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1、20072008学年第、2学期分离工程课程期末考试试卷）（答案及评分标准注意：装订 线左侧请不 要答题，请 不要在试卷 上书写与考 试无关的内 容，否则将 按相应管理 规定处理。装订线O题号一一二三四五七八九十总分得分本试卷共六道大题，满分为100分，考试时间为120分钟。一、填空题（本大题20分，每空1分）1、分离工程操作中，分离剂可以是（能量分离剂）和（物质分离剂）。2、拉乌尔定律表达式为（PA =PA0 XA），其适用条件是（稀溶液中的溶剂 ）3、对于二元溶液的范拉尔方程，当X T 0时，In 丫 =（ A12），丫 2=（ 1）。4、对于能生成二元最低恒沸物的物系来说，x、y关系在恒沸
2、点左侧为（y x ），在恒沸点右侧为（y 1的溶液为（正偏差）溶液，活度系数Y 1的溶液为（负偏差）溶液。8、双组分均相恒沸物在低压下其活度系数y应等于（p i/ p0），最高温度均相恒沸物i班级:04-P 01判断条件为（丫8 -1 P 0 y g1 2）。姓名:9、单组分气体在固体上吸附时适用于五种类型吸附等温线中的I、II、III种类型的吸附理论是（BET多分子层吸附理论），只适用于其中的第I种类型的吸附理论是（朗格谬尔单分子学号:IIO装订层吸附理论）。10、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的组分主要在塔内（底）板被吸收，吸收中平衡数大的组分主要在塔内（顶）板被吸收。二、选择题（本
3、大题20分，每小题2分）。1、汽液平衡关系py =y x p0的适用条件是（Bi i i i（A）无限制条件（B）低压条件下的非理想液相学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。一一阿卜日法拉兹（C）理想气体和理想溶液（D）理想溶液和非理想气体2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态、闪蒸罐的压力给定之后，则闪蒸罐的（A ）。（A）其它参数都确定（B）不确定（C）温度不固定、气化率固定（D）温度固定、气化率固定3、下列表述不正确的是（C ）（A）二元理想溶液的压力组成图中，总压和各组分的分压与液相组成都成直线关系（B）完全互溶的二元物系，不形成恒沸物的非理想溶液的蒸汽总压都介于两纯组
4、分蒸汽压之间（C）完全互溶的二元物系，由相律可知恒沸物在两相平衡时其自由度为“0”（D）完全不互溶的二元物系，当处于平衡状态时总压等于两饱和蒸汽压之和4、在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口气体组成将（A ）（A）增加（B）减少（C）不变（D）不确定5、 在液相部分互溶的二元系恒温相图中，下列（B ）系统的两液相共存区的溶液蒸汽压大于两纯组分的蒸汽压，且蒸汽组成介于两液相组成之间。（A）均相恒沸物（B）非均相共沸物（C）非均相共沸物和均相恒沸物（D）既不是非均相共沸物也不是均相恒沸物6、易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（C ）。（A）塔顶板（B）进料板
5、（C）塔底板 （D）不确定7、下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（C ）。（A）很早就被人们认识，但没有工业化（B）可以分离气体混合物（C）不能分离液体混合物（D）是传质过程8、在均相恒沸物条件下，其饱和蒸汽压和活度系数的关系应用（A ）。p oV(A)厶二 2P0V2 19、如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（C ）。（A）正偏差溶液（B）理想溶液（C）负偏差溶液（D）不一定学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。一一阿卜日法拉兹10、用郭氏法分析可知部分气化和绝热闪蒸可调设计变量数分别为（B ）。(A) 1，1(B) 1，020072008学年第、2学期
6、分离工程课程期末考试试卷）（答案及评分标准注意：装订 线左侧请不 要答题，请 不要在试卷 上书写与考 试无关的内 容，否则将 按相应管理 规定处理。院系:化学 化工学院专业:化工班级:04-姓名:学号:装订线OIIiOIIIO装订线三、判断题（本大题14分，每小题2分，对的打丁，错的打X）1、 纯组分的饱和蒸气压大小不仅与温度有关，还与溶液的数量有关。（X ）2、 精馏过程所需的最少理论板数与进料中易挥发组分含量无关（V ）3、恒沸精馏流程中恒沸剂用量过多，则塔底流出的是恒沸剂和重组分的混合物。（V ）4、如果二元物系有最大正偏差存在，则此物系所形成的溶液为最高温度恒沸物。（X ）5、 在萃取
7、精馏操作中，溶剂回收段液相流率小于气相流率。（V ）6、 吸收中吸收因子小的组分主要在塔内顶板被吸收。（V ）7、 无论A-B组成何种物系，若A为轻组分,则分离时易挥发组分一定是Ao （X ）四、分析题（本大题10分，每小题5分）1、对于二元恒沸精馏，在压力变化明显影响恒沸组成时，常采用变压操作的双塔精馏（双 压分离精馏）现有甲乙酮（1）水（2）物系，在大气压下该物系形成正偏差恒沸物，恒沸 组成为含甲乙酮65%，而在0.7MPa的压力下，恒沸组成含甲乙酮50%,试分析：利用双压分离 精馏分离含甲乙酮小于65%的甲乙酮一水物系（画出T-x-y及流程图，具体标出每个塔进料、塔 顶、塔底物流）答：塔
