分離工程復(fù)習(xí)資料

7/7分離工程復(fù)習(xí)資料化工分離工程考試大綱

第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)

第二部分考核內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章緒論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，能對(duì)傳質(zhì)分離過(guò)程有一個(gè)總體了解。

二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

（一）、化工分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性（一般）

識(shí)記：化工分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性分析。

（二）、分離過(guò)程的分類(lèi)和特征（次重點(diǎn)）

識(shí)記：分離過(guò)程的分類(lèi)和特征，傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征。

第二章單級(jí)平衡過(guò)程

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解相平衡熱力學(xué)中的基本概念，掌握平衡常數(shù)、泡點(diǎn)、露點(diǎn)和閃蒸過(guò)程的計(jì)算方法。

二、知識(shí)考核點(diǎn)與考核目標(biāo)

(一)相平衡條件（重點(diǎn)）

識(shí)記：相平衡條件；汽液、液液平衡表示方法。

（二）相平衡常數(shù)和分離因子（重點(diǎn)）

識(shí)記：相平衡常數(shù)和分離因子的含義；狀態(tài)方程法、活度系數(shù)法表示的汽液平衡常數(shù)。

應(yīng)用：用狀態(tài)方程法、活度系數(shù)法計(jì)算汽液平衡常數(shù)。

（三）活度系數(shù)法計(jì)算汽液平衡常數(shù)的通式及計(jì)算（重點(diǎn)）

理解：活度系數(shù)法計(jì)算汽液平衡常數(shù)的四種簡(jiǎn)化形式。

應(yīng)用：用活度系數(shù)法計(jì)算汽液平衡常數(shù)的前三種簡(jiǎn)化形式計(jì)算汽液平衡常數(shù)。

（四）泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算類(lèi)型（重點(diǎn)）

識(shí)記：泡點(diǎn)和露點(diǎn)的含義及四種計(jì)算類(lèi)型。

（五）泡點(diǎn)溫度和壓力的計(jì)算（重點(diǎn)）。

應(yīng)用：用汽液平衡常數(shù)前三種簡(jiǎn)化形式計(jì)算泡點(diǎn)溫度和泡點(diǎn)壓力。

（六）露點(diǎn)溫度和壓力的計(jì)算（重點(diǎn)）

應(yīng)用：用汽液平衡常數(shù)前三種簡(jiǎn)化形式計(jì)算露點(diǎn)溫度和露點(diǎn)壓力。

（七）閃蒸過(guò)程類(lèi)型（重點(diǎn)）

識(shí)記：閃蒸的含義；閃蒸過(guò)程的類(lèi)型及應(yīng)用。

（八）等溫閃蒸和部分冷凝過(guò)程（重點(diǎn)）

識(shí)記：核實(shí)閃蒸問(wèn)題是否成立的兩種方法。

應(yīng)用：汽液平衡常數(shù)與組成無(wú)關(guān)的閃蒸過(guò)程的計(jì)算。

第三章多組分多級(jí)分離過(guò)程分析與簡(jiǎn)捷計(jì)算

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種常用的分離過(guò)程的基本原理、流程及其簡(jiǎn)捷計(jì)算；了解塔內(nèi)流量、濃度和溫度分布特點(diǎn)。

