2022年《化工分离工程》试卷及答案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆一、填空 每空 2 分, 共 20 分 1. 假如设计中给定数值的物理量的数目等于设计变量,设计才有结果；2. 精馏塔第 j 级进出物料如图1,建立 MESH 方程；2. 在最小回流比条件下,如只有重组分是非安排组分,轻组分为安排组分, 存在着两个恒浓区,显现在精镏段和进料板位置；3. 在萃取精镏中,当原溶液非抱负性不大时,加入溶剂后,溶剂与组分1 形成具有较强正偏差的非抱负溶液,与组分2 形成负偏差或抱负溶液,可提高组分1 对 2 的相对挥发度；4. 化学吸取中用增强因子表示化学反

2、应对传质速率的增强程度,增强因子 E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L） /无化学吸取的液相分传质系数（k0 L） ；5. 对一般的 N 级逆流装置进行变量分析,如组分数为 C 个,建立的 MESH 方程在全塔有NC+NC+2N+N=N2C+3 个；6. 热力学效率定义为； 实际的分别过程是不行逆的,所以热力学效率必定 于 1；7. 反渗透是利用反渗透膜挑选性的只透过 溶剂 的性质, 对溶液施加压力, 克服 溶剂的渗透压,是一种用来浓缩溶液的膜分别过程；二、推导 20 分 1. 由物料衡算,相平稳关系式推导图1 单级分别基本关系式； 第 1 页,共 6 页 - - - - - - -

3、 - - ic1z Ki110Ki1式中：K i相平稳常数；气相分率（气体量/进料量）；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆三、简答 每题 5 分 , 共 25 分 自由此条件下：p0 190.24kPa,P 2 065.98kPa求该系统的活度系数；1.什么叫相平稳？相平稳常数的定义是什么？3. 气体混合物含乙烷0.50、丙烷 0.4、丁烷 0.1（均为摩尔分数） ,用不挥发的烃类进行吸取,已由混合物或溶液形成如干相,这些相保持物理

4、平稳而共存状态；热力学上看物系的知吸取后丙烷的吸取率为81%,取丙烷在全塔的平均吸取因子A=1.26 ,求所需理论板数；如其焓最小 ；动力学上看相间表观传递速率为零；Ki=y i/xi ；它条件不变,提高平均液汽比到原先的2 倍,此时丙烷的吸取率可达到多少；2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中,一般关键组分与非关键组分在顶、釜的安排情形如何？由设计者指定浓度或提出回收率的组分；LK 绝大多数在塔顶显现,在釜中量严格掌握；HK绝大多数在塔釜显现,在顶中量严格掌握；LNK全部或接近全部在塔顶显现；HNK全部或接近全部在塔釜显现；3. 在吸取过程中,塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？吸取为

5、单相传质过程,吸取剂吸取了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加,气体的流量相应的削减,因此气液相流量在塔内都不能视为恒定；4. 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；5.反应精馏的主要优点有那些？（ 2）反应区反应物浓度高,生产才能大；（3）反应热可（ 1）产物一旦生成立刻移出反应区；由精馏过程利用； （ 4）节约设备投资费用； （5）对于难分别物系通过反应分别成较纯产品；四、运算 1 、 2 题 10 分, 3 题

6、15 分,共 35 分 1. 将含苯 0.6（ mol 分数）的苯（ 1）甲苯（ 2）混合物在 101.3kPa 下绝热闪蒸,如闪蒸温度为94,用运算结果说明该温度能否满意闪蒸要求？已知： 94时 P1 0=152.56 kPa P2 0=61.59kPa X 2=0.65mol 分率 , 在 第 2 页,共 6 页 2. 已知甲醇（ 1）和醋酸甲酯（ 2）在常压、 54下形成共沸物,共沸组成细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - -

7、- -学而不思就惘,思而不学就殆2006-2007 学年第 2 学期考试参考答案（A）卷ik0 L）；2一、填空 每空 2 分, 共 20 分 M G i jLj1x i j1Vj1y i j1F z i jLjUjxi j VjWjyi j01. 设计变量；E G i jy i jKi jx i j02. 精镏段和进料板；3. 正；负偏差或抱负；GSYCy i j1.004. 化学吸取的液相分传质系数（kL）/无化学吸取的液相分传质系数（ji15. NC+NC+2N+N=N2C+3 ； 1 GSXCx i j1.006. B 分别（W 净）； 小 ；ji1GHLj1hj1Vj1Hj1F H

8、jF jLjUjhj VjWjHjQj07. 溶剂；溶剂的渗透压；j三、 简答 每题 5 分, 共 25 分 二、 推导 20 分 1.由混合物或溶液形成如干相,这些相保持物理平稳而共存状态；热力学上看物系的自由焓最1. 设V F气化分率小；动力学上看相间表观传递速率为零；物料衡算式 ：Fz iLxiVy i（）FxiFyKi=yi /xi ；2. 由设计者指定浓度或提出回收率的组分；相平稳关系式 ：x iKiyi 2 LK 绝大多数在塔顶显现,在釜中量严格掌握；HK绝大多数在塔釜显现,在顶中量严格掌握；y iKix i 3 LNK全部或接近全部在塔顶显现；HNK全部或接近全部在塔釜显现；将（

9、 3）代入（ 1）z i1x iK x i i2.吸取为单相传质过程,吸取剂吸取了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加,气体的流量相应的削减,因此气液相流量在塔内都不能视为恒定；整理：x i1z ii1 4 3.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K力学效率高；将（ 2）代入（ 1）z i1Kiy iy i4.（ 1）产物一旦生成立刻移出反应区；（2）反应区反应物浓度高,生产才能大；（ 3）反应热可由精馏过程利用； （ 4）节约设备投资费用； （5）对于难分别物系通过反应分别成较纯

