分離工程復(fù)習(xí)資料

7/7分離工程復(fù)習(xí)資料化工分離工程考試大綱

第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)

第二部分考核內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章緒論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，能對傳質(zhì)分離過程有一個總體了解。

二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)

（一）、化工分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性（一般）

識記：化工分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性分析。

（二）、分離過程的分類和特征（次重點(diǎn)）

識記：分離過程的分類和特征，傳質(zhì)分離過程的分類和特征。

第二章單級平衡過程

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解相平衡熱力學(xué)中的基本概念，掌握平衡常數(shù)、泡點(diǎn)、露點(diǎn)和閃蒸過程的計算方法。

二、知識考核點(diǎn)與考核目標(biāo)

(一)相平衡條件（重點(diǎn)）

識記：相平衡條件；汽液、液液平衡表示方法。

（二）相平衡常數(shù)和分離因子（重點(diǎn)）

識記：相平衡常數(shù)和分離因子的含義；狀態(tài)方程法、活度系數(shù)法表示的汽液平衡常數(shù)。

應(yīng)用：用狀態(tài)方程法、活度系數(shù)法計算汽液平衡常數(shù)。

（三）活度系數(shù)法計算汽液平衡常數(shù)的通式及計算（重點(diǎn)）

理解：活度系數(shù)法計算汽液平衡常數(shù)的四種簡化形式。

應(yīng)用：用活度系數(shù)法計算汽液平衡常數(shù)的前三種簡化形式計算汽液平衡常數(shù)。

（四）泡點(diǎn)和露點(diǎn)計算類型（重點(diǎn)）

識記：泡點(diǎn)和露點(diǎn)的含義及四種計算類型。

（五）泡點(diǎn)溫度和壓力的計算（重點(diǎn)）。

應(yīng)用：用汽液平衡常數(shù)前三種簡化形式計算泡點(diǎn)溫度和泡點(diǎn)壓力。

（六）露點(diǎn)溫度和壓力的計算（重點(diǎn)）

應(yīng)用：用汽液平衡常數(shù)前三種簡化形式計算露點(diǎn)溫度和露點(diǎn)壓力。

（七）閃蒸過程類型（重點(diǎn)）

識記：閃蒸的含義；閃蒸過程的類型及應(yīng)用。

（八）等溫閃蒸和部分冷凝過程（重點(diǎn)）

識記：核實(shí)閃蒸問題是否成立的兩種方法。

應(yīng)用：汽液平衡常數(shù)與組成無關(guān)的閃蒸過程的計算。

第三章多組分多級分離過程分析與簡捷計算

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種常用的分離過程的基本原理、流程及其簡捷計算；了解塔內(nèi)流量、濃度和溫度分布特點(diǎn)。

