化工原理實(shí)驗(yàn)思考題答案(16692)-資料下載頁(yè)
2025-06-24 04:11本頁(yè)面
【正文】 ？答：精餾的加熱方式可分為直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱兩種，工業(yè)上多采用前者。當(dāng)F、q、R、相同時(shí)，兩種加熱方式的精餾段操作線位置相同，提餾段操作線也是斜率相同的直線，但兩者端點(diǎn)不同。對(duì)于間接蒸汽加熱，端點(diǎn)在對(duì)角線上對(duì)直接蒸汽加熱，端點(diǎn)在x軸上，直接蒸汽加熱法較間接蒸汽加熱法理論板數(shù)稍多。當(dāng)欲分離的物系為水和易揮發(fā)組分的混合液時(shí)，宜采用直接蒸汽加熱方式，這樣可節(jié)省再沸器，提高傳熱速率，但由于精餾中加入水蒸汽，使從塔底排出的水量增加，若餾出液組分一定，則隨釜液損失的易揮發(fā)組分增多，使其回收率減少，若保持相同的回收率，必須降低塔釜組成，這樣提餾段理論塔板數(shù)就會(huì)相應(yīng)增加。精餾實(shí)驗(yàn)問(wèn)題3：⑴ 在求理論板數(shù)時(shí)，本實(shí)驗(yàn)為何用圖解法，而不用逐板計(jì)算法？答：相對(duì)揮發(fā)度未知，而兩相的平衡組成已知。⑵ 求解q線方程時(shí)，Cp，m，γm需用何溫度？答：需用定性溫度求解，即：Cp，m的定性溫度為原料溫度與原料組成下泡點(diǎn)溫度的平均值，γm的定性溫度為原料組成下泡點(diǎn)溫度。⑶ 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何處理？答；① 初始加熱速度過(guò)快，出現(xiàn)過(guò)冷液體和過(guò)熱液體交匯，釜內(nèi)料液受熱不均勻。② 在開(kāi)始階段要緩慢加熱,直到料液沸騰，再緩慢加大加熱電壓。③ 出現(xiàn)瀑沸后，先關(guān)閉加熱電壓，讓料液回到釜內(nèi)，續(xù)滿(mǎn)所需料液，在重新開(kāi)始加熱。⑷ 取樣分析時(shí)，應(yīng)注意什么？答：取樣時(shí)，塔頂、塔底同步進(jìn)行。分析時(shí)，要先分析塔頂，后分析塔底，避免塔頂乙醇大量揮發(fā)，帶來(lái)偶然誤差。⑸ 寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的操作步驟。答：①預(yù)熱開(kāi)始后，要及時(shí)開(kāi)啟塔頂冷凝器的冷卻水，冷卻水量要足夠大。②記下室溫值，接上電源，按下裝置上總電壓開(kāi)關(guān)，開(kāi)始加熱。③緩慢加熱，開(kāi)始升溫電壓約為40～50伏，加熱至釜內(nèi)料液沸騰，此后每隔5～10min升電壓5V左右，待每塊塔板上均建立液層后，轉(zhuǎn)入正常操作。當(dāng)塔身出現(xiàn)壁流或塔頂冷凝器出現(xiàn)第一滴液滴時(shí)，開(kāi)啟塔身保溫電壓，開(kāi)至150 V，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程保持保溫電壓不變。④等各塊塔板上鼓泡均勻，保持加熱電壓不變，在全回流情況下穩(wěn)定操作20min左右，用注射器在塔頂，塔底同時(shí)取樣，分別取兩到三次樣，分析結(jié)果。⑹ 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如何判斷操作已經(jīng)穩(wěn)定，可以取樣分析？答：判斷操作穩(wěn)定的條件是：塔頂溫度恒定。溫度恒定，則塔頂組成恒定。⑺ 分析樣品時(shí)，進(jìn)料、塔頂、塔底的折光率由高到底如何排列？答:折光率由高到底的順序是：塔底，進(jìn)料，塔頂。⑻ 在操作過(guò)程中，如果塔釜分析時(shí)取不到樣品，是何原因？答：可能的原因是：釜內(nèi)料液高度不夠，沒(méi)有對(duì)取樣口形成液封。⑼ 若分析塔頂餾出液時(shí)，折光率持續(xù)下降，試分析原因？答：可能的原因是：塔頂沒(méi)有產(chǎn)品餾出，造成全回流操作。⑽ 操作過(guò)程中，若發(fā)生淹塔現(xiàn)象，是什么原因？怎樣處理？⑾ 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，預(yù)熱速度為什么不能升高的太快？答：釜內(nèi)料液受熱不均勻，發(fā)生瀑沸現(xiàn)象。⑿ 在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，為什么塔板上的液層不是同時(shí)建立？答：精餾時(shí)，塔內(nèi)的蒸汽從塔底上升，下層塔板有上升蒸汽但無(wú)下降液體；塔頂出現(xiàn)回流液體，從塔頂下降，塔頂先建立液層，隨下降液體通過(guò)各層塔板，板上液層液逐漸建立。