第七章新型分离方法练习.pdf

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1、 第七章 主要内容 第七章 主要内容 1 2 3 简答题 4 选择题 计算题 填空题 1、在吸附搅拌槽中，操作温度应（ ）。 2、吸附分离是利用吸附剂（ ）某组分的方法实现气体 ( )混合物的分离。 3、透过曲线是以（ ）为横坐标绘制而成。 4、吸附分离机理分别为（ ）、（ ）和（ ）。 5、固定床吸附器中，若吸附的透过曲线越陡，说明吸附 剂性能（ ）。 6、 5A分子筛的结构式为（ ）。 7、对于室温下低浓度水溶液，其离子交换的选择性与离 子的价数，原子序数的关系为（ ） 8、根据物理结构，离子交换树脂可分为（ ）和（ ）两 大类。 看看答案? 填空题 9、萃取中的分配系数 m = yi/x

2、i，其中 yi为组分 i （ ）。 10、超临界萃取的原理是依据超临界流体对溶质 的（ ）会随操作条件的改变而改变。 11、超临界流体可以通过改变体系的温度和压力 来调节（ ）。 12、电渗析中主要传递过程是（ ）。 13、多孔膜的分离机理是（ ）作用，致密膜的 分离机理是（ ）作用。 14、表征超滤膜性能的参数是（ ）和（ ）。 15、反应精馏是（ ）和（ ）相耦合的化工过 程。 看看答案? 填空题 16、反应精馏中，若反应为 A C，该反应属可逆 反应，其中产物 C比反应物 A更易挥发，进料位置 应尽量靠近塔的（ ）。 17、根据催化剂的形态，反应精馏可以分为 （ ）和（ ）。 18、塔内

3、装催化剂的催化精馏塔中，催化剂填充 段应放在（ ）区域。 19、目前分离用膜主要有（ ）、（ ）和 （ ）。 20、电渗析器的主体部分是（ ）。 21、电渗析分离过程的推动力为（ ） 看看答案? 填空题 22、液膜分离时，液膜可采用的形式是（ ）、 （ ）、（ ）。 23、超滤分离过程中，料液的流速增加，其浓差 极化现象（ ）。 24、液膜萃取中，表面活性剂的含量越大，渗透 物通过液膜的扩散速率（ ）。 25、离子交换膜是一种膜状的离子交换树脂，它 由（ ）和（ ）组成。 26、带正电荷固定基团的阴膜可让阴离子通过而 排斥阻挡阳离子，这是离子交换膜对离子的 （ ）。 看看答案? 填空题 1、

4、BET方程是测定吸附剂的哪一个物理特征的基 础（ ） a. 孔体积； b. 堆密度； c. 孔径分布； d. 比表面积 2、下列关于吸附剂的描述哪一个不正确（ ） a. 分子筛可作为吸附剂； b. 多孔性的固体； c. 外表面积比内表面积大； d. 吸附容量有限 3、化学吸附是（ ）吸附。 a. 单分子层； b. 多分子层； c. 单分子层和多分子 层； d. 不一定 看看答案? 选择题 4、吸附的透过曲线越陡，则说明其吸附剂吸附性 能（ ）。 a. 越差； b. 越好； c. 无法判断。 5、吸附温度越低，吸附等温线距坐标横轴 （ ）。 a. 越远； b. 越近； c. 不变。 6、软化水工

5、艺中，使用的离子树脂类型是（ ） a. 强酸性阳离子型； b. 弱酸性阳离子型； c. 强碱 性阳离子型； d. 弱碱性阳离子型 看看答案? 选择题 7、水溶液浓度低时，室温下，对于等价离子交 换，其选择性（ ） a. 随着原子序数的增加而增加； b. 随着原子序数 的增加而减少； c. 与原子序数无关。 8、反应精馏工艺中，决定精馏段、反应段、提馏 段三者关系的因素是（ ）。 a. 温度； b. 加料位置； c. 回流比； d. 反应时间 9、下列物质哪一个不适合做超临界流体（ ） a. 水； b. 二氧化碳； c. 乙烯 ； d.丙烯 看看答案? 选择题 10、下面哪一个膜分离过程不能用筛

6、分原理来解 释（ ） a. 反渗透； b. 电渗析； c. 微滤； d. 超滤 11、以下过程的需要的膜两侧静压差推动力为 （ ） a. 反渗透超滤微滤； b. 微滤反渗透超 滤； c. 微滤超滤反渗透； d. 超滤微滤反渗透 12、膜分离过程中，推动力不同于其它过程的是 （ ） a. 超滤； b. 反渗透； c. 透析； d. 纳滤 看看答案? 选择题 13、温度（ ），有利于减轻浓差极化现象。 a. 升高； b. 降低； c. 没有影响 14、有相变的膜分离过程是（ ） a. 反渗透； b. 电渗析； c. 渗透蒸发； d. 液膜分 离 15、制药行业中的过滤除菌是一个（ ）过程 a. 微

