8-河北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院2015學(xué)年第一學(xué)期《分離工程》A卷答案

1、河北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院2015學(xué)年第一學(xué)期 分離工程考試試卷A卷答案專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 題 號(hào)一二三四五六總 分得 分一、填空題（每小題1分，共10分）1、多組分精餾的計(jì)算方法有簡(jiǎn)捷計(jì)算和 法兩種。嚴(yán)格計(jì)算 P592、芬斯克公式計(jì)算最少平衡級(jí)數(shù)，既能用于全塔也能單獨(dú)用于 。某一塔段 P693、恒沸物組成與壓力有關(guān)，一般規(guī)律：壓力升高，二元 恒沸物的組成向摩爾汽化潛熱大的組分移動(dòng)。正偏差P804、嚴(yán)格計(jì)算發(fā)分為方程解離法、同時(shí)校正法和_ 三種。非穩(wěn)態(tài)方程計(jì)算法P1525、確定Rm可用_ _，設(shè)一R逐級(jí)法求出N同理求出一系列R-N關(guān)系，繪制R-N圖，由圖得N趨近無(wú)窮時(shí)的R即為Rm。試差法 P

2、946、一般用進(jìn)料的泡點(diǎn)和_ _溫度之差TCB作為選擇BP法和SB法的判據(jù)，如果TDB<55C，選BP法較好。露點(diǎn)P1677、塔板上液相和汽相間的傳質(zhì)情況可以用_ _來(lái)表征。點(diǎn)效率P1818、按液相混合情況將流動(dòng)分為板上液體完全混合、_ _和液體部分混合?；钊鱌1909、速率分離可分為膜分離和_分離。場(chǎng)P810、分離順序的合成方法分為試探合成、 和最優(yōu)化合成。調(diào)優(yōu)合成P205二、 判斷題（每小題1分，共10分）（ ） 1、比重關(guān)鍵組分揮發(fā)度更小或更重的組分稱(chēng)為重非關(guān)鍵組分HNK。P59（ ） 2、精餾塔的任務(wù)是使輕關(guān)鍵組分盡量多地進(jìn)入塔頂流出液，重關(guān)鍵組分盡量多地進(jìn)入釜液。P60（ &

3、#215; ） 3、全回流可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù)等于3，回流狀態(tài)不穩(wěn)定，可有兩關(guān)鍵組分分離要求確定此時(shí)完成分離所需平衡級(jí)數(shù)。P68 （ ） 4、精餾塔可以在提留段或精餾段設(shè)側(cè)線(xiàn)采出。P149（ × ） 5、適宜的恒沸劑加入量應(yīng)該是使塔釜液組成恰好落在三角相圖的頂點(diǎn)上。P97（ ） 6、設(shè)計(jì)性計(jì)算要求確定達(dá)到分離要求所需的理論級(jí)數(shù)，最佳進(jìn)料和側(cè)線(xiàn)采出位置。 P152（ ） 7、郭天民提出SR法用于精餾穩(wěn)定性差，僅適用于吸收、萃取。P167（ × ） 8、板式塔理論板存在霧沫夾帶、漏液和液相夾帶泡沫現(xiàn)象。P187（ ） 9、完全可逆指體系內(nèi)所有的變化過(guò)程是可逆的；體系只與溫度為T(mén)0（絕

4、對(duì)溫度）的環(huán)境進(jìn)行可逆的熱交換。P194（ × ） 10、分離因子與1相差越近，則可達(dá)到有效的分離。P6三、 名詞解釋?zhuān)啃☆}5，共10分）1、傳質(zhì)單元高度？P187填料塔是一種塔內(nèi)濃度為連續(xù)變化的微分接觸型設(shè)備。常用相當(dāng)于一個(gè)傳質(zhì)單元的高度，或一個(gè)理論板的填料高度來(lái)表示填料塔的傳質(zhì)效率，稱(chēng)為傳質(zhì)單元高度或理論板當(dāng)量高度。2、最小回流比？P72輕、重關(guān)鍵組分的分離度已經(jīng)確定，在指定的進(jìn)料狀態(tài)下，用無(wú)窮的級(jí)數(shù)來(lái)達(dá)到規(guī)定的分離要求時(shí)，所需的回流比稱(chēng)為最小回流比Rm。四、 選擇題（每小題1分，共10分。從每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的號(hào)碼寫(xiě)在題干后面的括號(hào)內(nèi)。）1

