)組分，液相組成時泡點為，與之相平衡的氣相組成時，相應的露點為，則 （a）（a） （b） （c） （d）不能確定4、用郭氏法分析可知理論板和部分冷凝可調(diào)設計變量數(shù)分別為（a）（a）1，1 （b）1，0 （c）0，1 （d）0，05、如果二元物系有最高壓力恒沸物存在，則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）負偏差溶液 （

5、d）不一定6、用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)，逆流操作，平衡關系滿足亨利定律。當入塔氣體濃度y1上升，而其它入塔條件不變，則氣體出塔濃度y2和吸收率j的變化為 （ c ） （a）y2上升，j下降 （b）y2下降，j上升 （c）y2上升，j不變 （d）y2上升，j變化不確定 7、逆流填料吸收塔，當吸收因數(shù)a1且填料為無窮高時，氣液兩相將在哪個部位達到平衡 （ b ） (a) 塔頂 (b)塔底 (c)塔中部 (d)塔外部 8、平衡常數(shù)較小的組分是 （ d ）（a）難吸收的組分 （b）較輕組份 （c）揮發(fā)能力大的組分 （d）吸收劑中的溶解度大9、吸附等溫線是指不同溫度下哪一個參數(shù)與吸附質(zhì)分壓或濃度的關系

6、曲線。 （ a ）(a) 平衡吸附量 (b) 吸附量 (c) 滿吸附量 (d)最大吸附量10、液相雙分子吸附中，u型吸附是指在吸附過程中吸附劑 （ a ）(a) 始終優(yōu)先吸附一個組分的曲線 (b) 溶質(zhì)和溶劑吸附量相當?shù)那闆r (c) 溶質(zhì)先吸附，溶劑后吸附 (d) 溶劑先吸附，溶質(zhì)后吸附學生答題位置四、題目說明文字（本大題 分，每小題 分）學生答題位置2007 2008 學年第1、2學期分離工程課程期末考試試卷（a卷）答案及評分標準三、判斷題（本大題14分，每小題2分，對的打，錯的打） 1、對拉烏爾定律有偏差的物系一定是恒沸體系。（ ）2、絕熱閃蒸過程，節(jié)流后的溫度降低。（ ）3、若組成為的物

7、系，且，其相態(tài)為氣液兩相。（ ）4、在精餾操作中回流比是可調(diào)設計變量。（ ）5、在萃取精餾操作中，液相流率總是大于氣相流率。（ ）6、在萃取精餾中所選的萃取劑使值越大，溶劑的選擇性越大。（ ）7、吸收中吸收因子小的組分是易于吸收組分。（ ）四、分析題（本大題10分，每小題5分） 1、分析下圖的點e，d，c三點表觀吸附量為什么等于零？曲線cd及de說明了溶質(zhì)優(yōu)先被吸附還是溶劑優(yōu)先被吸附？為什么？2、預將甲苯-烷烴二元恒沸物進行分離，現(xiàn)以甲醇為恒沸劑分離甲苯-烷烴的流程如圖，分析各塔物流，并將恒沸精餾塔和脫甲醇塔分離過程用三角相圖表示出來。得分：注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷上書寫與考試

8、無關的內(nèi)容，否則將按相應管理規(guī)定處理。院系:化學化工學院答：c，e點為純?nèi)芤?，所以吸附前后無濃度變化，表觀吸附量為零。d點，按溶液配比吸附，所以吸附前后也無濃度變化，表觀吸附量為零。曲線cd說明了溶質(zhì)優(yōu)先被吸附，曲線de說明了溶劑優(yōu)先被吸附。專業(yè):化工班級:04-得分：姓名:答：分析可知：恒沸精餾塔：由于恒沸劑加入過量，塔底為甲醇甲苯的混合物，塔頂烷烴-甲醇的二元恒沸物。脫甲醇塔：塔底為甲苯，塔頂為甲苯-甲醇的二元恒沸物。 萃取塔：塔底為甲醇水溶液，塔頂為烷烴。脫水塔：塔底為水，塔頂為甲醇。相圖如下：學號: 五、簡答題（本大題15分，每小題5分）1、試指出逐級計算法計算起點的確定原則（按清晰分

