分離工程綜合復習資料

1、分離工程綜合復習資料一、填空題1請在下列選項屮選擇：超濾屬于 _、_過程；沉降屬于 _;共沸精憎屬于_、 _過程。A平衡分離B.傳質(zhì)分離C.機械分離D.速率分離2. _膜分離的推動力可以是、或。3相平衡狀態(tài)下，從熱力學上看，整個物系自由焙處于一從動力學來看，相間_。4.寬沸程混合物閃蒸的熱衡算更主要地取決于_,因此將熱衡算放在 _ 循環(huán)屮。5.推導Underwood公式所用假設是： _;2） _6. 根據(jù)右圖中恒濃區(qū)（陰影部分）的位置，廠、HNK 為，LNK 為。進料7.汽相為理想氣體，液相為非理想溶液時，1活度系數(shù)法計算相平衡常數(shù)的簡化形式是O8. 液液平衡的分離因子又稱為 _。（第6題）9

2、.化學工業(yè)中最常使用的結晶技術是 _和_o10. MESH 程分別指 _；_； _:_ o11分離過程是將 _分成 _的兩種或幾種產(chǎn)品的操作。12. 平衡分離過程是借助_,使均相混合物系統(tǒng)變成 _,再以混合物中各組分在處于的兩相中_為依據(jù)而實現(xiàn)分離。13. 傳質(zhì)分離過程用于各種 _混合物的分離，其特點是有 _發(fā)生，依據(jù)的不同，傳質(zhì)分離過程又分為 _過程和 _過程。14. _活度系數(shù)的基準態(tài)是指活度系數(shù)等于的狀態(tài)。15. 從動力學上講，相平衡是指相間 _為零的狀態(tài)。Z16. _ 膜分離過程包括_、 、 、微過濾、氣體分離等多種分離過程。17. _ 恩特伍德公式的假設條件是（1） ; （ 2） o

3、18. 由設計者指定濃度或提出要求的兩個組分稱為_,其屮相對易于揮發(fā)的組分成為 _,不易揮發(fā)的組分稱為 _。19. _相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，這些相保持著_而 _ 的狀態(tài)。20 吸收過程是用液體處理氣體混合物，是利用 _不同而達到分離有關組分的傳質(zhì)分離過程。21 分離媒介包括 _和 _o22 離子交換的步驟分為 _、_、交換反應、 _五步。23 相平衡常數(shù)計算法有 _、_兩種計算法。24 最小理論塔板數(shù)與_無關,只取決于 _。25 萃取劑的作用是 _和 _o二、簡答題1試描述“逆行精館” 效應，實際操作屮如減弱或消除？2. 萃取精館流程中，溶劑加入口如確定？解釋原因。3. 某廠一多

4、組分精館塔，正常操作時塔頂?shù)桩a(chǎn)品都合格，乙班接班后操作兩小時分析發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品不合格，請你告訴操作工如調(diào)節(jié)操作參數(shù)？4非均相催化反應精惘的定義是什么？利用非均相催化反應精惘進行反應與固定床反應器相比有什么優(yōu)點？5.萃取精鐳和共沸精惘的相同點和不同點是什么？6畫出萃取精鐳的流程簡圖，指出萃取劑的加入位置，并說明原因？7計算最小回流比所用恩特伍德公式的假設條件是什么？當簡單精慵塔在最小回流比下操作時，當輕重 z（5分）組分均為分配組分和均為非分配組分兩種情況下，塔恒濃區(qū)的位置分布情況。&物理吸收過程與精憎相比，傳質(zhì)特點是什么？吸收塔氣液相濃度和溫度如變化？9. 如判斷閃蒸問題是否成立？10. 簡述簡