8、I通常在常压下操作，塔II在较高（低）压力下操作。如果原料中含甲乙酮小于65% 时甲乙酮，则在塔I进料，塔釜为纯水，塔顶馏出液为含甲乙酮65%的恒沸物，进高压塔，高 压塔塔顶为含甲乙酮50%的馏出液循环到塔I,塔釜得到纯甲乙酮。水在塔I中是难挥发组分, 甲乙酮在塔II中是难挥发组分。2、根据此图说明实线和虚线代表何种体系？并分析原因。答：从图看出：实线体系加入萃取剂之后，在高浓度区变化比较大，说明此体系是正偏 P差体系；虚线体系加入萃取剂之后，在低浓度区Q变化比较大，说明此体系是负偏差体系。说 P明溶剂对a大的作用较小，对a小的作用较大。因为：当无溶剂存在时，由Q）式知，温度固 定，A，G-2
9、X）值大，使a值越大，则当有溶剂存在时，A G-2X）值大，（2）式值反而小, 12 1 12 1ap值越小，即溶剂对其作用也越小。alg a = lgp 01-I p0丿 2 y+ A12-2 xp1)lg-A- A (1 - 2x)1P 2 P 121121五、简答题（本大题15分，每小题5分）1、在A-B双压精馏操作中，A塔的操作压力为20atm，塔底产品经节流阀后很快进入B塔。B塔的操作压力为10atm，试问：（1）液体经节流后会发生哪些变化？（2）如果B塔的操作压力为5atm时，与10atm操作情况有何不同？答：（1）经节流后有气相产生，由于气化要吸收自身的热量，系统温度将降低。（2
10、）B塔的操作压力为5atm时比操作压力为10atm时气化率大，温度下降幅度也大。2、试分析多组分精馏在最小回流情况下，恒浓区出现的位置（按清晰分割处理，分只有轻非关键组分的物系、只有重非关键组分的物系两种情况论述）。答：进料中恒浓区出现的位置与进料中有无非分配组分有关。可分两种情况讨论。（1）只有轻非关键组分的物系：按清晰分割处理，则轻组分为非分配组分，上恒浓区在进料板上，而下恒浓区出现在提馏段的中间。（2）只有重非关键组分的物系：按清晰分割处理，则重组分为非分配组分，上恒浓区在精馏段的中间，而下恒浓区出现在进料板上。3、恒沸精馏与萃取精馏的异同点。答：相同点：都加入第三组分，形成非理想溶液；
11、都提高相对挥发度;都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。不同点：恒沸精馏加入恒沸剂形成恒沸物，沸点低，从塔顶出来;萃取精馏不形成恒沸物，沸点高，从塔底离开。六、计算题（本大题21分，每小题7分）1、试求氨仿（1）乙醇（2）在共沸温度为55C时的共沸组成和总压力。（下式中t的单位是。C； P的单位是mmHg）ln y = x2(0.59 +1.66x )1 2 1lg P0 = 6.90328 - 1163.01学问是异22珍贵广的东西已知：In y = x 2（1.42 一 1.66x ） 2 1 21152.05 lg P o = 6.46827 -解：温度为55C，贝y由饱和蒸汽压公式得
12、p0 = 82.372p0 = 37.3111 220072008学年第、2学期分离工程课程期末考试试卷）（答案及评分标准注意：装订 线左侧请不 要答题，请 不要在试卷 上书写与考 试无关的内 容，否则将 按相应管理 规定处理。院系:化学 化工学院专业:化工班级:04-姓名:学号:装订线OIIiOIIIO装订线故In37.31182.372一 1.42x 2 +1.66x x1 1 2=0.58x2 -1.42x2 +1.66x x2 1 1 2由上式解得：x = 0.84751x = 0.15252由活度系数公式得：:1=1-0475Y = 2.31202所以 p = Y x p0 +y x
13、 p0 = 86.279 = 86659KPa3 分1 1 1 2 2 22、用郭氏法计算简单吸收塔的设计变量（1）固定设计变量数；（2）可调设计变量数；（3）两者可取的变量；（4）写出吸收塔工艺计算设计型和操作型命题。解：（1）按郭氏法有：固定设计变量Ne :混合气体进料变量数为C+2x吸收剂进料变量数为C+2压力等级数为1所以 N e = C + C + 5x（2）可调设计变量Ne :串级单元1个，1x1=1a加料板1个，1x0=0所以N E = 1a（3） Ne :塔压1个，混合气体进料温度1个、进料的压力1个、流率1个、进料中组分x的浓度C-1个；吸收剂进料温度、压力、流率、浓度C -1个，共C +2个。Ne :设计型：关键组分的分离要求（吸收率）；a天操作型：吸收塔的理论板数。（4）吸收塔工艺计算命题设计型：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流率，吸收剂的组成、温度、压力、流率，吸收塔操作压力和对关键组分的分离要求，计算完成吸收塔操作所需要的理论板数，塔顶尾气的量和组成，塔底吸收剂量和组成。操作型：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流率，吸收剂的组成、温度、压力，吸收塔操作压力，对关键组分的分离要求和理论板数，计算塔顶加入的吸收剂的量，塔