7、滤； b. 纳滤； c. 超滤； d. 透析 16、气体的渗透分离的推动力是（ ）。 a. 浓度差； b. 分压差； c. 化学位差 看看答案? 选择题 17、液膜萃取中，表面活性剂的含量越大，渗透 物通过液膜的扩散速率（ ）。 a. 越大； b. 越小； c. 没有影响。 18、超临界流体与被萃取物质的化学性质越相 似，对它的溶解能力 ( )。 a. 越大； b.越小； (c) 没有影响。 19、超滤分离过程中，溶剂的透过是以（ ）为推 动力，溶质的渗透是以（ ）为推动力。 a. 压力差； b. 浓度差； c. 温度差； d. 电位差 看看答案? 选择题 20、用超临界 CO2流体从大豆提取

8、豆油，操作条 件为 ( ) a. 4080， 861MPa； b. 4080， 25MPa； c. 2025， 861MPa 21、液膜萃取中，表面活性剂的含量越大，渗透 物通过液膜的扩散速率（ ）。 a. 越大； b. 越小； c. 没有影响 看看答案? 选择题 1、说明吸附过程的缺点。 2、说明吸附剂的选择原则。 3、吸附质被吸附剂吸附一脱附分哪几步？ 4、什么叫表观吸附量？下图的点 E， D， C三点表 观吸附量为什么等于零？曲线 CD及 DE说明了溶 质优先被吸附还是溶剂优先被吸附？为什么？ 看看答案? 简答题 5、说明常用吸附剂有哪些。 6、从吸附透过曲线说明什么是透过时间和破点浓

9、度。 7、吸附剂再生的方法有哪些？ 8、什么是吸附过程中的滞留现象？说明造成原 因。 9、交联度的大小对离子交换树脂有何影响？ 10、型号为 201 4的离子交换树脂是什么类型的 树脂并说明每个数字及符号的意义。 11、从二氧化碳的 Pr和 r图说明恒温超临界萃取 的原理。 看看答案? 简答题 12、 Langmuir等温式与 BET等温式假设条件区 别？ 13、说明电渗析的基本原理以及和离子交换树脂 的区别。 14、什么是渗透现象，说明反渗透过程的渗透通 量和浓差极化现象。 15、说明透析与超滤过程的异同点。 16、写出三种可能采用于分离空气中氮气和氧气 的方法，并简要说明工作原理。 17、

10、萃取剂必须具备两个特点。 看看答案? 简答题 18、乙醇、乙酸在硫酸催化下反应生成乙酸乙酯，若设计 采用反应精馏流程，且将催化剂硫酸随其中一种反应物加 入到体系中，说明应采用的加料位置，并阐述为何能较高 的反应转化率。 19、说明电渗析过程脱除溶液中离子的基本条件。 20、说明按照简单的溶解 -扩散模型，气体组分透过膜的 步骤。 21、说明 CO 2 超临界萃取中等温变压流程和等压变温流程 的异同点。 看看答案? 简答题 22、 在超临界萃取中 CO 2 作为溶剂的主要特征是 什么？ 23、表面活性剂对液膜分离有何影响？ 24、工厂采用超滤分离聚乙烯醇水溶液，由于浓 差极化现象，使得透过通量降

11、低，问应采取哪些 措施以减小浓差极化现象。 看看答案? 简答题 1、采用分子筛吸附法连续生产无水乙醇，现拟采 用两个固定床，请设计其生产流程（要求画出工 艺流程图）。 2、在固体催化剂存在下，对于 A+B C的化学反 应，己知 C B A ，要求产品 C的含量为 99%，现拟采用连续催化反应精馏工艺，请设计 其生产流程（要求画出其工艺流程图）。 3、乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯，现拟采用连续 反应精馏的方法，请设计其生产流程。 看看答案? 计算题 4、水中少量挥发性有机物（ VOCs）可以用吸附 法脱除，通常含有两种以上的 VOCs，现有含少量 丙酮和丙腈的水溶液用活性炭处理， Rudke 和

12、Praunsnitz已利用单个溶质的平衡数据拟合出 Langmuir方程参数如下，对小于 50mmol/L的溶 质浓度范围， q的绝对平均误差小于 28%。 丙酮水溶液（ 25）： 丙腈水溶液（ 25）： 看看答案? 1 1 146.01 190.0 c q + = 2 2 2 0961.01 173.0 c c q + = 计算题 式中， q为溶质吸附量， mmol/g； c为水溶液中溶 质浓度， mmol/L。 已知水溶液中含丙酮 40mmol/L，含丙腈 34.4mmol/L，操作温度 25，使用 Langmuir方程 预测平衡吸附量。并与 Rudke和 Praunsnitz的实验 值进

