第九章 精馏问题1.蒸馏的目的是什么蒸馏操作的基本依据是什么答1.分离液体混合物。液体中各组分挥发度的不同。问题2.蒸馏的主要操作费用花费在何处答2.加热和冷却的费用。问题3.双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少答3.自由度为F=2(P一定,t~x或y;t一定,P~x或y);P一定后,F=1。问题4.何谓泡点、露点对于一定的组成和压力,两者大小关系如何答4.泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。对于一定的组成和压力,露点大于或等于泡点。问题5.非理想物系何时出现最低恒沸点,何时出现最高恒沸点…答5.强正偏差出现最低恒沸点;强负偏差出现最高恒沸点。问题7.总压对相对挥发度有何影响答7.P↑、α↓。问题8.为什么α=1时不能用普通精馏的方法分离混合物答8.因为此时y=x,没有实现相对分离。________________________________________问题10.为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件答10.唯其如此,才能实现汽液两相充分接触、传质,实现高纯度分离,否则,仅为一级平衡。问题11.什么是理论板默弗里板效率有什么含义答11.离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。!问题12.恒摩尔流假设指什么其成立的主要条件是什么答12.在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流量各自不变。组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计。问题13. q值的含义是什么根据q的取值范围,有哪几种加料热状态答13.一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。五种:过热蒸汽,饱和蒸汽,汽液混和物,饱和液体,冷液。问题14.建立操作线的依据是什么操作线为直线的条件是什么答14.塔段物料衡算。液汽比为常数(恒摩尔流)。问题16.何谓最小回流比挟点恒浓区的特征是什么答16.达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题。~气液两相浓度在恒浓区几乎不变。问题17.最适宜回流比的选取须考虑哪些因素答17.设备费、操作费之和最小。问题18.精馏过程能否在填料塔内进行答18.能。问题19.何谓灵敏板答19.塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。________________________________________________________________________________________________________________
第九章 精馏
问题1.蒸馏的目的是什么蒸馏操作的基本依据是什么
答1.分离液体混合物。液体中各组分挥发度的不同。
问题2.蒸馏的主要操作费用花费在何处答2.加热和冷却的费用。
问题3.双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少
答3.自由度为F=2(P一定,t~x或y;t一定,P~x或y);P一定后,F=1。
问题4.何谓泡点、露点对于一定的组成和压力,两者大小关系如何
答4.泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。
对于一定的组成和压力,露点大于或等于泡点。
问题5.非理想物系何时出现最低恒沸点,何时出现最高恒沸点
…
答5.强正偏差出现最低恒沸点;强负偏差出现最高恒沸点。
问题7.总压对相对挥发度有何影响答7.P↑、α↓。
问题8.为什么α=1时不能用普通精馏的方法分离混合物
答8.因为此时y=x,没有实现相对分离。
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问题10.为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件
答10.唯其如此,才能实现汽液两相充分接触、传质,实现高纯度分离,否则,仅为一级平衡。
问题11.什么是理论板默弗里板效率有什么含义
答11.离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。
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问题12.恒摩尔流假设指什么其成立的主要条件是什么
答12.在没有加料、出料的情况下,塔段内的汽相或液相摩尔流量各自不变。
组分摩尔汽化热相近,热损失不计,显热差不计。
问题13. q值的含义是什么根据q的取值范围,有哪几种加料热状态
答13.一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。
五种:过热蒸汽,饱和蒸汽,汽液混和物,饱和液体,冷液。
问题14.建立操作线的依据是什么操作线为直线的条件是什么
答14.塔段物料衡算。液汽比为常数(恒摩尔流)。
问题16.何谓最小回流比挟点恒浓区的特征是什么
答16.达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比,是设计型计算特有的问题。
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气液两相浓度在恒浓区几乎不变。
问题17.最适宜回流比的选取须考虑哪些因素答17.设备费、操作费之和最小。
问题18.精馏过程能否在填料塔内进行答18.能。
问题19.何谓灵敏板答19.塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。
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题目解答
答案
问题 9. 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同 答 9.平衡蒸馏是连续操作且一级平衡;简单蒸馏是间歇操作且瞬时一级平衡。 问题 2 0. 间歇精馏与连续精馏相比有何特点 适用于什么场合 答 20.操作灵活。 适用于小批量物料分离。 问题 21. 恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点是什么 答 21.相同点:都加入第三组份改变相对挥发度; 区别:①前者生成新的最低恒沸物,加入组分塔从塔顶出;后者不形成新恒沸物,加入组分从塔底出。②操作方式前者可间隙,较方便。③前者消耗热量在汽化潜热,后者在显热,消耗热量较少。
解析
本题主要考查蒸馏与精馏的基本概念、原理及操作特点,涉及蒸馏目的、相平衡、理论板、回流比、进料热状态、操作线、特殊精馏等多方面知识。具体解析如下:
问题9:平衡蒸馏与简单蒸馏的区别
平衡蒸馏(闪蒸)和简单蒸馏均为单级蒸馏,但核心差异在于操作方式和平衡次数:
- 平衡蒸馏:连续操作,物料在加热后经节流阀瞬间减压至常压,在分离器中形成气液两相,达到一次平衡后分离,气液组成满足相平衡关系。
- 简单蒸馏:间歇操作,物料一次性加入蒸馏釜,缓慢加热升温,气相不断逸出并冷凝,过程中釜液组成和气相组成随时间连续变化,每个瞬间近似达到一级平衡,但整体为非稳态过程。
问题20:间歇精馏与连续精馏的特点及适用场合
间歇精馏和连续精馏的差异主要体现在操作方式和灵活性:
- 特点:间歇精馏为非稳态操作,设备简单(无需稳定进料和出料),操作灵活,可适应多品种、小批量物料分离;但产品纯度和产量稳定性低于连续精馏。
- 适用场合:适用于小批量、多品种、季节性生产的物料(如精细化工产品、香料、药物中间体),或需经常调整产品规格的场合。
问题21:恒沸精馏与萃取精馏的异同点
两者均通过加入第三组分(夹带剂)改变原组分相对挥发度,但具体机制和操作不同:
- 相同点:均为非理想系分离的特殊精馏方法,目的是突破相对挥发度α=1的限制。
- 不同点:
① 恒沸精馏:加入的第三组分与原组分形成新的最低恒沸物(沸点低于原组分),恒沸物从塔顶蒸出,夹带剂易回收;可间歇操作,流程较简单,但消耗热量主要用于汽化潜热。
② 萃取精馏:加入的第三组分不与原组分形成恒沸物,仅改变相对挥发度(通常增大难挥发组分的挥发度),夹带剂从塔底排出,需连续操作;消耗热量主要用于显热,能耗较低,但流程较复杂。