二、考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）設(shè)計(jì)變量（重點(diǎn)）

識(shí)記：設(shè)計(jì)變量、可調(diào)設(shè)計(jì)變量、固定設(shè)計(jì)變量的含義。

（二）設(shè)計(jì)變量的確定（重點(diǎn)）

理解：設(shè)計(jì)變量、可調(diào)設(shè)計(jì)變量、固定設(shè)計(jì)變量的確定分法。

（三）多組分精餾過(guò)程分析（重點(diǎn)）

識(shí)記：關(guān)鍵組分、清晰分割和非清晰分割的定義。

應(yīng)用：塔內(nèi)流量、液相濃度和溫度分布特點(diǎn)。

（四）最小回流比（重點(diǎn)）

識(shí)記：分配組分、非分配組分的含義。

理解：分析最小回流比下恒濃區(qū)的部位。

應(yīng)用：用恩德伍德法計(jì)算最小回流比。

（五）最少理論板數(shù)和組分的分配（重點(diǎn)）

識(shí)記：全回流、最少理論板數(shù)的含義及芬斯克公式。

理解：求最少理論板數(shù)的幾種表示形式。

應(yīng)用：確定最少理論板數(shù)及塔頂和塔釜組分的分配。

(六)實(shí)際回流比和理論板數(shù)（重點(diǎn)）

應(yīng)用：實(shí)際回流比、理論板數(shù)、適宜進(jìn)料位置的確定。

（七）萃取精餾的原理（重點(diǎn)）

識(shí)記：萃取精餾、共沸精鎦和特殊精餾的含義。

（八）萃取精餾的流程特點(diǎn)（次重點(diǎn)）

識(shí)記：萃取精餾的流程特點(diǎn)。

（九）萃取精餾溶劑作用原理和溶劑的選擇（重點(diǎn)）

理解：溶劑作用原理；溶劑選擇原則。

（十）萃取精餾過(guò)程分析（重點(diǎn)）

理解：分析萃取精餾過(guò)程特點(diǎn)。

（十一）共沸精餾的原理與萃取精餾原理的區(qū)別。（重點(diǎn)）

識(shí)記：共沸精餾的原理與萃取精餾原理的區(qū)別。

（十二）共沸物的特征與共沸組成的計(jì)算（重點(diǎn)）

識(shí)記：均相共沸物和非均相共沸物的特征。

理解：共沸組成的計(jì)算方法。

（十三）共沸劑的選擇（重點(diǎn)）

理解：共沸劑的選擇原則及加入量的分析。

(十四)分離共沸物的雙壓精餾過(guò)程（重點(diǎn)）應(yīng)用：分離共沸物的雙壓精餾過(guò)程分析。

（十五）二元非均相共沸精餾（重點(diǎn)）

應(yīng)用：二元非均相共沸精餾用圖解法計(jì)算理論板數(shù)。

（十六）吸收和蒸出過(guò)程的流程（次重點(diǎn)）

識(shí)記：吸收和蒸出過(guò)程的流程特點(diǎn)。

（十七）多組分吸收和蒸出過(guò)程分析（重點(diǎn)）識(shí)記：簡(jiǎn)單分析吸收和蒸出過(guò)程設(shè)計(jì)變量和關(guān)鍵組分。

理解：簡(jiǎn)單分析吸收塔內(nèi)單向傳質(zhì)和濃度分布；吸收和蒸出過(guò)程的熱效應(yīng)。

（十八）多組分吸收和蒸出的簡(jiǎn)捷計(jì)算法（重點(diǎn)）

識(shí)記：吸收因子和蒸出因子、平均吸收因子和平均蒸出因子、吸收率和蒸出率的含義。

應(yīng)用：多組分吸收和多組分蒸出的簡(jiǎn)捷計(jì)算法。

第四章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，了解從分離過(guò)程的共性出發(fā)建立平衡級(jí)的理論模型；從計(jì)算上說(shuō)明三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法的特點(diǎn)和精餾過(guò)程的泡點(diǎn)計(jì)算法。通過(guò)實(shí)例對(duì)前一章所介紹的多組分精餾、共沸精鎦和萃取精餾所具有的共性予以深化。二、考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）平衡級(jí)的理論模型（重點(diǎn)）

識(shí)記：簡(jiǎn)單了解平衡級(jí)的理論模型的建立。

理解：設(shè)計(jì)型和操作型塔設(shè)計(jì)變量的規(guī)定。

（二）逐板計(jì)算的計(jì)算起點(diǎn)（重點(diǎn)）

識(shí)記：逐板計(jì)算的計(jì)算起點(diǎn)的選擇。

（三）逐板計(jì)算的基本方程（重點(diǎn)）

理解：逐板計(jì)算的基本方程：物料衡算、熱量衡算、相平衡關(guān)系和操作線方程。

（四）逐板計(jì)算的步驟（重點(diǎn)）

理解；逐板計(jì)算的計(jì)算步驟。

（五）逐板計(jì)算適宜進(jìn)料位置的確定（重點(diǎn)）理解：逐板計(jì)算適宜進(jìn)料位置的確定方法。

（六）逐板計(jì)算終點(diǎn)的確定（重點(diǎn)）

理解：從上或從下逐板計(jì)算終點(diǎn)的確定方法。

（七）方程的解離方法（一般）

識(shí)記：方程組用三對(duì)角線矩陣方程來(lái)表示。

（八）三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法（一般）

識(shí)記：三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法。

（九）精餾過(guò)程的泡點(diǎn)法、吸收和蒸出過(guò)程的流率加和法（一般）

識(shí)記：一般了解精餾過(guò)程的泡點(diǎn)法計(jì)算框圖、吸收和蒸出塔的流率加和法計(jì)算框圖及區(qū)別。

第五章分離設(shè)備的處理能力和效率

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能簡(jiǎn)單分析并基本了解強(qiáng)化分離操作的途徑。