5、單分離塔序排列的五條經(jīng)驗原則。三、綜合題（20分）1.對再沸器單元求相應設計變量數(shù)，要求寫出詳細步驟。ZVoLoz2某原料含有A、B、C、D和E五個組分。已知a Aa Ba Oa Da E其中E的含量很高，B與C最難分離。試設 計一個合理的精憎分離塔序，畫出流程示意圖，將各組分分為純組分。（5分）3 如圖所示一精慵塔，進料為四組分。塔頂采用全凝器，塔釜采用部分再沸器。該塔通過側(cè)線采出部分產(chǎn) 品。忽略壓降。請計算該裝置的設計變量數(shù)，并指定固定設計變量和設計型可調(diào)設計變量。4 甲乙酮（MEK）和水在常壓下形成二元均相正偏差共沸物，共沸組成為含甲乙酮65%,而在0.7MPa的壓力下，共沸組成變化為含

6、甲乙酮50%o現(xiàn)有一甲乙酮和水的混合物，其中甲乙酮含量為35%,請設計一流程對此混合物進行分離，要求畫岀流程圖，在圖上指出進料和出料，并通過T-x-y圖說明 你所設計的流程。5 某原料含有A、B、C、D和E五個組分。已知 aA aB ac aD aE,其中E的含量很高，B與C最難分離。試設計一個合理的精懾分離塔序，畫出流程示意圖，將各組分分為純組分。四、計算題（15分）1.有A、B、C、D四元混合物送入精憾塔分憎，進料組成及相對揮發(fā)度見下表。要求憎出液中B的收率為98% （ mol ），釜液中D的收率為99% （ mol ）。計算最少理論板數(shù)和全回流操作下的組 分分配。組分摩爾分率相對揮發(fā)度Z

7、A0.210.71B0.34.76C0.11.57D0.41.0LKD HK,Wig、八亠“LK,D)(iHK,W)注：Fensk公式：Nm9 LK HK2. 設計一個脫乙烷塔，從含有4個輕姪的混合物屮回收乙烷，進料組成、各組分的平均相對揮發(fā)度見設計條件表，要求憎岀液中乙烷的收率為 97%,釜液屮丙烯的收率為85 % (mol.) o試求最小理論板數(shù)及在全回流條件下慵出液和釜液的組成。脫乙烷塔的設計條件編號進料組分mol%a1甲烷10.07.352乙烷40.02.093丙烯25.01.004丙烷25.00.90二、簡答題1. 答:精鐳塔的作用是使輕、重關鍵組分的摩爾分率比從再沸器屮的最低值提到

8、冷凝器屮的較高值，接近最小回流比下操作時，在進料板上下區(qū)域會出現(xiàn)隨蒸汽逐級上升，此比值反而下降，及精惘成果被抵消的情況，稱為“逆行精憎”效應。提高回流比或改變進料位置均可以減弱或消除該效應。2. 答：因為溶劑的沸點比被分離組分高，為了使塔維持較高溶劑濃度，溶劑加入口一定要位于進料板之上，但需要與塔頂保持有若干塊塔板，起到回收溶劑的作用，稱為溶劑回收段。3.答：所謂塔頂產(chǎn)品不合格，是指塔頂餡出物中重組分含量較多。因此，可以通過適當加大回流量 或適當 降低塔釜操作溫度進行調(diào)節(jié)。4 答：非均相催化反應精憎，即將催化劑填充于精憎塔中，它既起加速反應的催化作用，又作為填料起分 離作用。優(yōu)點：z1) 對于

9、受平衡制約的反應，采用催化精館能夠大大超過固定床的平衡轉(zhuǎn)化率。2) 由于精惘作用移出物系中較重的污染物，使催化劑保持清潔，延長了催化劑的壽命。5答：相同點:都是加入溶劑改變原溶液的相對揮發(fā)度，使其可以用精憎法分離。Z不同點:1） 可供選擇的共沸劑數(shù)目遠不及萃取劑多，且萃取劑用量不像共沸劑受限制；2） 共沸劑從塔頂蒸出，萃取劑從塔底出，因此消耗能量多；3） 共沸精憎受組成限制，操作條件比較苛刻，萃取精餡可在較大圍變化，操作比較容易，流程較簡單，只 用于連續(xù)操作；4） 同樣壓力下共沸精憎溫度低，適于熱敏性物料。6 答：加入位置：溶劑的加入口一定要位于進料板以上，但需要與塔頂保持有若干塊塔板。原因：

