化工原理精馏复习题 下载本文

48、设计某二元理想溶液精馏塔时,如保持F,xF,xD,xW不变,则随进料热状况参数的增加,其最小回流比________。

49、设计某二元溶液精馏塔时,保持R,xF,xD,xW不变,若进料热状况参数增加,其总理论板数________。

50、恒沸精馏与萃取精馏主要针对____________和____________的物系,采用第三组分的办法改变原物系的____________。

51、全回流时,达到一定的分离要求所需的理论板数________;最小回流比时,所需的理论板数_________。

52、回流是保证精馏过程能_____________必要条件之一。

53、精馏的基本原理是多次而且同时运用_____________________使混合液得到分离的过程。

54、当遇到需要分离的混合物中组分的________很小,或者是___________时,为了经济合理地获得目的产品就必须采用特殊蒸馏。

55、在精馏塔内,由塔底往上至塔顶,每块塔板上升的蒸汽中,易挥发组分含量逐板_________;而由塔顶往下至塔底,每块塔板溢流的液体中,可挥发组分含量逐板__________。

56、在二元混合物精馏中,相对挥发度a>1,表示平衡时的y___x, a值愈大,表示愈_______分离。

57、对现有一个精馏塔,若将其回流比增大时,其需要的理论板数会_______,产品的浓度会_______。

58、在精馏实验过程中,由塔底往上至塔顶,其温度会________;而易发挥组分的含量会 _______;压力会________。

59、板式精馏塔中每层塔板的作用____________________________________ ______________。

问答题:

1、 试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。

回流比有两个极限,全回流时,达到一定的分离程度需要的理论板层数最小(设备费最低),但无产品取出,对工业生产无意义;最小回流比时,需要无限多理论板层数,设备费为无限大,随回流比加大, NT 降为有限数,设备费降低,但随R加大,塔径、 换热设备等加大,且操作费加大。操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小,通常取R=(1.1~2)Rm i n 。

2、精馏塔在一定条件下操作时,试问将加料口向上移动两层塔板,此时塔顶和塔底产品组成将有何变化?为什么?

答:当加料板从适宜位置向上移两层板时,精馏段理论板层数减少, 在其它条件不变时,分离能力下降,xD ↓,易挥发组分收率降低,xW ↑。

3. 精馏塔在一定条件下操作,试问:回流液由饱和液体改为冷液时,塔顶产品组成有何变化?为什么?

答:从泡点回流改为冷液回流时, xD ↑。其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部分蒸气,放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大,使气相易挥发组分增浓。同时,在塔顶回流比保持不变的条件下,增加了塔内的内回流,这也有利于分离。 4、为什么操作需要塔顶回流?

答:主要是为了保持塔内下降的液流,使精馏塔保持稳定操作。 5、简单蒸馏与精馏有什么相同和不同?

答:它们同属蒸馏操作。简单蒸馏是不稳定操作,只能得到一种产品,产品无需回流,产量小。精馏是复杂的蒸馏,可以是连续稳定过程,也可以是间歇过程。精馏在塔顶、底可以获得两种产品。精馏必须有回流。

6、怎样简捷地在y-x图上,画出精馏段和提馏段操作线?

答:过点(xD,xD )和点(0,xD /(R+1))的连线即为精馏段操作线。

过点(xF,xF ),作斜率为q/(q—1)的进料线与精馏段操作线相交,例如相交点为(xq,y q)。过点(xW,xW )和点(xq,y q)的连线即为提馏段操作线。 7、全回流与最小回流比的意义是什么?各有什么用处?一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?

答:全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。开工时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回比,至规定回流比。

最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷。是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流比的1.1~2.0倍。 8、精馏塔进料的热状况对提馏段操作线有何影响?

答:进料的热状况不同,q值及q线的斜率也不同,故q线与精馏段操作线的交点亦因进料热状 不同而变动,从而提馏段操作线的位置也就随之而变动。 9、精馏操作中,加大回流比时,对塔顶产品有何影响?为什么?

答:当精馏塔的塔板数已固定,若原料的组成及其受热状况也一定时,则加大回流比R可以提高产品的浓度(因操作线改变),但由于再沸的负荷一定(即上升蒸汽V一定),此时R加大会使塔顶产量下降[因V=(R+1)D,而R↑则D↓,即降低塔的生产能力。

10、全塔效率与单板效率有何不同?

答:单板效率η单表示气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过该 层理论板前后组成变化的比值,它仅表示该层(或某层)分离效果的反映,常用于塔板结构的研究中,而全塔效率η中N与N的比值,仅表示全塔中各板分离效果(即传质效果)的平均值。 11、精馏塔中精馏段的作用?

答:此段是利用回流液把上升蒸汽中难挥发组分(又叫重组分)逐步冷凝下来,同时回流液中挥发组分(又叫轻组分)汽化出来,从而在塔顶得到较纯的易挥发组分。

12、试说明精馏塔中提馏段的作用?

答:此段是利用上升蒸汽把液相中易挥发的组分汽化出来,同时上升蒸汽中的难挥发组分逐板冷凝下来,从而在塔釜获得较纯的难挥发组分。 13、试说明精馏操作中“回流”的作用。

答:其作用:稳定每层塔板两相浓度,同时由于回流液的温度低于下一层塔板上升蒸汽的温度,故作为下一层塔板上升蒸汽的冷凝剂使上升蒸汽中难挥发组分冷凝下来,而提高上升蒸汽中易挥发组分的浓度,与此同时,回流液中的易挥发组分也汽化出来(得到上升蒸冷凝时放的热量),这样就保证了每层塔板上发生一次部分汽化和部分冷凝作用,经过多次(多层)的部分汽化和冷凝就能达到分离混合液的作用,故回流是保证精馏能连续稳定进行下去的必要条件之一。