13、行比较，实验值： mmol/g mmol/g； mmol/g。 看看答案? 715.0 1 =q 537.1= 总 q 537.1= 总 q 822.0 2 =q 计算题 5、用醋酸丁酯从 pH为 2.5的发酵液中萃取苄基青 霉素，在 0、 pH2.5时测得表观分配系数和离解 平衡常数为。求两相浓度相等时的 pH值。 6、在一双溶剂萃取塔内分离丙酮和乙醇，顶 部进入溶剂为氯仿，底部进入溶剂为水。该 塔上部有 5个理论级，下部有 10个理论级，丙酮、 乙醇混合物之进料位置 N R 6。 该萃取塔之示意图如图 7-3： 看看答案? 计算题 该系统的活度系数用三元马古斯方程计算： 式中 方程式中各常

14、数如下： 看看答案? = = = += l k l j l kj ki ji i l j l k jikkjijkjk l kj ki ji j l k jikj l j j l j jijii AxxxAxx kAxxxAxx 11 123 *2 12 * 1 2 1 2(2 2exp )( 2 1 * kjjkkiikjiijjik AAAAAAA += 计算题 A11=0； A12=0.5446； A13=-0.9417； A14=1.872 A21=0.599； A22=0； A23=1.16； A24=1.46 A31= - 6.74； A32=0.501； A33=0； A34=5

15、.91 A41=1.338； A42=0.877； A43=4.76； A44=0 试计算塔顶和塔底产品的流率和组成及塔内 的流率和组成分布 看看答案? 计算题 7、 在 10.34Mpa（ 102atm）下用有效截面积 7.6cm2 的醋酸纤维素膜进行 NaCl水溶液的反渗透，料液 的质量摩尔浓度为 0.51mol/（ 1000g溶液），料液 流速为 400mL/min，测得纯水透过流量为 134.14g/h，溶液流过流量为 91.50g/h，分离率为 78.4%，求膜的渗透系数 A和溶质迁移系数 D SM / （ KL）。 看看答案? 计算题 填空题 1、越高越好，使其达到沸腾状态； 2、

16、选择吸附；或液体； 3、时间； 4、位阻差异；动力学差异；平衡差异； 5、越好； 6、 0.7CaO0.3Na2OAl2O32SiO24.5H2O； 7、随离子价数的增加而增加；随原子序数的增加而增 加； 8、凝胶型；大孔型； 回到练习 答 案 （填空题） 9、在溶剂或萃取相中的摩尔分数； 10、溶质的溶解度； 11、组分溶解度； 12、反离子迁移； 13、微孔扩散；溶解 -扩散； 14、渗透速率；截留性能； 15、化学反应；精馏； 16、底部； 17、均相反应精馏；催化精馏； 18、反应物浓度最大； 19、固膜；液膜；气膜； 20、膜组件； 21、电位差； 回到练习 答 案 （填空题） 22

17、、支撑液膜；液滴膜；乳液膜； 23、减小； 24、越低； 25、基膜；活性基团； 26、选择透过性 回到练习 答 案 （填空题） 1、 d； 2、 c； 3、 a； 4、 b； 5、 a； 6、 a； 7、 a； 8、 b； 9、 a； 10、 b； 11、 a； 12、 c； 13、 a； 14、 c； 15、 a； 16、 a； 17、 b； 18、 a； 19、 a； b； 20、 c； 21、 b 回到练习 选择题 答 案 （选择题） 简答题 1、答：吸附容量小、吸附剂用量大，设备比较 庞大； 吸附剂的运输、装料、卸料较困难； 吸附剂不容易找到，吸附理论不完善。 2、答：选择性高； 比

18、表面积； 有一定的机械强度； 有良好的化学稳定性和热稳定性。 回到练习 答 案 （简答题） 3、答：外扩散组份穿过气膜或淮膜到固体表 面； 内扩散组份进入内孔道； 吸附； 脱附； 内反扩散组份内孔道来到外表面； 外反扩散组份穿孔过气膜或液相到气相主体 流。 回到练习 答 案 （简答题） 4、答： C， E点为纯溶液，所以吸附前后无浓 度变化，表观吸附量为零。 D点，按溶液 配比吸 附，所以吸附前后也无浓度变化，表观吸附量为 零。 EE 溶剂优先被吸附。 DC溶剂优先被吸附。 回到练习 答 案 （简答题） 5、答：所有微孔材料都可以用作气体净化和分离 的吸附剂。常见吸附剂，有活性炭、活性碳纤 维

