2021年春石油华东《分离工程》在线作业（一）参考答案.docx

《分离工程》是一门涉及化工领域中物质分离技术的重要课程，本在线作业主要考察了学生对精馏、吸附、吸收等基本概念的理解以及实际操作中的问题解决能力。以下是基于题目内容解析的一些关键知识点： 1. **理想气体和理想溶液的分离**：在等温条件下，分离理想气体和理想溶液所需的最小功最小。这是因为理想气体和理想溶液遵循理想的气体定律和拉乌尔定律，其分子间相互作用较弱，使得分离过程较为容易。 2. **精馏塔的回流比**：回流比是精馏操作中的重要参数，表示精馏塔顶部蒸汽返回塔底的比例。当回流比小于最小回流比时，精馏塔不能完成给定的分离任务，即无法达到预期的纯度要求。 3. **全回流操作**：全回流操作时，塔内没有产品产出，所有蒸汽都作为回流用于提供塔内的传质效果，此时所需理论级数最小，热力学效率高，但无法得到产品。 4. **汽液平衡关系**：对于理想溶液，汽液两相之间的平衡关系遵循克劳修斯-克拉珀龙方程或范德华斯方程，它们决定了各组分在不同温度和压力下的饱和状态。 5. **精馏塔操作优化**：当精馏塔产品不合格时，可以调整操作参数，如提高回流比，以改善产品质量，但可能会增加能耗。 6. **吸附剂的物理特性**：吸附剂的关键特征包括孔体积、吸附量、孔径分布和比表面积，这些特性影响吸附性能和选择性。 7. **三对角矩阵法**：在求解精馏塔操作中的温度分布时，通常使用热量平衡方程，而不是相平衡、物料平衡或摩尔分率加和式。 8. **板效率和点效率**：在塔板理论中，点效率是指单个板的效率，而板效率是考虑整个塔板上的平均效率。当液体达到完全混合时，点效率等于板效率。 9. **物理吸附**：物理吸附通常是单分子层吸附，吸附是由于分子间的范德华力引起的。 10. **多组分分离**：对于含有5个组分的溶液，如果采用简单精馏塔进行分离，至少需要4个侧线出料才能分别得到5种产品。 11. **机械分离过程**：重力沉降、过滤和离心分离都是机械分离过程，而吸收是基于溶解度差异的化学过程。 12. **吸收过程的特点**：吸收是一种适合大量气体处理的分离方法，但效率通常低于精馏，尤其在需要高纯度产品时。 13. **设计变量与进料**：对于单股进料，设计变量通常为C+2，包括进料位置和进料状态。 14. **吸收的有利条件**：提高吸收剂用量、提高压力和减少处理的气体量都有利于吸收过程，而提高温度通常会降低吸收速率。 15. **吸附分离机理**：吸附分离依赖于孔径大小、位阻差异、动力学差异以及组分在吸附剂表面的平衡差异。 16. **非闪蒸过程**：纯组分的蒸发不是一个闪蒸过程，因为闪蒸涉及部分汽化，而纯组分蒸发是全部转变为蒸汽的过程。 17. **平衡分离和速率分离过程**：平衡分离如蒸馏和吸收，依赖于组分的平衡分压；速率分离如离心分离，依赖于物理速率差异。 18. **简单精馏塔**：简单精馏塔指的是只有一股进料且无侧线出料和中间换热设备的精馏分离装置，通常用于初步提纯。 19. **萃取精馏塔**：萃取精馏塔中，液相负荷较大，回流比提高能提高产品纯度，但恒摩尔流假设可能不适用，因为它涉及到额外的溶剂或萃取剂。 这些知识点涵盖了《分离工程》中的基础概念和操作原理，对于理解和掌握化工过程中的分离技术至关重要。