二、考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）設(shè)計變量（重點(diǎn)）

識記：設(shè)計變量、可調(diào)設(shè)計變量、固定設(shè)計變量的含義。

（二）設(shè)計變量的確定（重點(diǎn)）

理解：設(shè)計變量、可調(diào)設(shè)計變量、固定設(shè)計變量的確定分法。

（三）多組分精餾過程分析（重點(diǎn)）

識記：關(guān)鍵組分、清晰分割和非清晰分割的定義。

應(yīng)用：塔內(nèi)流量、液相濃度和溫度分布特點(diǎn)。

（四）最小回流比（重點(diǎn)）

識記：分配組分、非分配組分的含義。

理解：分析最小回流比下恒濃區(qū)的部位。

應(yīng)用：用恩德伍德法計算最小回流比。

（五）最少理論板數(shù)和組分的分配（重點(diǎn)）

識記：全回流、最少理論板數(shù)的含義及芬斯克公式。

理解：求最少理論板數(shù)的幾種表示形式。

應(yīng)用：確定最少理論板數(shù)及塔頂和塔釜組分的分配。

(六)實(shí)際回流比和理論板數(shù)（重點(diǎn)）

應(yīng)用：實(shí)際回流比、理論板數(shù)、適宜進(jìn)料位置的確定。

（七）萃取精餾的原理（重點(diǎn)）

識記：萃取精餾、共沸精鎦和特殊精餾的含義。

（八）萃取精餾的流程特點(diǎn)（次重點(diǎn)）

識記：萃取精餾的流程特點(diǎn)。

（九）萃取精餾溶劑作用原理和溶劑的選擇（重點(diǎn)）

理解：溶劑作用原理；溶劑選擇原則。

（十）萃取精餾過程分析（重點(diǎn)）

理解：分析萃取精餾過程特點(diǎn)。

（十一）共沸精餾的原理與萃取精餾原理的區(qū)別。（重點(diǎn)）

識記：共沸精餾的原理與萃取精餾原理的區(qū)別。

（十二）共沸物的特征與共沸組成的計算（重點(diǎn)）

識記：均相共沸物和非均相共沸物的特征。

理解：共沸組成的計算方法。

（十三）共沸劑的選擇（重點(diǎn)）

理解：共沸劑的選擇原則及加入量的分析。

(十四)分離共沸物的雙壓精餾過程（重點(diǎn)）應(yīng)用：分離共沸物的雙壓精餾過程分析。

（十五）二元非均相共沸精餾（重點(diǎn)）

應(yīng)用：二元非均相共沸精餾用圖解法計算理論板數(shù)。

（十六）吸收和蒸出過程的流程（次重點(diǎn)）

識記：吸收和蒸出過程的流程特點(diǎn)。

（十七）多組分吸收和蒸出過程分析（重點(diǎn)）識記：簡單分析吸收和蒸出過程設(shè)計變量和關(guān)鍵組分。

理解：簡單分析吸收塔內(nèi)單向傳質(zhì)和濃度分布；吸收和蒸出過程的熱效應(yīng)。

（十八）多組分吸收和蒸出的簡捷計算法（重點(diǎn)）

識記：吸收因子和蒸出因子、平均吸收因子和平均蒸出因子、吸收率和蒸出率的含義。

應(yīng)用：多組分吸收和多組分蒸出的簡捷計算法。

第四章多組分多級分離的嚴(yán)格計算

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章學(xué)習(xí)，了解從分離過程的共性出發(fā)建立平衡級的理論模型；從計算上說明三對角線矩陣方程的托瑪斯解法的特點(diǎn)和精餾過程的泡點(diǎn)計算法。通過實(shí)例對前一章所介紹的多組分精餾、共沸精鎦和萃取精餾所具有的共性予以深化。二、考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）平衡級的理論模型（重點(diǎn)）

識記：簡單了解平衡級的理論模型的建立。

理解：設(shè)計型和操作型塔設(shè)計變量的規(guī)定。

（二）逐板計算的計算起點(diǎn)（重點(diǎn)）

識記：逐板計算的計算起點(diǎn)的選擇。

（三）逐板計算的基本方程（重點(diǎn)）

理解：逐板計算的基本方程：物料衡算、熱量衡算、相平衡關(guān)系和操作線方程。

（四）逐板計算的步驟（重點(diǎn)）

理解；逐板計算的計算步驟。

（五）逐板計算適宜進(jìn)料位置的確定（重點(diǎn)）理解：逐板計算適宜進(jìn)料位置的確定方法。

（六）逐板計算終點(diǎn)的確定（重點(diǎn)）

理解：從上或從下逐板計算終點(diǎn)的確定方法。

（七）方程的解離方法（一般）

識記：方程組用三對角線矩陣方程來表示。

（八）三對角線矩陣方程的托瑪斯解法（一般）

識記：三對角線矩陣方程的托瑪斯解法。

（九）精餾過程的泡點(diǎn)法、吸收和蒸出過程的流率加和法（一般）

識記：一般了解精餾過程的泡點(diǎn)法計算框圖、吸收和蒸出塔的流率加和法計算框圖及區(qū)別。

第五章分離設(shè)備的處理能力和效率

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能簡單分析并基本了解強(qiáng)化分離操作的途徑。

二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)

（一）氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力的影響因素（一般）

識記：影響氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力的主要因素。

（二）氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素（重點(diǎn)）

理解：氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的幾種表示方法及其影響板效率的主要因素。

第六章分離過程節(jié)能

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過對各種分離過程特點(diǎn)的分析使學(xué)生能對正確理解分離過程能耗有所認(rèn)識，了解評價分離過程耗能的評價和表示方法，掌握精餾過程節(jié)能的幾種方法，對分離過程分離順序的選擇原則有所了解。

