第九篇蒸馏装置.doc

第九篇蒸餾裝置7 第 九 篇蒸餾裝置實力測驗一 選擇題（D）1.蒸餾是利用混合物中各成分之何種性質的差異來分離混合物？(A)溶解度(B)密度(C)吸附力(D)沸點(E)可濕性。（C）2.下列敘訴何者正確？(A)輕成分之平衡比較重成分之平衡比小(B)相對揮發度愈大之溶液愈難以蒸餾分離(C)恒沸混合物之相對揮發度為1.0(D)以上皆是。（E）3.是否可利用蒸餾來分離混合物中各成分是依據何種物性來判斷？(A)揮發度(B)吸附力(C)溶解度(D)折射率(E)相對揮發度。（D）4.1.0atm時，苯甲苯系統中，苯在液相中之莫耳分率為0.4，已知苯對甲苯的相對揮發度為3.0，則氣相中苯之分壓為(A)304mm-Hg(B)393mm-Hg(C)456mm-Hg(D)507mm-Hg(E)618mm-Hg。（A）5.承上題，苯與甲苯構成理想溶液，則純甲苯在之蒸氣壓為(A)422.5mm-Hg(B)662.5mm-Hg(C)858.5mm-Hg(D)1020.5mm-Hg(E)1267.5mm-Hg。（C）6.A，B兩成份所組成之溶液含有0.4莫耳分率的A，若與其達平衡的蒸汽中含有20%莫耳的B，則A對B之相對揮度為(A)1/6(B)2/3(C)6(D)2(E)3/2。（E）7.工業上欲獲得絕對酒精是在%酒精溶液中加入下列何種物質再進行精餾？(A)石灰(B)乙醚(C)四氯化碳(D)硫酸(E)苯。（D）8.在分餾塔中，下列何者可視為一理想板？(A)回流分配器(B)篩板(C)泡罩板(D)再沸器(E)全冷凝器。（D）9.在分餾塔中，所需之實際板數等於理想板數減去1，再除於板效率得到實際板數，其中1是指(A)回流分配器(B)篩板(C)泡罩板(D)再沸器(E)冷凝器。（D）10.以分餾塔蒸餾時，若想在回流管內得到飽和液體，則(A)必須使用部分冷凝器(B)必須使用全冷凝器(C)不必使用部分冷凝器(D)使用部分冷凝器或全冷凝器皆可。（A）11.在麥泰法中的等莫耳溢流發生於(A)二成分之莫耳汽化熱相同(B)二成之密度相同(C)氣相與液相之組成相同(D)氣相與液相之流量相同。（A）12.進入第n板之蒸汽中A的莫耳分率為0.8，離開該板之真實蒸汽中A的莫耳分率為0.86，而與該板液體達平衡之蒸汽中A的莫耳分率為0.9，則該板的莫飛效率為(A)0.6(B)1.67(C)0.4(D)1.5。（A）13.在蒸餾問題中，藉提高回流比，以達到所需蒸餾純度之要求。設塔頂回流比提高，相對的，蒸餾塔內所需之板數(A)板數減少(B)板數增加(C)板數不變(D)無規律性。（B）14.利用麥泰圖解法求得一精餾塔需17個理想板，若實際板數為20個，則總效率為(A)75%(B)80%(C)85%(D)70%(E)65。（C）15.以麥泰圖解法求理想板數，所繪之圖形中有28個三角形，若總效率為90%，則塔內之實際板數為若干個？(A)32(B)31(C)30(D)29(E)28。二 填充題1.理想溶液是指符合拉午耳定律的溶液.稀薄非理想溶液的溶劑適用拉午耳定律，溶質適用亨利定律。2.混合物之二成分的相對揮發度等於其純成分蒸汽壓之比值，則此混合物會遵循拉午耳定律。3.欲分離共沸混合物，可在共沸溶液中加入第三種成分，或改變蒸餾壓力，再行蒸餾。4.