传质分离过程习题课第二章.docx

传质分离过程习题课 第二章一、判断题 1. 分离因子相对于汽液平衡常数而言，随温度和压力的变化不敏感。 pis2. 常压下甲醇-水物系的相平衡常数更适合于用公式Ki=计算。 p3. 窄沸程闪蒸的热量衡算更主要地取决于温度，而不是汽化分率。因此对于窄沸程闪蒸，应该通过热量衡算计算温度，解闪蒸方程确定汽化分率。 二、单项选择题 1. 相平衡准则不包括。 A）T¢=T¢¢=T¢¢¢=××× B）C¢=C¢¢=C¢¢¢=××× C）P¢=P¢¢=P¢¢¢=×××D）¢=f¢¢=f¢¢¢=Lf 2. 对含有H2、H2S的物系，预测K值的精度高。 A）RK方程 B）SRK方程 C）PR方程 D）BWRS方程 3. 规定气相组成y和压力P，计算液相组成x和温度T的过程称为的计算。 A）泡点压力 B）泡点温度 C）露点温度 D）露点压力 4. 下列哪一个过程是平衡分离过程？。 A）蒸发 B）离心分离 C）吸收 D）膜分离 5. 规定液相组成x和温度T，计算汽相组成y和压力P的过程称为的计算。 A）泡点压力 B）泡点温度 C）露点温度 D）露点压力 6. 进行等温闪蒸时，满足时系统处于两相区。 A）åC）åKiZi>1且åZi/Ki>1KiZi<1且åZi/Ki>1 B）åKiZi>1且åZi/Ki<1KiZi<1且åZi/Ki<1 D）å7、计算溶液泡点时，若 i=1åKiXi-1>0C，则说明 a.温度偏低 b.正好泡点 c.温度偏高 8、在一定温度和压力下，由物料组成计算出的i=1进料状态为 a.过冷液体 b.过热气体 c.汽液混合物 åKiXi-1>0C，且i=1åZi/Ki<1c，该y/Ki-1<09、计算溶液露点时，若 åi，则说明 a.温度偏低 b.正好泡点 c.温度偏高 10、进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区 a.åKiZi>1且åZi/Ki>1 b.åKiZi>1且åZi/Ki<1 c.åKiZi<1且åZi/Ki>1 d .åKiZi<1且åZi/Ki<1 11、下列哪一个是机械分离过程 a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离 12、下列哪一个是速率分离过程 a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离 13、下列哪一个是平衡分离过程 a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离 14、汽液相平衡K值越大，说明该组分越 a.易挥发 b.难挥发 c.沸点高 d.蒸汽压小 15、气液两相处于平衡时 a.两相间组份的浓度相等 b.只是两相温度相等 c.两相间各组份的化学位相等 d.相间不发生传质 16、当把一个常温溶液加热时，开始产生气泡的点叫作 a.露点 b.临界点 c.泡点 d.熔点 17、当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作 a.露点 b.临界点 c.泡点 d.熔点 18、当物系处于泡、露点之间时，体系处于 a.饱和液相 b.过热蒸汽 c.饱和蒸汽 d.气液两相 19、系统温度大于露点时，体系处于 a.饱和液相 b.过热气相 c.饱和气相 d.气液两相 20、系统温度小于泡时，体系处于 a. 饱和液相 b.冷液体 c.饱和气相 d.气液两相 21、闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度(） a.很高 b.较低 c.只是冷凝过程，无分离作用 d.只是气化过程，无分离作用 三、填空题 1. 按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的传质分离过程可以分为 _和_两大类。 2. 计算气液相平衡常数的方法有_、_，对于轻烃类组分还可以直接查P-T-K列线图求取。 éviL(P-Pis)ùgiPisjis3. 计算气液相平衡常数的通式：Ki=Vexpê，当气相是理想气úiPjRTëû体，液相是理想溶液时，气液平衡关系可简化为yi=_。 4. 分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系，分离媒介有_和_两种类型。 5. 常用的活度系数方程中，_方程特别适用于分子大小相差悬殊的混合物。 6.在等温闪蒸计算之前，需要对闪蒸过程进行核实。假设已知进料混合物中任意组分i的相平衡常数与其在混合物中的摩尔分率分别为Ki和zi。如果å<1，表明进料在闪蒸条件下为过冷液体。 7. 气液平衡常数的定义式为Ki=_。 8. 分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系，分离媒介有_和_两种类型。 9、泡点温度计算时若Kixi>1，温度应调 10、泡点压力计算时若Kixi>1，压力应调 11、活度是浓度。 12、逸度是压力 13、汽液相平衡是处理过程的基础。相平衡的条件是。 14、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由决定，故可由计算各板的温度。 15、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由决定，故可由计算各板的温度。 