化学分离工程练习题及答案

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1、化学分离工程练习题第一章 绪论（一）填空题第1页，共7页第1页，共7页1.如图所示的吸收解吸流程进行分析，求过程的、固定设计变量数、可调设计变量数和设计变量数。 2某厂裂解气组成（摩尔%）操作条件下各组分的相平衡常数如下表：所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯的回收率达到99%。 试求：（1）最小液气化；（2）操作条件下完成分离所需理论板数； (3)甲烷、和丙烷的吸收率。参考课本P139-3-24组分甲烷乙烯乙烷丙烷异丁烷总计摩尔分率403510105100.0K3.10.722.0.520.150.063. 第一脱甲烷塔的进料组成和在塔压与平均温度下各组分的如下:组分H2mol%0.128

2、0.25170.2310.3860.0033261.70.340.240.051 要求塔底乙烯的回收率为93.4%，塔顶甲烷回收率为98.9%，试确定:关键组分，非关键组分；按清晰分割预算塔顶釜液的流量和组成；试求该过程所需最少理论板数。重复4某乙烯-乙烷精馏塔，操作压力2.0MPa，塔顶馏出液的冷凝温度为-29 ，塔底釜液的沸腾温度为-5 、塔设备本身热损失为730kW，（可近似认为进出系统工艺物料塔的总焓值相等），塔顶冷凝器冷却剂的温度-40，热负荷为8050kW，塔釜再沸器加热剂的温度5。环境温度20 ，分离过程的最小功为200kW。组分氢甲烷乙烯乙烷丙烯异丁烷组成（摩尔%）13.237

3、.230.29.78.41.3100.0相平衡常数3.10.720520.150.058试求：（1）再沸器的热负荷；（2）分离过程的净功消耗；（3）过程热力学效率。参考课本P2301. 如图为热藕合精馏系统，进料为三组分混合物，采出三个产品。若忽略系统塔压降，试计算该系统的规定设计变量数、可调设计变量数和设计变量数。2. 某厂裂解气组成（摩尔%）操作条件下各组分的相平衡常数如下表：该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h，所用的吸收剂中不含所吸收组分，要求乙烯的回收率达到95%。重复试求:：（1） 最小液气化；（2） 操作液气化为最小液气比的1.4倍时所需理论板数；（3）氢和丙烯组分的吸收率。

4、3、在一精馏塔中分离苯(B)，甲苯(T)，二甲苯(X)和异丙苯(C)四元混合物。进料量200mol/h，进料组成zB=0.2，zT=0.3，zX=0.1，zC=0.4(mol)。塔顶采用全凝器，饱和液体回流。相对挥发度数据为：=2.25，=1.0，=0.21。规定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为99.5%。求最少理论级数和全回流下的组分分配。重复4. 分离苯（B）甲苯（T）和异丙苯（C）的精馏塔，塔顶采用全凝器。分析塔釜液组成为：xB=0.1(mol),xT=0.3,xC=0.6.蒸发比=1.0,假设为恒摩尔流。相对挥发度 ，求再沸器上一板的上升蒸气组成。重复绪论1

5、、分离剂可以是_或_，有时也可两种同时应用。2、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种_作用下经过某种介质时的_差异而实现分离。3、传质分离过程分为_和_两类。4、分离过程中按有无物质传递现象发生来划分，分离过程可分为_和_。（二）选择题1、下列哪一个是机械分离过程（ D ）a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离2、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3、下列分离过程中属于平衡分离过程的是（ B ）：a.重力沉降分离过程；b.吸收；c.膜分离；d. 离心分离。第二章 多组分分离基础（一）填空题1、闪蒸按体系与环境有无热量交换分为_和_两类。2、

6、在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于_。（二）选择题1、系统温度大于露点时，体系处于（ ）a. 饱和液相；b.过热汽相；c.饱和气相；d.气液两相。2、系统温度小于泡点时，体系处于（ ）a. 饱和液相；b.过冷液体；c.饱和汽相；d.汽液两相。3、同一温度压力条件下物质汽液相平衡常数K值越大，说明该物质沸点（ ）a.越低；b.越高；c.不一定高，也不一定低；d.上述说法均不对。第三章 多组分多级分离过程分析与简捷计算（一）填空题1、对组分数为C的单相物流和相间成平衡的多相物流的独立变量数均为_个。2、设计变量是指在计算前，必须由设计者_的变量。3、吸收因子的定义式是_；蒸出

7、因子的定义式是_。4、多组分解吸过程气液比一般取最小气液比的_倍。5、设计变量分为_和_。6、多组分精馏有_个关键组分，多组分吸收有_个关键组分。7、分配组分是指在_和_均出现的组分；非分配组分是指仅在_或_出现的组分。8、特殊精馏是既加入_，又加入_的精馏过程。9、清晰分割是指馏出液中除了_外，没有其他重组分，釜液中除了_外，没有其他轻组分。10、若加入的新组分和被分离系统的一个或几个组分形成最低恒沸物从_蒸出。这种特殊精馏叫恒沸精馏。加入的新组分叫_。11、在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔釜组分形成具有_偏差的非理想溶液。12、精馏过程的关键组分是指由设计者_的那两个组分。13、吸收过程