5、、單從能耗看，分離過(guò)程在化工工業(yè)中約占_，而設(shè)備投資費(fèi)用占總投資的50%90%。（ B ）。P203A. 40% B. 30% C. 60% D.90%2、當(dāng)精餾塔頂餾出量D遠(yuǎn)小于塔釜出料量W時(shí)，則精餾段液、汽相流量的比值L/V接近_。（ A ）P206A、 B、 1.5 C、 D、 3、不管是單項(xiàng)物流還是含有互成平衡的兩相物流都可用_個(gè)獨(dú)立變量來(lái)描述，其余情況可以類(lèi)推。（ D ）P19A、 c+1 B、f+2 C、f+1 D、c+24、通常在以小分子產(chǎn)品為主的傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)中，分離純化的成本一般要占其總成本的_。（ B ）。P11A. 30% B. 60% C. 95% D. 50%5、K表示

6、了i組分在平衡的_兩相中的分配情況，俗稱(chēng)分配系數(shù)。（ C ）P24A. 汽固 B. 液液 C. 汽液 D.液固6、活度系數(shù)方程中均含有一些特定的_他們必須由實(shí)測(cè)平衡數(shù)據(jù)推算得到。（ D ）。P30A. 常數(shù) B. 偏差 C. 端值常數(shù) D. 參數(shù)7、不論采用哪種方式，精餾操作所需的熱量與單塔精餾相比可減少_ _。（ C ） P200 A、 35%45% B、30%45% C、30%40% D、30%50%8、常用一些填料中的亂堆填料，其HETP一般為_(kāi) _m。（ C ）P192A. 9、恒沸物的特點(diǎn)之一：對(duì)于最低恒沸物，在恒沸點(diǎn)右側(cè)y<x, <_。（ C ）P81A. B. <

7、;1.2 C. D. 10、精餾單元操作在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常取R/Rm為 _。（ C ）P73A、 B、1.2 C、 1.10 D、 五、 簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）1、松弛法與N-R法的聯(lián)合算法有哪些必須解決的問(wèn)題？P179答案：松弛法與N-R法的聯(lián)合算法有3個(gè)問(wèn)題必須解決： 如果松弛法需花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)產(chǎn)生足夠好的初值以滿(mǎn)足N-R法，則會(huì)降低算法的吸引力，因此需要有切實(shí)可行的方法加快松弛法的收斂速度。 如何由松弛法向N-R法轉(zhuǎn)換是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，需要用戶(hù)不時(shí)地中斷程序進(jìn)行判斷的算法沒(méi)有可操作性，因此須設(shè)計(jì)可靠的決策系統(tǒng)使計(jì)算過(guò)程能及時(shí)自動(dòng)地由松弛法切換到N-R法。 應(yīng)用N-R法求解結(jié)構(gòu)較

8、復(fù)雜的MESH方程組時(shí)，目前常采用矩陣求逆方法，不但破壞廠Jacobian矩陣的稀疏性，而且還需占用大量?jī)?nèi)存和消耗大量機(jī)時(shí)，因此需要尋找更通用而有效的數(shù)學(xué)求解方法。2、簡(jiǎn)述節(jié)省分離過(guò)程的能耗可從幾方面著手？P188答：首先是選取適宜的分離方法，這是節(jié)能的關(guān)鍵步驟；其次是研究復(fù)雜混合物的適宜分離流程；再次確定各個(gè)具體分離操作的適宜條件和參 ，以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)和尺寸等3、簡(jiǎn)述化工分離技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)？P13頁(yè)答： 競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了分離過(guò)程的強(qiáng)化。 耦合分離技術(shù)引起重視。1） 反映過(guò)程與分離過(guò)程的耦合2） 分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合3） 過(guò)程的集成 信息技術(shù)推動(dòng)了分離技術(shù)的發(fā)展。 根據(jù)國(guó)情，加速分離科學(xué)和技術(shù)發(fā)