16、离程分为( )和( )两大类。 17、传质分离过程分为和两大类。 18、分离剂可以是和。 19、气液平相衡常数定义为。 20、气液两相处于平衡时相等。 21、若组成为Zi的物系，Kixi>1，且Zi/Ki>1时， 其相态为 22、若组成为Zi的物系，Kixi<1时其相态为 23、若组成为Zi的物系，Zi/Ki<1时，其相态为 24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有产生。 25、lewis提出了等价于化学位的物理量 四、推导及简答题 1.由物料衡算式及相平衡关系式推导图中所示闪蒸过程的Rachford-Rice闪蒸方程： zi(Ki-1)=0 å)+1i=1(Ki-1yc2.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？ 3 简述设计型设计计算与操作型设计计算的区别。 六、计算题 (每小题10分，共30分) 1. 一液体混合物的组分为：苯0.50；甲苯0.25；对-二甲苯0.25。计算该物系在100kPa时的泡点温度和汽相组成。假设为完全理想物系。 s苯：lnP.51(T-52.36)； 1=20.7936-2788甲苯：lnP2s=20.9065-3096.52(T-53.67)； 对二甲苯：lnP3s=20.9891-3346.65(T-57.84)；(Ps:Pa;T:K) s因为汽相、液相均为完全理想物系， Ki=P，yi=Kixi i/påy-1=Kx+Kxi1122+K3x3-1=0.0120>0.01 故所设温度偏高，重设T为94.6， ssP.88Pa P=62844.88PaP1s=155278.4Pa 3；2；=26671åy-1=Kxi11+K2x2+K3x3-1=0.00069<0.01 符合要求。 故该物系在100kPa时的泡点温度为94.6。 y1=K1x1=0.7764，y2=K2x2=0.1571，y3=K3x3=0.0667 1. 某三元理想液体混合物的组成为：A 0.60；B 0.20；C 0.20。计算该物系在0.1013MPa时的泡点温度和气相组成。 A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下： sA：lnPA=23.4803-3626.55(T-34.29)； B：lnPBs=23.8047-3803.98(T-41.68)； ss，T:K) C：lnPC=22.4367-3166.38(T-80.15)； (P:PassPA=125313.31Pa；PBs=72156.70Pa；PC=32768.81Pa s因为汽相、液相均为完全理想物系， Ki=P，yi=Kixi i/påy-1=KiAAx+KBxB+KCxC-1=-0.0506>0.01 故所设温度偏低，重设T为71.16， sPAs=130941.55Pa；PBs=75732.40Pa；PC=34547.86Pa åy-1=Kxi11+K2x2+K3x3-1=0.0067<0.01 符合要求。 故该物系在0.1013MPa时的泡点温度为71.16。 y1=K1x1=0.7756， y2=0.1495，y3=0.0682 2、某混合物含丙烷a.0.451，异丁烷b.0.183，正丁烷c.0.366，在t=94和p=2.41Mpa下进行闪蒸，试估算平衡时混合物的气化分率及气相和液相组成。已知K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72。 解：设f=0.5，由t=94，p=2.41MPa=2410kPa，K1=1.42，K2=0.86，K3=0.72得： åzi0.4510.1830.366=+=1.039>1 Ki1.420.860.72åKizi=1.42´0.451+0.86´0.183+0.72´0.366=1.061>1 故混合物处于两相区，可进行闪蒸计算。 F(f)=å(yi-xi)=åZi(ki-1)=0 1+f(ki-1)F(f)=0.451(1.42-1)0.183(0.86-1)0.366(0.72-1)+=0.0098 1+0.5(1.42-1)1+0.5(0.86-1)1+0.5(0.72-1)Zi(ki-1)2=-0.451(1.42-1)21+0.5(1.42-1)2F¢(f)=-å1+f(ki-1)2-0.183(0.86-1)21+0.5(0.86-1)2-0.366(0.72-1)21+0.5(0.72-1)2=-0.1043fk+1=fk-F(f)=F(f)0.0098=0.5-=0.594F¢(f)-0.1044 0.451(1.42-1)0.183(0.86-1)0.366(0.72-1)+=0.0007»01+0.594(1.42-1)1+0.594(0.86-1)1+0.594(0.72-1) zi， 1+f(ki-1)故f=0.594。由xi=x1= yi=kixi得 0.4510.183=0.361；x2=0.200； 1+0.594(1.42-1)1+0.594(0.86-1)x3=1-x1-x2=1-0.361-0.2=0.439；或x3=0.366=0.439 1+0.594(0.72-1)y1=1.42´0.361=0.513；y2=0.86´0.2=0.172；y3=0.72´0.439=0.315 或y3=1-y1-y2=1-0.513-0.172=0.315