⒀ 如果操作過(guò)程中，進(jìn)料濃度發(fā)生改變，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？ 答：塔頂 下降，塔釜上升⒁ 如果加大回流比，其它操作條件不變，塔頂、塔底產(chǎn)品的濃度如何改變？答：塔頂 上升，塔釜下降。⒂ 如果操作時(shí)，直接開(kāi)始部分回流，會(huì)有何后果？答：塔頂產(chǎn)品不合格。⒃ 為什么取樣分析時(shí)，塔頂、塔底要同步進(jìn)行？答：打開(kāi)進(jìn)料轉(zhuǎn)子流量計(jì)，開(kāi)啟回流比控制器，塔頂出料，打開(kāi)塔底自動(dòng)溢流口，塔底出料。⒄ 如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室里有較濃的乙醇?xì)馕叮嚪治鲈?？答：原因可能是：塔頂冷凝器的冷卻量不夠，塔頂上升的乙醇蒸汽沒(méi)有被完全冷卻下來(lái)，散失于空氣中。⒅ 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，何時(shí)能觀察到漏夜現(xiàn)象？答：在各層塔板尚未建立穩(wěn)定的液層之前，可觀察到漏液現(xiàn)象。⒆ 在操作過(guò)程中，若進(jìn)料量突然增大，塔釜、塔頂組成如何變化？答：塔頂 下降，塔釜上升。精餾實(shí)驗(yàn)問(wèn)題4：,塔釜壓力為什么是一個(gè)重要的參數(shù)?塔釜壓力與什么因素有關(guān)?精餾的原理是根據(jù)各物質(zhì)在一定的溫度下蒸汽分壓不同，通過(guò)層層塔板液氣交換而達(dá)到精餾（分離）的目的。各物質(zhì)在不同壓力下其蒸汽分壓是不同的，所以其操作壓力是很重要的參數(shù)。塔釜壓力與各物質(zhì)的物理性質(zhì)有關(guān)，與操作溫度和要求的精餾純度相關(guān)。板式塔上氣液兩相發(fā)生錯(cuò)流運(yùn)動(dòng)?能否采用減少塔頂出料量D的方法操作中增加回流比的方法是增加再沸器的蒸汽，增加上升氣流量?？梢酝ㄟ^(guò)減少塔頂采出，但進(jìn)料量也要相應(yīng)減小，否則塔釜輕組分將增多，恢復(fù)正常的最快，最有效的方法是什么？對(duì)于此種D/F過(guò)大的情況，可保持塔釜加熱負(fù)荷不變，增大進(jìn)料量和塔釜出料量，減小塔頂采出量，使得精餾塔在塔頂采出量進(jìn)料量塔釜出料量的條件下操作一段時(shí)間，以迅速?gòu)浹a(bǔ)塔內(nèi)的輕組分量，使之盡快達(dá)到正常的濃度分布。待塔頂溫度迅速下降至正常值時(shí)，再將進(jìn)料量和塔頂、塔釜出料量調(diào)節(jié)至正常操作數(shù)值。,當(dāng)進(jìn)料太大時(shí),為什么會(huì)出現(xiàn)精餾段的干板,甚至出現(xiàn)塔頂既沒(méi)有回流又沒(méi)有出料的現(xiàn)象？應(yīng)如何調(diào)節(jié)？進(jìn)料量太大，在提餾段的塔板上，蒸發(fā)量太小或者沒(méi)了，自然就干了，當(dāng)進(jìn)料量從4L/h增加到6L/h時(shí)，塔頂回流量減少，出料量也減少了，試分析解釋這一現(xiàn)象。，塔釜出料管沒(méi)有安裝流量計(jì)，如何判斷和保持全塔物料平衡？二、 填空題精餾實(shí)驗(yàn)中，回流比通過(guò) 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 調(diào)節(jié)，全回流時(shí)，D= 0 。精餾實(shí)驗(yàn)中所用篩板塔實(shí)際塔板數(shù)為 16 塊，填料塔所用填料為 θ環(huán)散裝填料 。精餾實(shí)驗(yàn)裝置中，塔釜加熱采用 電加熱 ，塔頂冷凝器為 列管換熱器 。全塔效率ET= NT/NP ，等板高度HTEP= Z/NT 。精餾實(shí)驗(yàn)配制原料時(shí)，用 酒精比重計(jì) 測(cè)濃度，全塔穩(wěn)定后取塔頂、塔底及原料樣品，用 氣相色譜 分析含量。 在本實(shí)驗(yàn)室的精餾實(shí)驗(yàn)中應(yīng)密切注意釜壓，正常操作維持在23kPa，如果達(dá)到5～8kPa，可能出現(xiàn) 液泛 ，應(yīng)_減少加熱電流_（或停止加熱，將進(jìn)料、回流和產(chǎn)品閥關(guān)閉，并作放空處理，重新開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。三、選擇題： 精餾實(shí)驗(yàn)開(kāi)工時(shí)采用哪種Ｒ？（C） 在塔內(nèi)什么位置上必須設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)？(B) 1
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