8、中通常气体为_，液体为_。（二）选择题1、计多组分精馏装置的可调设计变量数与进料中组分数的关系为：（ ）a.随进料中组分数的增加而增加；b. 随进料中组分数的增加而减少；c.与进料中组分数无关；d.以上三种关系都不成立。2、当精馏塔的产品不合格时，可以考虑：（ ）a.提高进料量；b.降低回流比；c.提高塔压；d.提高回流比。3、精馏操作压力的选择的原则是：（ ）a.尽可能在常压操作；b. 当操作温度低时，宁可用致冷剂，也不采用加压操作.；c.因压力降低，组分间相对挥发度增加，故应尽量采用减压精馏；d. 压力确定时无需考虑工艺过程中前后设备的压力。4、在下列单元操作中属于双向传质过程的是: （

9、）a. 吸收过程；b. 蒸出过程；c. 精馏过程；d. 以上三种操作过程。5、多组分精馏过程，下列有关最少理论板数Nm值的说法正确的是：a.Nm与进料组成和进料状态均无关；b.Nm与进料组成和进料状态均有关；c.Nm与进料组成无关而进料状态有关；d.Nm与进料组成有关而与进料状态无关。6、吸收塔的气、液相最大负荷处应在：（ ）a. 塔的中部；b. 塔的底部；c.塔的顶部；d.不确定。7、下列哪一个不是吸收的有利条件的为：（ ）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。8、在多组分吸收中，吸收发生于全塔所有塔级的组分是：（ ）a.易溶组分；b. 难溶组分；c. 关键组

10、分；d. 所有组分。9、每一股单相进料均有（ ）个独立变量。（ ）a. c ；b. c +1；c. c +2；d. c +3。10、当精馏塔的回流比小于最小的回流比时应有：（ ）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。11、吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之一的是：（ ）a.最小理论板数；b.最小回流比；c. 压力；d.理论板。12、常规精馏过程，可调设计变量数为：（ ）a. 5个；b.4个；c. 1个；d. 2个。13、当精馏塔的在全回流操作时，下列描述不正确的是（ ）a.所需理论板数最小；b.不进料；c.不出产品；d.热力学

11、效率高。14、当精馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（ ）a.所需理论板数最小；b.不进料；c.不出产品；d.热力学效率高。a.5个；b.1个；c.2个；d.不能确定。15、对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物，则有（ ）a.一定是做为塔底产品得到；b.一定是为塔顶产品得到；d.可能是塔项产品，也可能是塔底产品；d.视具体情况而变。16、关于吸收的描述下列哪一个不正确（ ）a.根据溶解度的差异分离混合物；b.适合处理大量气体的分离c.效率比精馏低；d.能得到高纯度的气体。17、吸收塔的气、液相最大负荷处应在（ ）a. 塔的底部；b. 塔的中部；c. 塔的顶部；d. 不确定。9

12、、下列关于多组分多级精馏的简捷法的描述不正确的是：a.计算简便；b.计算结果准确；c.所需物性数据少；d.可为精确计算提供初值。（三）简答题1、叙述用简捷法求取普通精馏过程理论板数的步骤根据工艺条件及工艺要求，找出一对关键组分。由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量及组成。根据塔顶塔釜组成计算相应的温度、求出平均相对挥发度。用Fenske公式计算Nm。用Underwood法计算Rm，并选适宜的操作回流比R。确定适宜的进料位置。2、什么是恒沸精馏，什么是萃取精馏？P763、多组分吸收的简捷计算法中应注意什么问题，怎样进行计算？第四章 多组分多级分离的严格计算 一、填空题1、理论板：离开板的气液两相处于

13、_的板叫做理论板。2、仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备的塔型称为_。3、MESH方程中的M方程是物料衡算方程，E方程是相平衡关系S方程是_，H方程是_。4、逐级计算法从下到上采用（泡点温度）计算多组分精馏的各平衡级温度。5、逐级计算起点选择应从组成（精确 ）的一端算起。6、逐级计算法求平衡级数中交替使用（相平衡）关系和（物料平衡）关系。7、逐级计算法从上到下采用（露点温度）计算多组分精馏的各级温度。8、多组分多级分离严格计算的方程解离法可分为逐级计算法和逐次替代法两类。二、选择题1、当进料中非关键组分仅有轻组分时，则以（ ）为起点逐板计算：a.塔顶往下； b.塔釜往上； c.两端同时算起。2、从塔釜往上逐板计算时若首次出现由精馏段操作线方程计算的比由提馏段操作线方程计算的更大，则加料板为自塔釜起第（ ）a