南京工業(yè)大學(xué)化工分離工程0708期末試題B答案

1、 南京工業(yè)大學(xué)2007 2008 學(xué)年分離工程課程期末考試試卷（B卷）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)題號(hào)一二三四五六七八九十總 分得分本試卷共六道大題，滿分為100分，考試時(shí)間為120分鐘。一、 填空題（本大題20分，每空1分）1、分離工程操作中，分離劑可以是（能量分離劑）和（物質(zhì)分離劑）。2、拉烏爾定律表達(dá)式為（ PA =PA0 XA ），其適用條件是（ 稀溶液中的溶劑 ）。3、對(duì)于二元溶液的范拉爾方程，當(dāng) 時(shí)，=( )，=( 1 )。4、對(duì)于能生成二元最低恒沸物的物系來說，、關(guān)系在恒沸點(diǎn)左側(cè)為（ ），在恒沸點(diǎn)右側(cè)為（ ）。5、在一個(gè)塔中精餾某二元最低恒沸物時(shí)，塔頂?shù)玫降漠a(chǎn)物是（恒沸物 ），塔底得到的產(chǎn)物是

2、（ 純組分 ）。6、萃取精餾塔中，當(dāng)原料以（ 氣相或q=0 ）熱狀況加入時(shí)，精餾段與提餾段中的溶劑濃度大致相等，萃取劑將從塔（底或釜）出來。7、活度系數(shù)的溶液為（正偏差）溶液，活度系數(shù)的溶液為（負(fù)偏差）溶液。8、雙組分均相恒沸物在低壓下其活度系數(shù)應(yīng)等于()，最高溫度均相恒沸物判斷條件為（）。9、單組分氣體在固體上吸附時(shí)適用于五種類型吸附等溫線中的、種類型的吸附理論是(BET多分子層吸附理論)，只適用于其中的第種類型的吸附理論是（朗格謬爾單分子層吸附理論）。10、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常數(shù)小的組分主要在塔內(nèi)（底 ）板被吸收，吸收中平衡數(shù)大的組分主要在塔內(nèi) （ 頂 ）板被吸收。二、選擇題（

3、本大題20分，每小題2分） 1、汽液平衡關(guān)系 的適用條件是（ B ）。 （A）無限制條件 （B）低壓條件下的非理想液相 （C）理想氣體和理想溶液 （D）理想溶液和非理想氣體得分：注意：裝訂線左側(cè)請(qǐng)不要答題，請(qǐng)不要在試卷上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將按相應(yīng)管理規(guī)定處理。院系:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化工班級(jí):04-得分：姓名:學(xué)號(hào): 2、對(duì)于絕熱閃蒸過程，當(dāng)進(jìn)料的流量組成及熱狀態(tài)、閃蒸罐的壓力給定之后，則閃蒸罐的（ A ）。（A）其它參數(shù)都確定 （B）不確定 （C）溫度不固定、氣化率固定 （D）溫度固定、氣化率固定3、下列表述不正確的是（）。(A)二元理想溶液的壓力組成圖中，總壓和各組分的分壓與液相組

4、成都成直線關(guān)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總壓都介于兩純組分蒸汽壓之間(C)完全互溶的二元物系，由相律可知恒沸物在兩相平衡時(shí)其自由度為“0” (D)完全不互溶的二元物系，當(dāng)處于平衡狀態(tài)時(shí)總壓等于兩飽和蒸汽壓之和4、在填料塔中，低濃度難溶氣體逆流吸收時(shí)，若其它條件不變，但入口氣量增加，則出口氣體組成將（ ）。 (A) 增加 (B)減少 (C)不變 (D)不確定 5、在液相部分互溶的二元系恒溫相圖中，下列（）系統(tǒng)的兩液相共存區(qū)的溶液蒸汽壓大于兩純組分的蒸汽壓，且蒸汽組成介于兩液相組成之間。（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

5、均相共沸物也不是均相恒沸物6、易吸收組分主要在塔的什么位置被吸收（ C ）。 (A)塔頂板 （B）進(jìn)料板 （C）塔底板(D)不確定7、下列關(guān)于吸附過程的描述哪一個(gè)不正確（ C ）。(A)很早就被人們認(rèn)識(shí)，但沒有工業(yè)化 (B)可以分離氣體混合物(C)不能分離液體混合物 (D)是傳質(zhì)過程8、在均相恒沸物條件下，其飽和蒸汽壓和活度系數(shù)的關(guān)系應(yīng)用（ A ）。（A）（B）（C）（D）9、如果二元物系有最低壓力恒沸物存在，則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）負(fù)偏差溶液 （D）不一定10、用郭氏法分析可知部分氣化和絕熱閃蒸可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù)分別為（ B）。（A）1，