二、考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）分離過程的最小功和熱力學(xué)效率（一般）

（二）等溫分離的最小功（一般）

（三）非等溫分離的有效能（一般）

（四）凈功消耗和熱力學(xué)效率（一般）

（五）精餾的節(jié)能技術(shù)（重點(diǎn)）

（六）精餾過程的熱力學(xué)不可逆性分析（重

點(diǎn)）

（七）多效精餾（重點(diǎn)）

（八）低溫精餾的熱泵（重點(diǎn)）

（九）設(shè)置中間冷凝器和中間再沸器的精餾（一般）

（十）分離順序的選擇（一般）

（十一）簡單的分離順序的合成（一般）

（十二）復(fù)雜塔的分離順序（一般）

第七章其他分離技術(shù)和分離過程

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過對各種分離過程特點(diǎn)進(jìn)行比較使學(xué)生能正確選擇分離技術(shù)。

二、考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）膜分離技術(shù)（一般）

識記：一般的了解膜分離技術(shù)的類型、原理、方法。

（二）吸附分離（一般）

識記：吸附平衡，固定床吸附分離基本原理，透過曲線。

（二）反應(yīng)精餾過程分析（一般）

識記：反應(yīng)精餾的類型和流程；工藝條件的分析。

第三部分有關(guān)說明與實(shí)施要求

一、考核目標(biāo)的能力層次的表達(dá)

本課程的考核目標(biāo)共分為三個能力層次：識記、理解、應(yīng)用，它們之間是遞進(jìn)等級的關(guān)系，后者必須建立在前者基礎(chǔ)上。其具體含義為：識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表達(dá)，是低層次的要求。

理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題。一般分為“簡單應(yīng)用”和“綜合應(yīng)用”，其中“簡單應(yīng)用”指在理解的基礎(chǔ)上能用學(xué)過的一兩個知識點(diǎn)分析和解決簡單的問題；“綜合應(yīng)用”指在簡單應(yīng)用的基礎(chǔ)上能用學(xué)過的多個知識點(diǎn)綜合分析和解決比較復(fù)雜的問題，是最高層次的要求。

二、教材

1、指定教材：

A、劉家棋著《分離過程》化學(xué)工業(yè)出版社。2002年出版

B、陳洪鈁、劉家祺著《化工分離過程》，化學(xué)工業(yè)出版社。1995年出版。

（考核內(nèi)容與考核目標(biāo)按該書內(nèi)容順序編寫）

2、參考教材：《有機(jī)化工分離工程》，許其佑等編著，華東化工學(xué)院出版社。

三、自學(xué)方法指導(dǎo)

①學(xué)生自學(xué)時，應(yīng)先閱讀本大綱所列各章中的考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)以便突出重點(diǎn)，有的放矢地掌握課程內(nèi)容。

②在了解考試大綱內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)考核知識點(diǎn)和考核目標(biāo)逐段閱讀，逐句推敲，吃透每個知識點(diǎn)，對基本概念必須理解，對基本理論必須徹底弄清，并融會貫通，在頭腦中形成完整的內(nèi)容體系。

③在自學(xué)每一章節(jié)時，最好做閱讀筆記養(yǎng)成習(xí)慣，把概念、原理、方法等加以整理，以加深對問題的認(rèn)識、理解，在理解的基礎(chǔ)上加以記憶，避免沒有理解情況下的死記硬背；同時在對一些知識內(nèi)容進(jìn)行理解把握時，善于聯(lián)系實(shí)際思考問題，從而達(dá)到深層次的認(rèn)識水平。