苯與乙醇所形成之溶液，在含有45mole%苯時具有一最低沸點，若取含有75mole%苯之溶液進行精餾，若塔足夠高，則頂產品為含有45mole%苯的溶液，底產品為純苯。5.簡單蒸餾與精餾最大之差異是有無回流。無回流之蒸餾稱為簡單蒸餾，有回流之蒸餾稱為精餾。6.，稱為雷萊方程式，適用於微分蒸餾。7.微分蒸餾器中，溫度計應置於側管出口底下12公分，且餾出液之速率以每秒半滴之分離效果最佳。8.平衡蒸餾中，f值愈大，頂產品純度愈低。9.分餾塔內往往置一些板或填料，其目的是增加氣-液接觸。分餾塔以進料板劃分為精餾段與汽提段兩部分。精餾段的目的在於增濃蒸氣中輕成分的濃度。10.一般篩板塔內篩板的孔徑約為1/41/2in，板距約為1218in，篩孔面積分率為710%。11.定義f為進料變為蒸汽之分率，則0f1表示過熱蒸氣進料，f0代表過冷液體進料，f=1代表飽和蒸氣進料，f=0代表飽和液體進料。12.回流比愈大，所需之板數愈少；在全回流，操作線與對角線重合，所需板數最少；在最小回流比，所需板數最多；總成本最低的回流比，稱為最適回流比一般，正常操作的回流比為最小回流比的1.051.3倍。三 問答題與計算題1.A對B的相對揮發度為3.0，試繪製平衡線。解：(1) 計算下表x0.00.200.400.600.801.00.00.430.670.820.921.0(2) 以對做圖，即可得到平衡線。2.蒸餾操作可分為那幾種？解：(1)一般蒸餾(A)簡單蒸餾：無回流(a)微分蒸餾：批示操作(b)平衡蒸餾：連續式操作(B)精餾：有回流(2)特殊蒸餾：如萃取蒸餾、共沸蒸餾、水蒸氣蒸餾3.在90時，苯與甲苯之蒸汽壓分別為980及620mmHg；現將等重量的苯與甲苯混合所形成之理想溶液加熱至90，求：(1)蒸汽壓為若干mmHg？(2)與溶液達平衡之蒸汽中苯之莫耳分率。解：(1)苯在液相的莫耳分率甲苯在液相的莫耳分率則 (2)苯在蒸氣的莫耳分率4.苯與甲苯在95之蒸汽壓分別為1200及600mmHg；現有苯與甲苯混合所形成之理想溶液在800mmHg壓力下的沸點是95.求(1)溶液中苯之莫耳分率(2)在95與溶液達平衡之蒸汽中，甲苯的莫耳分率(3)苯對甲苯之相對揮發度。解：(1)(2)(3)5.含30mole%甲醇之甲醇水溶液100mole，在80進行平衡蒸餾，得到60mole液相，若80時純甲醇、純水的飽和蒸汽壓分別為1200及400mmHg，求(1)液相中甲醇的莫耳分率(2)氣相中甲醇的莫耳分率。解：，(1)因，則 (2)6.將含A、B、C各10mole的溶液加熱後，經一減壓閥，壓力降低，若溫度維持60，部分液體汽化.經分析，殘留之液體中含2moleA，已知A、B、C在60之飽和蒸汽壓分別為1200、600、400mmHg，求進料被汽化的分率與操作壓力。解： 因同理 (1)則 (2)，=635.8mmHg7.一分餾塔用來分離1200Kg/hr之酒精水溶液，若進料中含40%酒精，底產品中酒精含量不能超過5%，頂產品中酒精含量為95%，(1)求每小時有若干Kg頂產品產生？(2)若回流比為4，求塔頂所產生之蒸氣的流量？解：(1)(2)8.含35%重量百分率酒精之酒精水溶液饋入分餾塔進行精餾，欲得到95%重量百分率酒精之酒精水溶液的頂產品，而殘餘液中酒精的重量百分率不得超過5%，則每Kg的進料，(1)可獲得若干Kg的頂產品(2)若回流比為2，比焓之資料如下表，則每Kg進料須由冷凝器移出若干Kcal熱量(