9、割處理，分只有輕非關鍵組分的物系、只有重非關鍵組分的物系兩種情況論述）。答：逐級計算法計算起點的確定原則是以組分的組成估算最精確、誤差最小的那塊板開始逐板計算。按清晰分割處理，輕非關鍵組分全部進入塔頂，重非關鍵組分全部進入塔底。只有輕非關鍵組分的物系，從塔頂開始計算比較準確；只有重非關鍵組分的物系，從塔底開始計算比較準確。2、以c1-c4為例，c2、c3為輕重關鍵組分（lk和hk），c1、c4為輕重組分（lnk和hnk）。按清晰分割處理，畫出多組分精餾在最小回流比下氣相組成沿塔高的分布情況，并簡述各區(qū)的作用。答：按清晰分割處理時，此體系將塔分成6個區(qū)。區(qū)域c的作用是將氣相中重組分變?yōu)榱?，出現(xiàn)逆

10、行分餾現(xiàn)象；區(qū)域d的作用是將下流的液相中輕組分變?yōu)榱?，出現(xiàn)逆行分餾現(xiàn)象；然后進入上恒濃區(qū)b和下恒農(nóng)區(qū)e，在恒濃區(qū)內(nèi)各組分濃度不變；在區(qū)域a內(nèi)，重關鍵組分的濃度降到設計所規(guī)定的數(shù)值，輕關鍵組分的濃度經(jīng)歷最高值后降至規(guī)定值，輕組分的濃度有所升高；在區(qū)域f內(nèi)，輕關鍵組分的濃度降到設計所規(guī)定的數(shù)值，重關鍵組分的濃度經(jīng)歷最高值后降至規(guī)定值，重組分的濃度有所升高。3、在萃取精餾中，對的體系，分析萃取劑的選擇性與溶液濃度的關系？答：依據(jù)。當時，高濃度區(qū)，高濃度區(qū)有利。2007 2008 學年第1、2學期分離工程課程期末考試試卷（a卷）答案及評分標準六、計算題（本大題21分，每小題7分）1、二元理想溶液。如果

11、在t時=0.4atm，=1.2atm。問（1）將氣缸中含50%a的二元混合氣體恒溫t緩慢壓縮，凝出第一滴液滴時物系的總壓及該液滴的組成為多少？在相應的示意圖中標出所求的參數(shù)。（2）二元溶液使其在101.33 kpa下的泡點為t，該溶液的組成為多少？在相應的示意圖中標出所求的參數(shù)。 解：(1) kpa kpa 根據(jù)露點方程 得p=60.8 kpa 圖略 (4分)(2) 根據(jù)泡點方程 氣相組成為 圖略 (3分)2、求醋酸甲酯（1），甲醇（2）的相對揮發(fā)度，溶液組成為，系統(tǒng)溫度下飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)為kpa， kpa，其雙組分溶液的馬格勒斯常數(shù)為，。（按對稱系統(tǒng)計算）解：馬格勒斯方程為 (3分) 求對稱系

12、統(tǒng)的端值常數(shù) 則 (4分)得分：注意：裝訂線左側(cè)請不要答題，請不要在試卷上書寫與考試無關的內(nèi)容，否則將按相應管理規(guī)定處理。院系:化學化工學院專業(yè):化工班級:04-得分：姓名:學號: 3、在20塊板的塔中用烴油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩爾百分率）的氣體，采用的油氣比為1:1，該塔處理的氣體量為100kmol/h，操作壓力為3大氣壓。若全塔效率按25%計，試求：（1）平均溫度為多少，才能回收90%的丁烷；（2）組份的平衡常數(shù)；（3）吸收因子、吸收率；（4）尾氣的組成。操作條件下各組分的平衡常數(shù)如下：乙烷 k=0.13333t+5.46667；丙烷 k=0.06667+1.3333；正丁烷 k=0.02857t+0.08571(t的單位為)解：(1)溫度 ak=1(舍去) 解得 t=26.09(2)各組份的平衡常數(shù)=0.1333326.09=5.46667=8.945 =0.0666726.09+1