④為提高自學(xué)效果，可以結(jié)合自學(xué)內(nèi)容，多動手作一些練習(xí)，這也是達(dá)到理解、應(yīng)會的好辦法。

分離工程模擬試題

一、填空

1.分離過程所加的分離媒介是和。

2.相平衡常數(shù)Ki的定義是。

3.在變量分析中，固定設(shè)計變量通常指。

4.精鎦中要指定個關(guān)鍵組分，而吸收指定個。

5.用Underwood法求Rm時，θ的取值范圍是。

6.在多組分吸收中，理論板一定時，吸收因子大的組分，吸收程度；分離要求一定時，若關(guān)鍵組分吸收因子大，理論板數(shù)。

7.當(dāng)某組分在中不存在時，該組分的相對吸收率與吸收率相等。

8.化學(xué)吸收中瞬時反應(yīng)將在完成，反應(yīng)速率傳遞速率。

9.逐板計算法中，計算起點(diǎn)的確定以為計算起點(diǎn)。10.塔板效率有多種表示方法，常用的三種方法有。11.精鎦和吸收操作在傳質(zhì)過程上的主要差別是。

12.影響氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的主要因素有、、和等。

13.分離成非純產(chǎn)品比分離成純產(chǎn)品消耗的最小功。

14.超濾是以為推動力，按選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作。二、分析與推導(dǎo)1.一單極分離如圖所示

（1）通過分析得出設(shè)計變量數(shù)，并回答如何指定；

（2）用物料衡算與平衡關(guān)系推導(dǎo)

1)1(

+-=i

i

ijj

jvfvfα（式中：jjiijjiiVyvVyvFZfFZf====）

2.溶液中組分在壓力P時形成均相共沸物，推導(dǎo)該共沸物中任意組分i的活度系數(shù)0

ii

pp=

γ。

3.原溶液C組分萃取精餾，加溶劑S,由相對揮發(fā)度定義推導(dǎo)溶劑對非溶劑的相對揮發(fā)度表達(dá)式：

∑∑==α=

βc

ii

isc

ii

xx1

1.

三、簡答

1.活度系數(shù)法計算氣液平衡常數(shù)的通式為：

]RT)pp(vexp[p

pxyKsiLi,mvisisiiiii-==ΦΦγ從以下幾種情況討論氣液平衡常數(shù)的簡化形式：

（1）氣相為理想氣體，液相為理想溶液；

（2）氣相為理想氣體，液相為非理想溶液；（3）氣相為理想溶液，液相為理想溶液；2.氣相為理想溶液，液相為非理想溶液。

3.逐板計算理論板數(shù)時關(guān)鍵問題之一是確定進(jìn)料位置，什么是適宜進(jìn)料位置？如何確定它？

4.吸收因子的定義式是什么？由定義式說明有利于組分的吸收條件。

5.默弗里（Murphree）板效率的定義是什么？

6.分離過程中熱力學(xué)效率的定義是什么？對于一個實(shí)際過程，為什么熱力學(xué)效率必定小于1？

7.在電滲析中，為什么會發(fā)生反離子遷移？

8.什么是吸附平衡，什么是優(yōu)惠吸附等溫線？

9.對于可逆反應(yīng)，當(dāng)某產(chǎn)物的揮發(fā)性大于反應(yīng)物時，為什么采用反應(yīng)精鎦可提高轉(zhuǎn)化率?四、計算

1.有一精餾塔，塔頂為部分冷凝器，汽相采出產(chǎn)品，液相回流，產(chǎn)品組成和相平衡常數(shù)如下表，汽相分率為0.3，塔頂壓力為101.3kPa，若選用的冷卻介質(zhì)能使溫度達(dá)到300C，通過計算說明能否滿足汽相分率為0.3的工藝要求。

組分

CH4C2H6C3H8XDi（mol）0.100.400.50

Ki（300C）17

412.已知乙烯精餾塔的進(jìn)料組成如下（摩爾分?jǐn)?shù)）：

編號

1

2

3

4

組分CH4C2H4C2H6C3H6XFi

0.010.45

0.50

0.04

若乙烯的回收率為99%，乙烷在餾出液中的濃度不超過1%，清晰分割法計算餾出液、釜液的量和組成；若全塔平均相對揮發(fā)度lhα＝2.15，不對非關(guān)鍵組分校核，計算最少理論板數(shù)。3.將A、B和C三組分混合液在一連續(xù)精餾塔中精餾，塔釜采出組成為XWA=0.01、XWB=0.05、XWC=0.94，塔釜條件下的相對揮發(fā)度為