6、1 （B）1，0 （C）0，1 （D）0，02007 2008 學(xué)年第1、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（B卷）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)三、判斷題（本大題14分，每小題2分，對(duì)的打，錯(cuò)的打×）1、純組分的飽和蒸氣壓大小不僅與溫度有關(guān)，還與溶液的數(shù)量有關(guān)。（ × ）2、精餾過程所需的最少理論板數(shù)與進(jìn)料中易揮發(fā)組分含量無關(guān)（ ）3、恒沸精餾流程中恒沸劑用量過多，則塔底流出的是恒沸劑和重組分的混合物。（ ）4、如果二元物系有最大正偏差存在，則此物系所形成的溶液為最高溫度恒沸物。（ × ）5、在萃取精餾操作中，溶劑回收段液相流率小于氣相流率。（ ）6、吸收中吸收因子小的組分主要在塔

7、內(nèi)頂板被吸收。（ ）7、無論A-B組成何種物系，若A為輕組分，則分離時(shí)易揮發(fā)組分一定是A。 （ × ）四、分析題（本大題10分，每小題5分）1、對(duì)于二元恒沸精餾，在壓力變化明顯影響恒沸組成時(shí)，常采用變壓操作的雙塔精餾（雙壓分離精餾）。現(xiàn)有甲乙酮（1） 水（2）物系，在大氣壓下該物系形成正偏差恒沸物，恒沸組成為含甲乙酮65%，而在0.7MPa的壓力下，恒沸組成含甲乙酮50%，試分析：利用雙壓分離精餾分離含甲乙酮小于65%的甲乙酮水物系（畫出T-x-y及流程圖，具體標(biāo)出每個(gè)塔進(jìn)料、塔頂、塔底物流）。答：塔通常在常壓下操作，塔在較高（低）壓力下操作。如果原料中含甲乙酮小于65%時(shí)甲乙酮，則

8、在塔進(jìn)料，塔釜為純水，塔頂餾出液為含甲乙酮65%的恒沸物，進(jìn)高壓塔，高壓塔塔頂為含甲乙酮50%的餾出液循環(huán)到塔，塔釜得到純甲乙酮。水在塔中是難揮發(fā)組分，甲乙酮在塔中是難揮發(fā)組分。 2、根據(jù)此圖說明實(shí)線和虛線代表何種體系？并分析原因。答：從圖看出：實(shí)線體系加入萃取劑之后，在高濃度區(qū)變化比較大，說明此體系是正偏差體系；虛線體系加入萃取劑之后，在低濃度區(qū)變化比較大，說明此體系是負(fù)偏差體系。說明溶劑對(duì)大的作用較小，對(duì)小的作用較大。因?yàn)椋寒?dāng)無溶劑存在時(shí)，由（1）式知，溫度固定，值大，使值越大，則當(dāng)有溶劑存在時(shí)，值大，（）式值反而小，值越小，即溶劑對(duì)其作用也越小。（1） （2） 得分：注意：裝訂線左側(cè)請(qǐng)不

9、要答題，請(qǐng)不要在試卷上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將按相應(yīng)管理規(guī)定處理。院系:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化工班級(jí):04-得分：姓名:學(xué)號(hào): 五、簡(jiǎn)答題（本大題15分，每小題5分）1、在A-B雙壓精餾操作中，A塔的操作壓力為20atm，塔底產(chǎn)品經(jīng)節(jié)流閥后很快進(jìn)入B塔。B塔的操作壓力為10atm，試問：（1）液體經(jīng)節(jié)流后會(huì)發(fā)生哪些變化？（2）如果B塔的操作壓力為5atm時(shí)，與10atm操作情況有何不同？答：（1）經(jīng)節(jié)流后有氣相產(chǎn)生，由于氣化要吸收自身的熱量，系統(tǒng)溫度將降低。（2）B塔的操作壓力為5atm時(shí)比操作壓力為10atm時(shí)氣化率大，溫度下降幅度也大。2、試分析多組分精餾在最小回流情況下，恒濃區(qū)出現(xiàn)的位