19、、沸石分子筛和炭分子筛、硅胶和活性氧化 铝、碳纳米管等。 回到练习 答 案 （简答题） 6、答：如图所示，在时间 t 1 ，吸附质首先出现在床 层出口端的流出物中。而对应于流出物中可允许的 最大浓度 cb所需要的时间 tb为透过时间， cb为破点浓 度。 回到练习 答 案 （简答题） 7、答：降压解吸 混合气体的吸附容量随着气相分压的降低而减 小，降低吸附床的总压使吸附质的分压同步降低 可以使吸附质解吸 升温解吸 解吸是吸热过程，升高温度使吸附剂再生 真空解吸 冲洗解吸 用纯产品气或其它弱吸附质进行逆向冲洗吸附床 回到练习 答 案 （简答题） 8、答：一般情况下，吸附等温线是可逆的。但有时候，

20、 在某一段等温线上，由吸附所达到的某一平衡点，与由脱 附达到该点时不是同一个平衡状态。即在脱附过程中，欲 使吸附剂达到与吸附时同样的吸附量，需要低的平衡压 力。这种现象称为 “吸附滞留现象 ”。产生这种现象的原因 可能是由于固体吸附的毛细管或孔穴的开口形状和吸附质 湿润在固体吸附剂上的复杂现象所造成。在任何情况下， 如果产生滞留现象，则对应于同一吸附量，其吸附的平衡 压力一定比脱附的平衡压力高。 回到练习 答 案 （简答题） 9、答：对选择性的影响，交联度越高，选择性 越大。 对交换速度的影响，交联度大，结构越紧密， 交换速度越小。 机械强度，交联度大，机械强度显著增加。 对含水量的影响，交联

21、度大，含水量显著减 小。 对溶胀系数的影响，交联度大，溶胀系数减 小。 对交换量的影响，交联度高，结构上越紧密， 功能基反应越难进行，交换量也越低，但由于溶 胀减少，故容量交换量增大。 回到练习 答 案 （简答题） 10、答：型号为 201 4的离子交换树脂是指凝胶 型离子交换树脂，其中 2代表分类代号，即为强碱 性， 0为骨架代号，这里指骨架为苯乙烯系， 1为 顺序号，为联接符号（无意义）， 4为交联度数 值。 回到练习 答 案 （简答题） 11、答：在超临界状态下流体具有气液两相的双重特点， 即既具有与气体相当的扩散系数和低粘度，又具有和液体 相近的密度和对物质良好的溶解能力。从二氧化碳的

22、温 度 -密度图。在临界点附近密度对压力和温度变化是非常 敏感的，很小的压力和温度的变化都会引起密度和溶解能 力的极大改变。过高的体系压力对流体的密度变化影响不 是很大。在等压条件下，通过改变过程的操作温度可实现 溶质与溶剂的分离，萃取了溶质的超临界流体经加热升温 使萃取剂与溶质分离，由分离槽下方取出溶质。作为萃取 剂的气体经降温升压后送回萃取槽使用。 回到练习 答 案 （简答题） 回到练习 答 案 （简答题） 12、答： Langmuir等温式的假设条件是：固体吸 附剂表面是均匀的；吸附为单分子层吸附；被吸 附的相邻分子间无相互作用力；吸附为理想吸 附。 BET等温式的假设条件是被吸附的分子

23、不能在吸 附剂表面自由移动，吸附层是不移动的理想均匀 表而。其吸附可以是多层吸附，层与层之间的作 用力是范德华力。 即 Langmuir假设是基于单分子层吸附，而 BET假 设是基于多分子层吸附。 回到练习 答 案 （简答题） 13、答：电渗析所用的离子交换膜是一种膜状的离子交换 树脂，它由基膜和活性基团组成。按膜中活性基因的种类 可分为阴离子交换膜、阳离子交换膜及特殊离子交换膜。 凡活性基团为酸性活性基团（如 -SO 3 H , -COOH）的膜称 为阳膜，活性基团为碱性（如 -N(CH 3 ) 3 , -NH 2 ）为阳膜。 电渗析基本原理：在两电极间交替排布阴膜和阳膜，如果 在两膜所形成

