化工操作工單元操作基礎(chǔ)

化工操作工單元操作基礎(chǔ)（萃取、干燥、蒸餾、吸收、蒸發(fā)）第一部分：萃取概念：萃取是利用液體混合物各組分在溶劑中溶解度的差異來分離液體混合物的操作。1、選擇題固體和液體的溶解度，指的是在一定溫度下，物質(zhì)在（ ）中達(dá)到溶解平衡時溶解的質(zhì)量。A.100g溶液 B.100g溶劑 C.1000g溶液 D.1000g溶劑壓強(qiáng)對（ ）物質(zhì)的溶解度有很大的影響。A.固體 B.液體 C.氣體 D.所有體系內(nèi)具有相同物理化學(xué)性質(zhì)，并且完全均勻的部分，稱為（ 。A.相 B.物系 C.溶液 D.溶膠物系：化學(xué)上指一定數(shù)量和一定種類的物質(zhì)所組成的整體溶液：混合物，并非完全的均勻。溶膠：非均勻膠體顆粒分散在液體中。液液萃取是一個（ ）過程。A.機(jī)械混合 B.傳熱 C.動量傳遞 D.傳質(zhì)液液萃取是依據(jù)液體混合物各組分（ ）的不同，而使混合液中各組分達(dá)到一程度的分離的。A.揮發(fā)度 B.在某一溶劑中的溶解度C.沸點(diǎn) D.任何性質(zhì)兩組分混合液萃取分離時，在萃取相中有（ ）組分。A.2個 B.3個 C.4個 D.1個在萃取操作中，一般可用（ ）的方法回收溶劑。A.吸收 B.蒸發(fā) C.蒸餾 D.結(jié)晶萃取操作選用的溶劑與所萃取物的沸點(diǎn)差別較大，易于采用蒸餾回收。8（ ）不是萃取劑必須滿足的條件。A.與被分離混合物完全不互溶 B.與被分離組分具有選擇性C.可與被分離混合物完全互溶 D.與被分離混合物部分互溶9（ ）情況下，采用精餾比萃取更為合適。A.兩組分相對揮發(fā)度較大 B.兩組分沸點(diǎn)接近C.分離的組分濃度很低 D.組分是熱敏性物質(zhì)揮發(fā)度。2（1）液體的溶解度大小與溫度無關(guān)，與壓強(qiáng)有關(guān)。 （錯 ）溶解能力的大小，一方面決定于物質(zhì)的本性；另一方面也與外界條件如溫度，壓強(qiáng)、溶種類等有關(guān)。壓強(qiáng)氣體溶解度影響較大。（2）溶液質(zhì)量濃度等于溶解度時，這種溶液稱為飽和溶液。（對）（3）溶液萃取與精餾一樣，都是傳質(zhì)、傳熱同時進(jìn)行的過程。傳質(zhì)是體系中由于物質(zhì)濃度不均勻而發(fā)生的質(zhì)量轉(zhuǎn)移過程。（錯）傳熱是因溫度差而產(chǎn)生熱量從高溫區(qū)向低溫區(qū)的轉(zhuǎn)移。萃取可能不發(fā)生傳熱過程。（4）在萃取操作中，選用的溶劑稱為萃取劑。（對）（5）在萃取操作中，混合液體里的易溶組分稱為溶質(zhì)。（對）（6）溶質(zhì)與溶劑的沸點(diǎn)差大，有利于萃取相的分離。萃取劑與溶質(zhì)的分離通常采用蒸餾的方法，沸點(diǎn)差大易于蒸餾操作。（對）液液萃取過程中，原料液和萃取劑充分混合后，只能靠重力作用分層（錯 可以使用離心分離。在萃取操作中，萃取劑與原溶劑是不互溶或者部分互溶的。 （對 在萃取操作中，難溶于萃取劑的組分稱為原溶劑（稀釋劑。3、計算題1000g食鹽溶液中，含有氯化鈉80g，求該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于：溶質(zhì)的質(zhì)量/溶液的質(zhì)量X100%溶液質(zhì)量=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量第二部分：干燥概念：利用加熱的方法，使物料的濕分氣化并除去的操作，稱為干燥。