二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

（一）氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力的影響因素（一般）

識(shí)記：影響氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力的主要因素。

（二）氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素（重點(diǎn)）

理解：氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的幾種表示方法及其影響板效率的主要因素。

第六章分離過(guò)程節(jié)能

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)對(duì)各種分離過(guò)程特點(diǎn)的分析使學(xué)生能對(duì)正確理解分離過(guò)程能耗有所認(rèn)識(shí)，了解評(píng)價(jià)分離過(guò)程耗能的評(píng)價(jià)和表示方法，掌握精餾過(guò)程節(jié)能的幾種方法，對(duì)分離過(guò)程分離順序的選擇原則有所了解。

二、考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）分離過(guò)程的最小功和熱力學(xué)效率（一般）

（二）等溫分離的最小功（一般）

（三）非等溫分離的有效能（一般）

（四）凈功消耗和熱力學(xué)效率（一般）

（五）精餾的節(jié)能技術(shù)（重點(diǎn)）

（六）精餾過(guò)程的熱力學(xué)不可逆性分析（重

點(diǎn)）

（七）多效精餾（重點(diǎn)）

（八）低溫精餾的熱泵（重點(diǎn)）

（九）設(shè)置中間冷凝器和中間再沸器的精餾（一般）

（十）分離順序的選擇（一般）

（十一）簡(jiǎn)單的分離順序的合成（一般）

（十二）復(fù)雜塔的分離順序（一般）

第七章其他分離技術(shù)和分離過(guò)程

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過(guò)對(duì)各種分離過(guò)程特點(diǎn)進(jìn)行比較使學(xué)生能正確選擇分離技術(shù)。

二、考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)

（一）膜分離技術(shù)（一般）

識(shí)記：一般的了解膜分離技術(shù)的類(lèi)型、原理、方法。

（二）吸附分離（一般）

識(shí)記：吸附平衡，固定床吸附分離基本原理，透過(guò)曲線。

（二）反應(yīng)精餾過(guò)程分析（一般）

識(shí)記：反應(yīng)精餾的類(lèi)型和流程；工藝條件的分析。

第三部分有關(guān)說(shuō)明與實(shí)施要求

一、考核目標(biāo)的能力層次的表達(dá)

本課程的考核目標(biāo)共分為三個(gè)能力層次：識(shí)記、理解、應(yīng)用，它們之間是遞進(jìn)等級(jí)的關(guān)系，后者必須建立在前者基礎(chǔ)上。其具體含義為：識(shí)記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表達(dá)，是低層次的要求。

理解：在識(shí)記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有關(guān)的理論問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題。一般分為“簡(jiǎn)單應(yīng)用”和“綜合應(yīng)用”，其中“簡(jiǎn)單應(yīng)用”指在理解的基礎(chǔ)上能用學(xué)過(guò)的一兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)分析和解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題；“綜合應(yīng)用”指在簡(jiǎn)單應(yīng)用的基礎(chǔ)上能用學(xué)過(guò)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合分析和解決比較復(fù)雜的問(wèn)題，是最高層次的要求。

二、教材

1、指定教材：

A、劉家棋著《分離過(guò)程》化學(xué)工業(yè)出版社。2002年出版

B、陳洪鈁、劉家祺著《化工分離過(guò)程》，化學(xué)工業(yè)出版社。1995年出版。

（考核內(nèi)容與考核目標(biāo)按該書(shū)內(nèi)容順序編寫(xiě)）

2、參考教材：《有機(jī)化工分離工程》，許其佑等編著，華東化工學(xué)院出版社。

三、自學(xué)方法指導(dǎo)

①學(xué)生自學(xué)時(shí)，應(yīng)先閱讀本大綱所列各章中的考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)以便突出重點(diǎn)，有的放矢地掌握課程內(nèi)容。

②在了解考試大綱內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)考核知識(shí)點(diǎn)和考核目標(biāo)逐段閱讀，逐句推敲，吃透每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)基本概念必須理解，對(duì)基本理論必須徹底弄清，并融會(huì)貫通，在頭腦中形成完整的內(nèi)容體系。

③在自學(xué)每一章節(jié)時(shí)，最好做閱讀筆記養(yǎng)成習(xí)慣，把概念、原理、方法等加以整理，以加深對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、理解，在理解的基礎(chǔ)上加以記憶，避免沒(méi)有理解情況下的死記硬背；同時(shí)在對(duì)一些知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行理解把握時(shí)，善于聯(lián)系實(shí)際思考問(wèn)題，從而達(dá)到深層次的認(rèn)識(shí)水平。

④為提高自學(xué)效果，可以結(jié)合自學(xué)內(nèi)容，多動(dòng)手作一些練習(xí)，這也是達(dá)到理解、應(yīng)會(huì)的好辦法。