24、的隔室中通入含离子的水溶液，接上直流电 源后，阴离子就会移动，渗透通过阴膜后，被下一个阳膜 截留。同样，阳离子会在向相反的方向移动过程中渗透通 过阳膜，而被下一个阴膜所截留。结果，在紧连着的隔室 中就会交替的发生溶液中离子成分的浓度的增加和下降。 离子交换膜与离子交换树脂的作用机理差别很大，离子交 换树脂在使用上需要分为处理、交换、再生等步骤，而离 子交换膜可以在直流电场作用下连续使用，不需要再生。 回到练习 答 案 （简答题） 14、答：假定膜两侧压力相等，由于膜两侧溶液 中溶质的浓度不同，膜两侧溶液的渗透压也不 同，在渗透压差推动下，溶剂从稀溶液侧透过膜 进入浓溶液侧，这就是渗透现象。 反

25、渗透过程的渗透通量 浓差极化现象 : 在反渗透过程中，被膜截留的溶质 将在膜表面附近积累，因此从料液主体到膜表面 建立起一层有浓度梯度的浓度边界层。溶质在膜 表面的浓度高于在料液主体中的浓度，这种现象 称为浓差极化。 回到练习 )( = pAJ w 答 案 （简答题） 15、答：相同点：都可以从高分子溶液中出去小 分子溶质。 不同点：透析驱动力是膜两侧的浓度差；超滤过 程的驱动力是膜两侧的压力差。 16、答：深冷分离：利用两者液化温度差异达 到分离效果； 吸附分离：利用两者在吸附剂（如分子筛）上 被吸附能力差异； 膜分离：利用两者在膜上的透过速率差异。 回到练习 答 案 （简答题） 17、答：

26、萃取剂分子中至少有一个功能基。通 过它，萃取剂可以与被萃取物质结合成萃合物。 常见的功能基有 O、 P、 S、 N等原子。有的萃取 剂还含有两个或两个以上的功能基。 作为萃取剂的有机溶剂的分子中必须有相当长 的烃链或芳香环。这样，可使萃取剂及萃合物容 易地溶解于有机相。 回到练习 答 案 （简答题） 18、答：采用反应精馏，精馏塔中应装有一定长 度填料，乙醇相对挥发度大于乙酸和硫酸，所以 应将乙醇自填料塔下方（塔釜向上几个级处）加 入，硫酸随乙酸自填料塔上部（塔顶向下几个级 处）加入，这样乙醇在塔中向塔顶移动，乙酸和 硫酸向塔釜移动，二者在塔中相遇即可发生反 应。由于生成的乙酸乙酯或乙酸乙酯、

27、水和乙醇 的三元恒沸物沸点低于乙醇和乙酸的沸点，反应 过程中生成的乙酸乙酯被不断移出反应体系，使 得反应不断向正方向进行，加大了反应的转化 率。 回到练习 答 案 （简答题） 19、答：直流电场使溶液中的阳阴离子作定向 运动，阳离子移向阴极阴离子移向阳极；离 子交换膜选择性透过，使溶液中的离子作反离子 迁移。 20、答：在膜的高压侧，气体混合物中的渗透 组分溶解在膜表面上； 溶解在膜表面上的组分从膜的高压侧通过分子 扩散传递到膜的低压侧； 在膜的低压侧表面，组分解吸到气相。 回到练习 答 案 （简答题） 21、答：二者都是在利用超临界 CO2 进行萃取操 作完毕后，对萃取剂 CO2和被萃取物质

28、进行分离 采取不同方式，而形成的不同流程。等温变压流 程是使萃取相经等温减压，等压变温流程是使萃 取相经等压升（降）温，结果都能使 SCF丧失对 溶质的溶解能力，达到分离溶质与回收溶剂的目 的。 回到练习 答 案 （简答题） 22、答：密度接近液体，粘度比液体低，接近 气体，扩散能力约为液体的 100倍； 临界温度和临界压力较低； 通过 p， T的简单调节，可使它的密度发生高低 变化，具有良好的分离选择性； 可在较低温度下进行操作，同时它又是惰性气 体，被萃取物很少发生热分解或氧化等变质现 象，特别适用于热不稳定物质和天然物质的分 离； 不燃，无毒，无味，无臭，特虽适合于食品成 分的分离。 回

29、到练习 答 案 （简答题） 23、答：表面活性剂的浓度对液膜的稳定性影响 很大，表面活性剂一浓度提高，使乳状液膜的稳 定性增大，而使分离效果提高，但若超过一定浓 度后，表面活性剂浓度增加对液膜稳定性和分离 效果提高影响不大，过高的表面活性剂浓度使液 膜厚度和粘度增大，影响膜相传质系数，也不利 于破乳，使回收困难。 回到练习 答 案 （简答题） 24、答：对于含大分子溶质的溶液，只有溶液浓 度极稀时，才可以认为透过膜的水通量与压力差 呈现良好的线性关系。而当截留物浓度上升时， 随着压力差的增加，大分子溶质会被水带到膜表 面附近，并逐渐积累在膜表面上，此时膜表面上 溶质的浓度超过本体溶液中溶质的浓