9、展。4、簡(jiǎn)捷法計(jì)算平衡級(jí)數(shù)的步驟？P76答案：簡(jiǎn)捷法（FUG法）求取平衡級(jí)數(shù)按下述步驟進(jìn)行： 根據(jù)工藝條件及工藝要求，找出一對(duì)關(guān)鍵組分。 由清晰分割估算塔頂、塔釜產(chǎn)物的量及組成。 根據(jù)塔頂、塔釜組成計(jì)算相應(yīng)的溫度，求出平均相對(duì)揮發(fā)度。 用Fenske公式計(jì)算Nm。 用Underwood法計(jì)算R，并選適宜的操作同流比R。 利用芬斯克方程計(jì)算非關(guān)鍵組分分配比，然后按非清晰分割作物料衡算。 確定適宜的進(jìn)料位置。 根據(jù)R，R，Nm，用吉利蘭( Gillilancl)圖求平衡級(jí)數(shù)N。5、簡(jiǎn)述間接式熱泵精餾的特點(diǎn)？P202答案：間接式熱泵精餾的優(yōu)點(diǎn)是：適用于熱敏產(chǎn)品、腐蝕性介質(zhì)及塔內(nèi)介質(zhì)不適合采用直接壓縮

10、的塔；節(jié)省操作費(fèi)用；采用定型的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。間接式熱泵精餾的缺點(diǎn)是：由于大多數(shù)制冷劑的操作溫度范圍限制在大約130以下，對(duì)于較高溫度下的操作，載熱介質(zhì)的選擇受到限制；與直接熱泵精餾相比較，多一個(gè)熱交換器（即蒸發(fā)器），壓縮機(jī)需要克服較高的溫度差和壓力差，因此，其效率較低。六、計(jì)算題（每小題10分，共30分）1、P138例4-2用NaOH溶液吸收CO2，已知反應(yīng)速率r=k2 CAL,CBL，NaOH濃度CB =0.5 kmolm3,k2 =8×l03(kmol.s)，DA×10-9 m2s，界面二氧化碳的分壓為lkPa，Hco2×l03 kPam3 /kmol，k

11、5;10 -4ms，若膜中cB可視為常量，試求化學(xué)吸收的增強(qiáng)因子和吸收速率。 解 (1)由反應(yīng)類(lèi)型知該反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，由k2 =8×l03 m3(kmol.s)知反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，但因液膜中B濃度為恒值，反應(yīng)可視為擬一級(jí)反應(yīng) K1 =k2CB=8×103=4×l03 s-lHa=M=k1DAL/k= 4×103××10-9×10-4 由于M1，tanh M1，(2)吸收速率由亨利定律戶(hù)pA =cA HA得，cAi =pco2/Hco2×10 3=1.4 ×10-4kmol/m3 對(duì)快速擬一級(jí)反應(yīng)，NA =

12、CAi(DAk1)×10 -4××10-9×4×103)×10-7 kMol/(m2.s)2、P65頁(yè)例3-12、某精餾塔進(jìn)料中含(1)行n-C0.33，(2)n- C0.33，(3)n-C= 0.34。要求餾出液中n- C的含量不大于O.Oll，釜液中n-C的含量不大于0.015（以上均為摩爾分?jǐn)?shù)）。若進(jìn)料流率為lOOkmol/h，試按清晰分割求餾出液和釜液的流率及組成。 解:根據(jù)分離要求，設(shè)n-C為輕關(guān)鍵組分，n- C為重關(guān)鍵組分。 x=X=0.015, x=x=0.Oll. 總物料衡算，由式(3-23)D=Fz-/ 1-x-x

13、=100×（0.33-0.011）/1-0.015-0.011=W=Fz-/ 1-x-x=100×（0.33+0.34-0.015）/1-0.015-0.011=67.75kmol/h 或 W=F-D=100-32.75= 組分物料衡算。由清晰分割知 d3 =0 d2=Dx2,D× d1 =D-d2 wl× w2=f2-d2 =100× w3=W - wl - w2餾出液和塔釜液中各組分流率及組成列于表3-2。表3-2 物料衡表編號(hào)組分fi/( kmol/h)zi（摩爾分?jǐn)?shù)）/%di/( kmol:/h)xi,D(（摩爾分?jǐn)?shù))/%wi/(kmol/h)xi,w(摩爾分?jǐn)?shù))/%1正已烷33332正庚烷33333正辛烷34340034總計(jì)1001001001003、已知某乙烷塔，塔操作壓力為2. 9MPa，塔頂采用分凝器，并經(jīng)分析得塔頂氣相產(chǎn)品組成（摩爾分?jǐn)?shù)）為： 組分甲烷(1)乙烷(2)丙烷(3)異丁烷(4)總和組成y%1. 488810. 160. 36100求塔頂溫度。答案：教材P4