分離工程模擬試題

一、填空

1.分離過(guò)程所加的分離媒介是和。

2.相平衡常數(shù)Ki的定義是。

3.在變量分析中，固定設(shè)計(jì)變量通常指。

4.精鎦中要指定個(gè)關(guān)鍵組分，而吸收指定個(gè)。

5.用Underwood法求Rm時(shí)，θ的取值范圍是。

6.在多組分吸收中，理論板一定時(shí)，吸收因子大的組分，吸收程度；分離要求一定時(shí)，若關(guān)鍵組分吸收因子大，理論板數(shù)。

7.當(dāng)某組分在中不存在時(shí)，該組分的相對(duì)吸收率與吸收率相等。

8.化學(xué)吸收中瞬時(shí)反應(yīng)將在完成，反應(yīng)速率傳遞速率。

9.逐板計(jì)算法中，計(jì)算起點(diǎn)的確定以為計(jì)算起點(diǎn)。10.塔板效率有多種表示方法，常用的三種方法有。11.精鎦和吸收操作在傳質(zhì)過(guò)程上的主要差別是。

12.影響氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的主要因素有、、和等。

13.分離成非純產(chǎn)品比分離成純產(chǎn)品消耗的最小功。

14.超濾是以為推動(dòng)力，按選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作。二、分析與推導(dǎo)1.一單極分離如圖所示

（1）通過(guò)分析得出設(shè)計(jì)變量數(shù)，并回答如何指定；

（2）用物料衡算與平衡關(guān)系推導(dǎo)

1)1(

+-=i

i

ijj

jvfvfα（式中：jjiijjiiVyvVyvFZfFZf====）

2.溶液中組分在壓力P時(shí)形成均相共沸物，推導(dǎo)該共沸物中任意組分i的活度系數(shù)0

ii

pp=

γ。

3.原溶液C組分萃取精餾，加溶劑S,由相對(duì)揮發(fā)度定義推導(dǎo)溶劑對(duì)非溶劑的相對(duì)揮發(fā)度表達(dá)式：

∑∑==α=

βc

ii

isc

ii

xx1

1.

三、簡(jiǎn)答

1.活度系數(shù)法計(jì)算氣液平衡常數(shù)的通式為：

]RT)pp(vexp[p

pxyKsiLi,mvisisiiiii-==ΦΦγ從以下幾種情況討論氣液平衡常數(shù)的簡(jiǎn)化形式：

（1）氣相為理想氣體，液相為理想溶液；

（2）氣相為理想氣體，液相為非理想溶液；（3）氣相為理想溶液，液相為理想溶液；2.氣相為理想溶液，液相為非理想溶液。

3.逐板計(jì)算理論板數(shù)時(shí)關(guān)鍵問(wèn)題之一是確定進(jìn)料位置，什么是適宜進(jìn)料位置？如何確定它？

4.吸收因子的定義式是什么？由定義式說(shuō)明有利于組分的吸收條件。

5.默弗里（Murphree）板效率的定義是什么？

6.分離過(guò)程中熱力學(xué)效率的定義是什么？對(duì)于一個(gè)實(shí)際過(guò)程，為什么熱力學(xué)效率必定小于1？

7.在電滲析中，為什么會(huì)發(fā)生反離子遷移？

8.什么是吸附平衡，什么是優(yōu)惠吸附等溫線？

9.對(duì)于可逆反應(yīng)，當(dāng)某產(chǎn)物的揮發(fā)性大于反應(yīng)物時(shí)，為什么采用反應(yīng)精鎦可提高轉(zhuǎn)化率?四、計(jì)算

1.有一精餾塔，塔頂為部分冷凝器，汽相采出產(chǎn)品，液相回流，產(chǎn)品組成和相平衡常數(shù)如下表，汽相分率為0.3，塔頂壓力為101.3kPa，若選用的冷卻介質(zhì)能使溫度達(dá)到300C，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能否滿(mǎn)足汽相分率為0.3的工藝要求。

組分

CH4C2H6C3H8XDi（mol）0.100.400.50

Ki（300C）17

412.已知乙烯精餾塔的進(jìn)料組成如下（摩爾分?jǐn)?shù)）：

編號(hào)

1

2

3

4

組分CH4C2H4C2H6C3H6XFi

0.010.45

0.50

0.04

若乙烯的回收率為99%，乙烷在餾出液中的濃度不超過(guò)1%，清晰分割法計(jì)算餾出液、釜液的量和組成；若全塔平均相對(duì)揮發(fā)度lhα＝2.15，不對(duì)非關(guān)鍵組分校核，計(jì)算最少理論板數(shù)。3.將A、B和C三組分混合液在一連續(xù)精餾塔中精餾，塔釜采出組成為XWA=0.01、XWB=0.05、XWC=0.94，塔釜條件下的相對(duì)揮發(fā)度為