30、度，形成了 由膜表面到本体溶液间的浓度梯度，它会促使溶 质反向扩散回到本体溶液中 (由于浓度梯度推动 力 )，这就是超滤过程中的浓差极化现象。在超滤 过程中渗透通量将因浓差极化、膜污染等原因而 下降，而且有的情况下通量的衰减很快，防治的 办法是对料液进行预处理、升高温度、增大流速 和定期清洗膜。 回到练习 答 案 （简答题） 计算题 1、解：固定床吸附器是装有颗粒状吸附剂的塔式 设备。将分子筛装入其中，因为吸附剂需要再 生，所以为使吸附操作连续进行，至少需要两个 吸附器轮换循环使用。如下图所示的 A、 B两个吸 附器，当 A吸附时， B进行再生。当 A达到破点之 前， B再生完毕，下一个周期是

31、 B进行吸附， A进 行再生。 回到练习 答 案 （计算题） 2、解：因为反应物的 B A，所以 B从下部进 料， A从上部进料，又因为产物 C的含量要求很 高，且又是最易挥发的组分，所以要有足够的精 馏段长度，催化剂床层应尽量靠下。具体流程见 下图。 回到练习 答 案 （计算题） 3、解：乙醇与乙酸的在硫酸催化反应为 C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O，该 反应是可逆的，但由于酯、水和醇三元恒沸物的 沸点低于乙醇与乙酸的沸点，而且恒沸物中含乙 酸乙酯 82.6%（ W）。因此可逆反应生成的乙酸乙 酯不断从塔顶蒸出，使反应向右进行，增大了反 应的转化率。乙酸和硫酸的相对挥

32、发度小于乙醇 的相对挥发度。所以乙醇从下部进料，乙酸和硫 酸从上部进料，由于反应物分别在接近塔的两端 加入，反应区域比较大，反应停留时间较长，因 此反应收率高。生产流程如图所示。 回到练习 答 案 （计算题） 回到练习 答 案 （计算题） 4、解：从式 mol/g 从式 mmol/g 用于液相的 Langmuir方程为 mmol/g mmol/g mmol/g 与实验值比较的偏差分别是 4.8%， 28.6%和 13.1%。 回到练习 301.1146.0/190.0 ,1 = m q 800.10961.0/173.0 ,2 = m q ii iimi i cK cKq q + = 1 ,

33、749.0 4.340961.040146.01 40146.0301.1 1 = + =q 587.0 4.340961.040146.01 4.340961.0800.1 2 = + =q 336.1= 总 q 答 案 （计算题） 5、解：表观分配系数： 当苄基青霉素在两相中的浓度相等，即 时 所以 pH=4.4 表观分配系数等于 1即苄基青霉素在醋酸丁酯相 与水相中的浓度相等，其 pH等于 4.4；当 pH小于 4.4时，苄基青霉素转栘到丁酯相，称为萃取； pH 大于 4.4时，苄基青霉素又从丁酯相转栘到水相， 称为反萃取。 回到练习 ； 表 p pKpH K K + = 101 0 4

34、7101 0 =+= ）（ 表 P pKpH KK 1= 表 K p pK pH K 10 10 1 0 = 答 案 （计算题） 6、解：假定塔内各级水相流量均为 1.0mol/s，即 假定塔顶至第 5级之氯仿相流率为 0.8mol s，第 6 级至塔底之氯仿相流为 1.omol/s，即 假定各级水相组成均与塔底进入溶剂组成相同，即 回到练习 )151(0.1 = jV j )156(0.1 )51(8.0 = = jL jL j j )151(;0.1,0 ,4,3,2,1 = jyyyy jjjj 答 案 （计算题） 假定各级氯仿组成均等于塔顶溶剂和被分离 混合物的平均组成，即 由上述水相

35、和氯仿相组成求得各组分在两相 中的活度系数及各组分的平衡常数： 回到练习 )151(;0,8.0,1.0 ,4,3,2,1 = jxxxx jjjj 501.6 )1( 1 = 306.4 )1( 2 = 7.368 )1( 3 = 000.1 )1( 4 = 5318.0 )1( 1 = 284.3 )1( 2 = 116.1 )1( 3 = 24.66 )1( 4 = 08180.0 ,1 = j K 7627.0 ,2 = j K 003026.0 ,3 = j K 24.66 ,4 = j K 答 案 （计算题） 将两相流率及各组分之平衡常数代入各组分之三 对角矩阵方程，并求解之，得到

36、各级两相组成如 下： 回到练习 1.000 0.002419 0.1790 0.008909 0.01510 0.7994 0.2347 0.1089 10 1.000 0.002419 0.1894 0.008909 0.01510 0.7994 0.2483 0.1089 9 1.000 0.002419 0.1973 0.008909 0.01510 0.7994 0.2587 0.1089 8 1.000 0.002419 0.2034 0.008909 0.01509 0.7994 0.2667 0.1089 7 0.9969 0.002419 0.2080 0.008909 0.1

37、505 0.7994 0.2727 0.1089 6 0.9969 0.003026 0.109 10 -4 0.1505 0.9992 0.2217 0.0114 5 0.9969 0.003026 0.1319 10 -5 0.1505 1.000 0.1730 0.00138 4 0.9969 0.003026 0.09655 10 -6 0.1505 1.000 0.1266 10 -4 3 0.9968 0.003026 0.06282 10 -7 0.01505 1.000 0.08236 10 -5 2 0.9849 0.003026 0.03066 10 -8 0.01487

38、1.000 0.04020 10 -6 1 水 氯仿 乙醇 丙酮 水 氯仿 乙醇 丙酮 水相组成 /mol 氯仿相组成 /mol 级号 答 案 （计算题） 将两相流率及各组分之平衡常数代入各组分之三 对角矩阵方程，并求解之，得到各级两相组成如 下： 回到练习 答 案 （计算题） 回到练习 1.000 0.002412 0.05289 0.008180 0.01510 0.7968 0.06934 0.1000 15 1.000 0.002419 0.09322 0.008849 0.01510 0.7994 0.1222 0.1082 14 1.000 0.002419 0.1240 0.00

39、8904 0.01510 0.7994 0.1626 0.1088 13 1.000 0.002419 0.1474 0.008908 0.01510 0.7994 0.1933 0.1089 12 1.000 0.002419 0.1653 0.008909 0.01510 0.7994 0.2168 0.1089 11 1.000 0.002419 0.1790 0.008909 0.01510 0.7994 0.2347 0.1089 10 1.000 0.002419 0.1894 0.008909 0.01510 0.7994 0.2483 0.1089 9 1.000 0.0024

40、19 0.1973 0.008909 0.01510 0.7994 0.2587 0.1089 8 1.000 0.002419 0.2034 0.008909 0.01509 0.7994 0.2667 0.1089 7 0.9969 0.002419 0.2080 0.008909 0.1505 0.7994 0.2727 0.1089 6 0.9969 0.003026 0.109 10 -4 0.1505 0.9992 0.2217 0.0114 5 0.9969 0.003026 0.1319 10 -5 0.1505 1.000 0.1730 0.00138 4 0.9969 0.

41、003026 0.09655 10 -6 0.1505 1.000 0.1266 10 -4 3 0.9968 0.003026 0.06282 10 -7 0.01505 1.000 0.08236 10 -5 2 0.9849 0.003026 0.03066 10 -8 0.01487 1.000 0.04020 10 -6 1 水 氯仿 乙醇 丙酮 水 氯仿 乙醇 丙酮 水相组成 /mol 氯仿相组成 /mol 级号 答 案 （计算题） 利用流率加和方程 求得各级两相流率的新值。 将各级两相组成归一后，用马古斯方程计 算各组分的活度系数并求得各组分的平衡 常数。第二次迭代所用两相流率及

42、各组分 的平衡常数如下 回到练习 = + i n ji n j i n ji n j i n ji n j yVyVvV )( , )()( , )()1( , )1( = + i n ji n j i n ji n j i n ji n j xLxLlL )( , )()( , )()1( , )1( 答 案 （计算题） 回到练习 60.04 0.004220 0.9033 0.08838 0.9814 1.063 15 49.08 0.005560 0.8680 0.1012 1.045 1.105 14 42.85 0 006717 0.8462 0.1101 1.086 1.135 1

43、3 38.86 0.007679 0.8319 0.1168 1.117 1.159 12 36.17 0.008458 0.8222 0.1219 1.140 1.177 11 34.20 0.009079 0.8154 0.1257 1.158 1.190 10 32.96 0.009568 0.8104 0.1286 1.172 1.201 9 31.99 0.009950 0.8069 0.1308 1.182 1.209 8 31.29 0.01025 0.8043 0.1325 1.190 1.215 7 30.76 0.008761 0.8035 0.1339 1.196 1.2

44、16 6 47.97 0.008761 0.9190 0.1043 0.9977 1.170 5 56.28 0.007123 0.9434 0.09308 0.9513 1.132 4 65.25 0.005710 0.9693 0.08354 0.9134 1.097 3 75.55 0.004522 0.9972 0.07458 0.8779 1.063 2 87.46 0.003544 1.029 0.06618 0.8441 1.019 1 水 氯仿 乙醇 丙酮 氯仿相（ L） 水相 (V) 平衡常数（ K i， j ） 流率 级号 答 案 （计算题） 以上述 L j， Vj及 Ki

45、， j值代入各组分的三角 矩阵方程，开始第二次迭代，以 为收敛判据，经过 8次迭代收敛。收敛 时，塔内流率及组成分布如下： 回到练习 = )151(;101 3 , jx ji 答 案 （计算题） 回到练习 0.8152 0.007337 0.1640 0.01293 1.252 水相 0.02783 0.6725 0.2020 0.09694 1.197 氯仿相 9 0.8135 0.007396 0.1657 0.01295 1.255 水相 0.02835 0.6685 0.2058 0.09648 1.204 氯仿相 8 0.8131 0.007406 0.1662 0.01295 1

46、.256 水相 0.02857 0.6668 0.2074 0.09648 1.207 氯仿相 7 0.8129 0.007416 0.1665 0.01294 1.234 水相 0.02862 0.6665 0.2080 0.09623 1.208 氯仿相 6 0.8406 0.007540 0.1506 0.001717 1.190 水相 0.01713 0.8159 0.1501 0.01620 0.9866 氯仿相 5 0.8582 0.008942 0.1354 10 -4 1.164 水相 0.01510 0.8537 0.1292 0.002167 0.9427 氯仿相 4 0.

47、8780 0.006133 0.1166 10 -5 1.136 水相 0.01390 0.8770 0.1093 10 -4 0.9166 氯仿相 3 0.9043 0.005161 0.09116 10 -6 1.101 水相 0.01266 0.9034 0.08446 10 -5 0.8886 氯仿相 2 0.9415 0.004015 0.05484 10 -7 1.048 水相 0.01119 0.9388 0.05030 10 -6 0.8537 氯仿相 1 水 氯仿 乙醇 丙酮 组成 流率 级号 答 案 （计算题） 回到练习 0.0437 0.003341 0.04347 0.

48、009048 1.064 水相 0.01430 0.8356 0.04467 0.1050 0.9523 氯仿相 15 0.9021 0.004346 0.08219 0.01079 1.117 水相 0.01719 0.7867 0.08738 0.1079 1.016 氯仿相 14 0.8685 0.005317 0.1140 0.01170 1.165 水相 0.02007 0.7486 0.1256 0.1048 1.070 氯仿相 13 0.8141 0.006228 0.1371 0.01231 1.203 水相 0.02285 0.7177 0.1569 0.1017 1.118

49、 氯仿相 12 0.8184 0.006820 0.1518 0.01267 1.229 水相 0.02516 0.6953 0.1796 0.09937 1.155 氯仿相 11 0.8196 0.007165 0.1600 0.01285 1.244 水相 0.02682 0.0808 0.1940 0.09783 1.181 氯仿相 10 答 案 （计算题） 回到练习 塔顶产品流率为 D1.048mol/s，组成为： 6 ,1 10165.2 = D x 05484.0 ,2 = D x 004015.0 ,3 = D x 9415.0 ,4 = D x 培底产品流率为 W0.952mo

50、l/s，组成为： 1050.0 ,1 = W x 04467.0 ,2 = W x 8356.0 ,3 = B x 01430.0 ,4 = B x 答 案 （计算题） 回到练习 4 1072.2 6.7360018 14.134 = = w J 64 1067.2102/1072.2/ = pJA w 112.051.0)784.01()1( 13 = mRm 3 3 10016.2 = s x 73 3 10746.3 6.7360018 5.91 10016.2 = = vss JxJ mol H 2 O/（ s.cm 2 ） mol H 2 O/ （ s.atm.cm 2 ） mol/

51、（ 1000g溶液） 7、 答 案 （计算题） 回到练习 )( 3322 ss SM s xcxc KL D J = )(10746.3 3322 7 ss SM xcxc KL D = )( 32 ssw xxpAJ = )(1021067.21072.2 32 64 ss xx = 由 得： 得： 答 案 （计算题） 回到练习 ln 31 32 1 ss ss w xx xx kcJ = ln1072.2 31 32 1 4 ss ss xx xx kc = 2 321 10534.5 = ccc 3 1 10216.9 = s x 3 3 10016.2 = s x 3 2 10549.14 = s x 4 1071.5 =k 5 107.51 = 得： 在所涉及的浓度范围内，假定 mol/g 且 ； 因此上面三个式中只有三个未知数 k， x s2 ， D SM /（ KL），联立求解得到 ； cm/s； D SM /（ KL） 答 案 （计算题）