10、产品；整理：y i1K z i1 5 四、 运算 1 、2 题 10 分, 3 题 15 分,共 35 分Ki1. ic1y iic1xiicz iKi1111v Ki 第 3 页,共 6 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆k iz i11 . 14681;同时存在,为汽液平稳态, 满意闪蒸条件；z i.056371k i2. 3. pp 1 01x 1p0 22x 2p 1 01p0 22

11、12 .73一、填空 每空 2 分 , 共 20 分 1p p 1 0101 .31. 12061. 传质分别过程分为平稳分别过程和速率分别过程两大类；90.24101 .3.153532. 一个多组分系统达到相平稳的条件是全部相中的温度、压力相同,各相组分的逸度相p同；20 p 265 .98A1lg.1260 .813. 在变量分析中,固定设计变量通常指进料物流的变量和装置的压力；1NlgA4. 某二元系常压下汽液平稳数据在y x 图中摘录如下： x1=0.25 时,y1=0.35 ；x 1=0.8 时,y1=0.62,110 .81该系统肯定形成共沸物,这是由于lglg1 .26在 y-

12、x 图中,平稳线与对角线相交（也可其它表示法） ；2 A21.262 .52AN1A.0955. 三对角线矩阵法用于多组分多级分别过程严格运算时,以 方程解离法为基础,将 MESH 方程按类型分为三组,即、AN11、和；6. 精镏和吸取操作在传质过程上的主要差别是；AK111lg0 .042810.5446110. 067. 在 ABC三组分精馏中,有个分别方案；8. 超滤是以压力差为推动力,按粒径不同挑选分别溶液中所含的微粒和大分子的膜分别操作；.12二、分析 20 分 AlgN10. 15lgAlg0 .89280 .049241对再沸器（图1）进行变量分析,得出：N v、 、 、 、c

13、i x Na,回答对可调设计变量细心整理归纳 精选学习资料 第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆如何指定；已知塔顶 B 的回收率为95,塔釜 C 的浓度为0.9,按清楚分割法物料衡算；不对非关键组分校核,运算最少理论板数；2. 溶液中1,2 组分形成均相共沸物,分析共沸时活度系数与饱和蒸汽压之间的关系可用式：2. 用水萃取精馏醋酸甲酯（1）与甲醇（ 2）二组分溶液,如X S=0.8,馏出液量为100k

14、mol/h ,且馏出液中不含水,回流比取1.1,溶剂看成不挥发组分,运算水的加入量；3. 某气体混合物含甲烷95,正丁烷 5,现采纳不挥发的烃油进行吸取,油气比为11,进1p0 2表示；塔温度均为37,吸取塔压力为304kPa, 今要从气体中吸取80的丁烷,求所需理论板数；2p0 1已知该条件下：K丁烷1. 12三、简答 每题 5 分 , 共 20 分 1.常压下分别苯、甲苯、二甲苯混合物,用活度系数法运算该物系相平稳常数K 的简化形式是什么方程？并说明理由；（提示：K i x y i i i p s i i v p i s exp v L m i, RT p p s i ）2. 在萃取精馏中

15、,由相对挥发度表达式分析,为什么在加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度？3.精馏过程的热力学不行逆性主要由哪些缘由引起？吸附剂失去吸附才能需再生？4.在固定床吸附过程中, 什么是透过曲线？在什么情形下,四、运算 1 、 2 题 15 分, 3 题 10 分,共 40 分 1. 已知某精镏塔进料组成和操作条件下的平均相对挥发度如下：细心整理归纳 精选学习资料 组分A B C D 1.00 第 5 页,共 6 页 摩尔分率0.06 0.17 0.32 0.45 ic均2.58 1.99 1.00 0.84 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

16、- 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆2006-2007 学年其次学期考试参考答案（B）卷）i,1is1 ,. is,1expvL m,ipps i1一、填空 每空 2 分 , 共 20 分 RT1. 平稳分别过程和速率分别过程；Kiyips i2. 温度、压力相同,各相组分的逸度相同；3. 进料物流的变量和装置的压力；x ip4. 在 y-x 图中,平稳线与对角线相交（也可其它表示法） ；2 答 ： 在 萃 取 精 馏 中 , 原 溶 液12,1汽 相 为 理 想 气 体 , 液 相 为 非 理 想 溶 液 ,5.

17、 修正的 M 方程 、S 方程 、和修正的H 方程；6. 精馏为双向传质,吸取为单向传质；121p 1 sp 2 s,1对于特定物系,p 1 不行转变, 要使 sp 2 s12,1只有1 增加,7. 2 ；8. 粒径不同；22二、分析 20 分 加 S 后可使1s1；加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度；1Nv c：3C 2方程13 C7 数目4223 答：压差、温差、浓度差；N4 答：当流体通过固定床吸附器时,不同时间对应流出物浓度变化曲线为透过曲线；对应馏出物物料平稳式 热量平稳式C3 C最大答应浓度时间为穿透点时间t b,到达穿透点时吸附剂失去吸附才能需再生；1 C四、运算相平稳方程式

18、两相 T、 P相等 合计：2 C 3 3 3211进料量塔顶量塔釜量N N Ni3 C C C7 2 42 1 CC CA 6 6 0 xB 17 16.15 0.85 aC 32 27.4654 4.5346 指定：温度、热负荷、气化分率等之一均可；D 45 0 45 2. 共沸时：12k 11p 1 sp1抱负气体,非抱负溶液100 49.6154 50.3846 2ps 2N=1.66 k22. pxSSS1.1Ss0.81 2p 2 sp 1 sRD100S0 .8 S88S440kmol/h三、简答3. 1 答：常压下分别苯、甲苯、二甲苯混合物,为低压下分子结构相像物系,汽液相都为抱负系,有：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - -