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液体精馏概念题 一 填空题 溶液的相对挥发度 等于两组分挥发度之比 1则表示组分A和B可以用普通蒸馏方法分离 1则表示组分A和B不能用普通蒸馏方法分离 如图所示的双组分连续精馏塔内第n块理论塔板 当回流比R为定值时 yn 1 xn R为无穷大时yn 1 xn 采用常压连续精馏塔分离苯 甲苯混合物 设计时其最小回流比大小与进料组成 进料热状况及xD有关 当分离要求和操作条件一定时 双组分连续精馏塔所需理论板数随两组分相对挥发度 增加而减少 平衡线远离对角线 推动力 N 精馏实验中 测定精馏塔全塔效率 应测定的参数有xF xD xW R 进料温度t NP tR 直接水蒸气加热的双组分精馏塔适用于釜液为近于纯水的情况 在全回流条件下 对应的理论板数最少 某精馏任务 原料为F xF 要求塔顶xD 塔底xW不变 设计时若选定的回流比R不变 加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体 则所需理论板数NT减少 精馏段上升蒸汽量V不变 精馏段下降液体量L不变 提馏段上升蒸汽量增加 提馏段下降液体量增加 增加 不变 减少 某精馏塔在操作时 加料热状况由原来的饱和液体进料改为冷液进料 且保持F xF V D不变 则此时xD增加 xW减少 R不变 L V不变 在设计连续操作的精馏塔时 如保持xF D F xD R一定 进料热状态一定 空塔气速一定 则增大进料量将使塔径增大 而所需的理论板数不变 全回流时 精馏段操作线的斜率为1 提馏段操作线斜率为1 对相同的xD和xW 部分回流比全回流所需的理论板数多 精馏过程是利用多次部分气化和多次部分冷凝的原理进行完成的 最小回流比是指塔板数为无穷时的回流比的极限值 当分离要求和回流比一定时 过热蒸气进料的q值最小 此时分离所需的理论板数最多 分析 5种进料状况中的q值是依过冷液体 饱和液体 气液混合 饱和蒸气和过热蒸气顺序由大变小的 这是由热状况参数q定义所确定的 由定义可见 原料的原状态焓值越低 q值越大 q值的改变使提馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化 当q值减小时 两线靠近 故所需理论板数增多 简单蒸馏的主要特征是不稳定操作或过程不连续和无回流 若原料组成 料液量 操作压力和最终温度都相同 二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有 所得馏出物平均浓度简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度 所得残液浓度两种情况的残液浓度相同 馏出物总量平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量 恒沸精馏和萃取精馏主要针对具有恒沸物体系和 接近 沸点差很小物系 这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的相对挥发度 精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度的差异 精馏操作得以实现的必要条件包括自塔顶向下的液流和和自塔底向上的气流 若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为t1 液相泡点温度为t2 塔底某理论板上气相露点温度为t3 液相泡点温度为t4 请将4个温度间关系用 符号顺序排列如下 x顶 t1 t2 y底 x底 t3 t4 t1 t2 t3 t4 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是 恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物 萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性 等板高度的意义是与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度 若某填料塔的填料层高度为 完成分离要求共需22块理论塔板 包括塔顶的部分冷凝器和塔底的再沸器 则等板高度HETP 10 22 2 0 5m 21 用图解法求理论塔板时 在 xF xD xW q R F和操作压力诸参数中 进料流率F与解无关 22 当增大操作压强时 精馏过程中物系的相对挥发度减小 塔顶温度增加 塔釜温度增加分析 同一物系 总压越高 物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高 物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高 由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率 故各组分的挥发度差异变小 23 某精馏塔塔顶上升的蒸气组成为y1 温度为T 经全凝器全部冷凝至泡点后 部分回流入塔 组成为x0 温度为t 试用 判断下列关系 T t y1 x0 t y1 T x0 分析 物系经全凝器从气态冷凝至液态 组成不会改变 但温度却从原来露点以上的温度降至泡点 24 某二元理想物系的相对挥发度为2 5 全回流操作时 已知塔内某块理论板的气相组成为0 625 则下层塔板的气相组成为0 4 25 连续精馏操作时 操作压力越大 对分离越不利 若进料气液比为1 4 摩尔 时 则进料热状况参数为0 8 分析 若进料汽液比为1 4 则液相占总进量的比率为4 4 1 q值既是进料的液相分率 又是热状况参数 26 当二元理想溶液精馏时 在F xF xD xW 不变的条件下 最小回流比随原料中液相分率的减小而增加 在R不变时 塔釜热负荷随原料中液相分率的减小而降低 27 理想溶液的特点是同分子间作用力等于异分子间作用力 形成的混合溶液中没有容积效应和热效应 28 精馏塔设计时 若工艺要求一定 减少需要的理论板数 回流比应增大 蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应增大 所需塔径应增大 操作费和设备费的总投资将是急速下降至一最低后又上升的变化过程 29 精馏操作时 若进料的组成 流量和气化率不变 增大回流比 则精馏段操作线方程的斜率增加 提馏段操作线方程的斜率减小 塔顶组成增加 塔底组成降低 30 某精馏塔操作时 在进料流量及组成 进料热状况和塔顶流率不变的条件下 增加回流比 则此时塔顶产品组成增加 塔底产品组成减少 精馏段蒸气量增加 精馏段液气比增加 二 选择题 C A B B B C A B A D B A C A A A E B A A 连续精馏塔设计时 当采用塔顶全凝器 泡点回流方案时 为完成分离任务所需理论板数为NT1 若采用塔顶分凝器 而回流比和前方案相同时 则完成同样分离任务塔内所需理论板数为NT2 比较 C A NT2 NT1B NT2 NT1C NT2 NT1D 判断依据不足 分凝器相当于一块理论板 所以完成同样分离任务塔内所需理论板数少 精馏过程中A随回流比的改变而改变 而B则不随之改变 A 操作线 B 平衡线 某双组分混合物 其中A为易挥发组分 液相组成xA 0 6 相应的泡点为t1 气相组成yA 0 6 相应的露点为t2 则B A t1 t2 B t1 t2 C t1 t2 D 不能判断 t1 xA 0 6 YA 0 6 t2 某二元混合物 其中A为易挥发组分 液相组成xA 0 6 相应泡点为t1 与之平衡的气相组成yA 0 7 相应的露点为t2 则 A A t1 t2 B t1 t2 C t1 t2 D 不能判断 t1 xA 0 6 YA 0 7 t2 小结 1 若液相组成xA 气相组成yA时 则相应的泡点ts td露点 2 若液相组成xA与气相组成yA互成平衡 则相应的泡点ts td露点 精馏分离某二元混合物 规定分离要求为 如进料分别为xF1 xF2时 其相应的最小回流比分别为Rmin1 Rmin2 当xF1 xF2时 则A A