10、置（按清晰分割處理，分只有輕非關(guān)鍵組分的物系、只有重非關(guān)鍵組分的物系兩種情況論述）。答：進(jìn)料中恒濃區(qū)出現(xiàn)的位置與進(jìn)料中有無非分配組分有關(guān)?？煞謨煞N情況討論。(1) 只有輕非關(guān)鍵組分的物系：按清晰分割處理，則輕組分為非分配組分，上恒濃區(qū)在進(jìn)料板上，而下恒濃區(qū)出現(xiàn)在提餾段的中間。(2)只有重非關(guān)鍵組分的物系：按清晰分割處理，則重組分為非分配組分，上恒濃區(qū)在精餾段的中間，而下恒濃區(qū)出現(xiàn)在進(jìn)料板上。3、恒沸精餾與萃取精餾的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：都加入第三組分，形成非理想溶液；都提高相對(duì)揮發(fā)度；都應(yīng)用物料衡算、熱量衡算和相平衡關(guān)系式。不同點(diǎn)：恒沸精餾加入恒沸劑形成恒沸物，沸點(diǎn)低，從塔頂出來；萃取精餾不形成

11、恒沸物，沸點(diǎn)高，從塔底離開。六、計(jì)算題（本大題21分，每小題7分）、試求氨仿（1） 乙醇（2）在共沸溫度為55時(shí)的共沸組成和總壓力。（下式中的單位是；的單位是mmHg）已知： 解：溫度為55，則由飽和蒸汽壓公式得 由恒沸物的特點(diǎn)有： 2007 2008 學(xué)年第1、2學(xué)期分離工程課程期末考試試卷（B卷）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由于故 由上式解得： 4分由活度系數(shù)公式得： 所以 3分2、用郭氏法計(jì)算簡(jiǎn)單吸收塔的設(shè)計(jì)變量（1）固定設(shè)計(jì)變量數(shù)；（2）可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù)；（3）兩者可取的變量；（4）寫出吸收塔工藝計(jì)算設(shè)計(jì)型和操作型命題。解：（1）按郭氏法有：固定設(shè)計(jì)變量：混合氣體進(jìn)料變量數(shù)為C2吸收劑進(jìn)料變量數(shù)為壓力

12、等級(jí)數(shù)為1 所以 （2）可調(diào)設(shè)計(jì)變量：串級(jí)單元1個(gè)，1×1=1加料板1個(gè)，1×0=0 所以 4分（3）：塔壓1個(gè)，混合氣體進(jìn)料溫度1個(gè)、進(jìn)料的壓力1個(gè)、流率1個(gè)、進(jìn)料中組分的濃度C1個(gè)；吸收劑進(jìn)料溫度、壓力、流率、濃度C-1個(gè)，共C+2個(gè)。：設(shè)計(jì)型：關(guān)鍵組分的分離要求（吸收率）；操作型：吸收塔的理論板數(shù)。得分：注意：裝訂線左側(cè)請(qǐng)不要答題，請(qǐng)不要在試卷上書寫與考試無關(guān)的內(nèi)容，否則將按相應(yīng)管理規(guī)定處理。院系:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化工班級(jí):04-得分：姓名:學(xué)號(hào): （4）吸收塔工藝計(jì)算命題設(shè)計(jì)型：已知入塔原料氣的組成、溫度、壓力、流率，吸收劑的組成、溫度、壓力、流率，吸收塔操作壓力

13、和對(duì)關(guān)鍵組分的分離要求，計(jì)算完成吸收塔操作所需要的理論板數(shù)，塔頂尾氣的量和組成，塔底吸收劑量和組成。 操作型：已知入塔原料氣的組成、溫度、壓力、流率，吸收劑的組成、溫度、壓力，吸收塔操作壓力，對(duì)關(guān)鍵組分的分離要求和理論板數(shù)，計(jì)算塔頂加入的吸收劑的量，塔頂尾氣量和組成，塔底吸收劑的量和組成。 3分3、在某吸收塔中用烴油吸收含95%乙烷，5%正丁烷（摩爾百分率）的氣體，采用的油氣比為1:1，平均操作溫度為26，操作壓力為3大氣壓。今要從氣體中回收90%的正丁烷，求所需要的理論板數(shù)，并討論下列情況理論板數(shù)的變化（1）降低操作溫度；（2）增加油氣比；（3）增加操作壓力。操作條件下各組分的平衡常數(shù)關(guān)系式如下：乙 烷 正丁烷 ( t 的單位為)解：關(guān)鍵組份的平衡常數(shù) =0.0285×26+0.08571=0.82671