10、溶劑的沸點比被分離組分高，為了使塔維持較高的溶劑濃度，溶劑的加入口一定要位于進料板以上。但需耍5塔頂保持冇若于塊塔板，起阿收溶劑的作川。-b -1：萃取精餡塔2 :溶劑回收塔答：假定：1）塔汽相和液相均為恒摩爾流率; 各組分的相對揮發(fā)度均為常數(shù);&答：物理吸收過程是氣相分子向液相的單向分子擴散和傳質(zhì)過程。吸收塔從塔頂?shù)剿?，氣、液相濃度都是上升的，溫度也是上升的? 答：法一：分別用泡點程和露點程計算在閃蒸壓力下進料混合物的露點和泡點溫度，然后核實 閃蒸溫度是否處于泡露點溫度之間。若該條件成立，則閃蒸問題成立。法二：計算KiZi和Zi/Ki,若KZi1,說明TBVT ;若Zi/K1,說明TDT

11、。綜合兩種試算結果，只有TBVTVTD成立，才構成閃蒸問題。10.答:1）按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離出各組分；2）最困難的分離應放在塔序的最后；3）應使各個塔的鐳出液的摩爾數(shù)與釜液的摩爾數(shù)盡量接近;4）分離很高揮手率的組分的塔應放在塔序的最后；5）進料屮含量高的組分盡量提前分出。三、綜合題1 解 N： 3C7N：2C3N*C4N JC3NJ2懈：BC11T2解：ABCDA固定設計變量NxE： 2分一股進料：c+2=4+2=6一個壓力等級：1NXE=6+1 =7固定設計變量指定2分:進料溫度、壓力、流率，其屮三個組分的濃度，塔的操作壓力可調(diào)設計變量N*: : 3分3個串級：3分配器：1

12、全凝器： 1側(cè)線采出單元：1再沸器：1NaE=7設計型設計變量指定：3分，注此題標準答案不止下述一種塔頂出料屮輕關鍵組分濃度側(cè)線采岀惘分中輕關鍵組分的濃度輕關鍵組分在這兩股出料中的回收率回流比適宜出料位置適宜進料位置4解：濃度為35%的甲乙酮首先進入低壓塔（I），塔頂產(chǎn)品為含甲乙酮65%的溶液，塔釜產(chǎn)品為純水。I塔的塔底產(chǎn)品進入高壓塔（II）,塔釜為純甲乙酮，塔頂為含甲乙酮為50%的溶液做為塔I的循環(huán)進料。3分5懈:A +B +C+DAB+CBZA+B四、計算題1解：由題意，組分0.98 0.99 (1 09Wl 0.99)Ig4.76B和D分別為輕、重關鍵組分，用公式計算最少理論板數(shù):LK,

13、D HK ,W.,LK.D)uHK.W)Nmlg LK HK=3.68583/0.6776=5.43948全回流下組分分配計算：(假設100mol/h進料)由此計算非關鍵組分含量：以組分 D為參考組分W丿丿 = &+叫/ 二叫(1 + )進料憎出液釜液組分數(shù)量mol%數(shù)量mol%數(shù)量mol%A200.219.99339.320.004960.01B300.329.457.820.61.22C100.11.05122.078.948818.21D400.10.40.7939.680.56B+C+DZ合計10010050.8442100.0049.15376100.00A +B +C+DAB+CBZklNmLK,D HK,WLK,D)(1lg LKHK,0.97 0.85lg(1 0.97)(1 0.85)lg 2.09w3=21.25kmol/h。2解:假設100kmol/h進料,由題意，乙烷(2)和丙烯(3 )分別為輕、重關鍵組分。用Fensk公式計算最少理論板數(shù)：=2.26/0.32=7.07(塊)d2=