分离工程简答题

分离工程简答题

1. 试描述“逆行精馏” 效应，实际操作中如何减弱或消除？

答：精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的最低值提到冷凝器中的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精馏成果被抵消的情况，称为“逆行精馏”效应。提高回流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。

2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。

答：因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，称为溶剂回收段。

3.某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数?

答：所谓塔顶产品不合格，是指塔顶馏出物中重组分含量较多。因此，可以通过适当加大回流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。

4．非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点?

答：非均相催化反应精馏，即将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。

优点:

1).对于受平衡制约的反应，采用催化精馏能够大大超过固定床的平衡转化率。

2).由于精馏作用移出物系中较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。

5．萃取精馏和共沸精馏的相同点和不同点是什么？

答：相同点：

都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。

不同点：

1)可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多，且萃取剂用量不像共沸剂受限制；

2)共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；

3)共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易，流程较简单，只用于连续操作；

4)同样压力下共沸精馏温度低，适于热敏性物料。

7．计算最小回流比所用恩特伍德公式的假设条件是什么？

答：假定：

1) 塔内汽相和液相均为恒摩尔流率；

2）各组分的相对挥发度均为常数；

8．物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？

答：物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程。

吸收塔内从塔顶到塔釜，气、液相浓度都是上升的，温度也是上升的。

9．如何判断闪蒸问题是否成立？

答：方法一：分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的露点和泡点温度，然后核实闪蒸温度是否处于泡露点温度之间。若该条件成立，则闪蒸问题成立。

方法二：计算ΣKizi和Σzi/Ki,若ΣKizi>1, 说明TB1，说明TD>T。综合两种试算结果，只有TB10.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。

答：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；

2）最困难的分离应放在塔序的最后；

3）应使各个塔的馏出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；

4）分离很高挥手率的组分的塔应放在塔序的最后；

5）进料中含量高的组分尽量提前分出。

1、如图1—图2，说明此二元物系是何种体系，各区状态、两组分沸点TA与TB的大小、精馏的产品？并画出对应的Y-X相图。

（一）多组分精馏简答题

2、简述绝热闪蒸过程的特点。

答：绝热闪蒸过程是等焓过程，节流后压力降低，所以会有汽化现象发生，汽化要吸收热量，由于是绝热过程，只能吸收本身的热量，因此，体系的漫度降低。

3、图中A塔的操作压力量对比20atm，塔底产品经节流阀后很快进入B塔。B塔的操作压力为10atm，试问：

（1）液体经节流后会发生哪些变化？

（2）如果B塔的操作压力为5atm时，会与在某些方面10atm下的情况有何不同？

答：（1）经节流后有气相产生，由于气化要吸收自身的热量，系统温度将降低。

（2）B塔的操作压力为5时比操作压力为10时气化率大，温度下降幅度也大。

4、普通精馏塔的可调设计变量是几个？试按设计型和操作型指定设计变量。

答：普通精馏塔由4个可调设计变量。按设计型：两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量。

5、简述逐板的计算进料位置的确定原则。

答：使全塔理论板数最少为原则，看分离效果的好坏来确定。从塔底向上计算时， 越大越好，从塔项往下计算时 越小越好

6、简述逐计算塔顶的判断原则。

答：使全塔理论板数最少为原则，看分离效果的好坏来确定。即（）n>（）则第n板为塔顶板。

7、简述逐计算的计算起点的选择原则。

答：以组分的组成估算最精确的误差最小的那块板开始逐板计算。

8、简述精馏过程最小回流时的特点。

答：最小回流比是精馏的极限情况之一，此时，为完成给定的分离任务，所需要理论经板数无穷多，如果回流比小于最小回流比，则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务。

9、简述精馏过程全回流的特点。

答：全回流是精馏的极限情况之一。全回流所需的理论板数最少。此时，不进料，不出产品。

10、简述简捷法的特点。

答：简捷法是通过N、Nm、R、Rm四者的关系计算理论的板数的近似计算法，其计算简便，不需太多物性数据，当要求计算精度高时，不失为一种快捷的方法，也可为精确计算提供初值。

（二）特殊精馏简答题

10、简述萃取塔操作要注意的事项。

答：（1）气液相负荷不均，液相负荷远大于气相负荷；（2）塔物料的温度要严控制；（3）回流比不能随意调整。

11、萃取精馏塔如果不设回收段，把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什么后果，为什么？

答：在萃取精馏中不设回收段，将会使入塔顶的萃取剂得不到回收，塔顶产品夹带萃取剂，从而影响产品的纯度，使塔顶得不到纯净的产品

13、从热力学角度简述萃取剂的选择原则

答：萃取剂应能使的体系的相对挥发度提高，即与塔组分形成正偏差，与塔组分形成负偏差或者理想溶液。

14、从工艺角度简述萃取剂的选择原则。

答：（1）容易再生，即不起化学反应、不形成恒沸物、P沸点高；（2）适宜的物性，互溶度大、稳定性好；（3）价格低廉，来源丰富。

15、说出4种恒沸剂的回收方法。

答：（1）冷疑分层；（2）过冷分层；（3）变压精馏；（4）萃取

16、恒沸精馏中，恒沸剂用量不能随便调整？为什么？

答：因恒沸剂用量与塔的产品纯度不关，多或少都不能得到所希望的目的产物。

（三）吸收简答题

17、吸收的有利条件是什么？

答：低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。

18、试分板吸收因子对吸收过程的影响？

答：吸收因子 ，吸收因子越大对吸收有利，所需的理论板数越少，反之变然

22、过程中，若关键组分在操作条件下的吸收因子A小于设计吸收率 ，将会出现什么现象？

答：此时，吸收塔无论有多少块理论板也完不成给定的分离任务，只能达到小于等于A的吸收率。正常操作时，A应大于吸收率

（四）吸附简答题

25、表观吸附量等于零，表明溶质不被吸附对吗？

答：不一定。表观吸附量只有在溶液是稀液、溶质吸附不明显时，才能代表实际的吸附量，因此 ，不能单纯用表观吸附量等于零看溶质是否被吸附与否

26、用两种他分子筛吸附CO2时透过曲线如图所示.试分析哪一种分子筛更好,为什么?

答：13X分子筛更好，因为13X分子筛的透过曲线更陡，说明吸附负荷曲线也陡，床层利用率高，达到破点的时间长。

27、吸附剂的选择原则。

答：（1）选择性高；（2）比表面积；（3）有一定的机械强度；（4）有良好的化学稳定性和热稳定性。

28、吸附过程的优点。

答：（1）选择性高；（2）吸附速度快，过程进行的完全；（3）常压压操作，操作费用与投资费用少。

29、吸附过程的缺点。

答：（1）吸附溶量小、吸附剂用量大，设备比较庞大；（2）吸附剂的运输、装料、卸料较困难；（3）吸附剂不容易找到，吸附理论不完善。

30、吸附质被吸附剂吸附一脱附他哪几步？

答：（1）外扩散组份穿过气膜或液膜 到固体表面；（2）内扩散组份进入内孔道；（3）吸附；（4）脱附；（5）内扩散组份内孔道来到外表面；（6）外反扩散组份穿过气膜或液膜到气相主体流。