按熱能傳給物料的方式，干燥可分為傳導(dǎo)干燥、對流干燥、輻射干燥和介電加熱四種方式。（冷凍干燥）1、選擇題在化學(xué)工業(yè)中，把（ ）中的水分或其他液體稱為濕分。氣體原料、半成品和成品 B.液體原料、半成品和成品C.固體原料、半成品和成品 D.所有原料、半成品和成品在化工生產(chǎn)中，把（ ）去濕法稱為干燥?；瘜W(xué) B.機(jī)械 C.熱能 D.升華空氣的相對濕度越高，其吸收水蒸氣的能力（ ）越大 B.越小 C.不變 D.無法判斷2、判斷題在化工生產(chǎn)中，物料中所含有的大部分濕分已經(jīng)除去，剩下少量的濕分時，才用干燥加以除去。 （對 ）干燥是傳質(zhì)和傳熱同時進(jìn)行的過程。 （對 ）3、簡答題（1）什么是分壓？什么是蒸氣壓？混合氣體中，某組分氣體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為該組分的分壓，它等于該組分氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積、相同溫度時的壓強(qiáng)。在一定溫度下，與液體達(dá)到相平衡的蒸汽具有的壓強(qiáng)，稱為飽和蒸汽壓，簡稱蒸氣壓。第三部分：蒸餾以達(dá)到混合液中各組分得以部分分離的方法，稱為簡單蒸餾。1、選擇題若分離乙醇和水的混合液，要用下列哪個單元操作（ 。吸收 B.蒸餾 C.蒸發(fā) D.萃乙醇沸點(diǎn)78.4℃下列哪個不是精餾操作的依據(jù)（ 。沸點(diǎn)不同 B.揮發(fā)度不同C.相同溫度下的飽和蒸氣壓不同 D.粘度不同作易揮發(fā)物。要想含有ABC三種組分的溶液分離成含有某一組分較高的三種溶液，至少需要（ ）個精餾塔。A.1 B.2 C.3 D.4精餾塔中自上而下（ 。分為精餾段、加料板和提鎦段三部分 B.溫度依次降低C.易揮發(fā)組分濃度依次降低 D.蒸汽量依次減少在精餾塔中，當(dāng)某塊塔板上的濃度與原料的濃度相近或相等時，料液由此板加入，該（包括加料板最小回流比（ ?；亓髁拷咏诹?B.在生產(chǎn)中有一定應(yīng)用價值C.不能用公式計算 D.是一種極限狀態(tài)，可用來計算實(shí)際回流比回流是精餾操作的必要條件，而回流比的大小又直接影響精餾塔設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)流不，適宜的回流比介于這兩者之間?；亓鞅萊=L（塔頂返回塔內(nèi)的回流液流量D（塔頂產(chǎn)品流量）從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)，適宜回流比R應(yīng)取（ ）倍最小回流比RminA.1.1 B.1.3 C.1.7 D.2.0R =（1.1～2.0）R適宜 min最小回流比對用于無窮多塔板數(shù)。增加回流比起初可以顯著降低所需塔板數(shù)，R適宜1.1時，操作費(fèi)用最低?；亓鞅鹊脑黾訉⒃龃笏斃淠骱退自俜衅鞯拿娣e，設(shè)備費(fèi)用上升。下列分離過程不屬于傳質(zhì)分離過程的是（ 。萃取 B.吸收 C.精餾 D.離心沉降若要求兩元混合液分離成較純的兩個組分，則應(yīng)采用（ 。平衡蒸餾 B.簡單蒸餾 C.精餾 D.無法確簡單蒸餾是將原料液一次性加入蒸餾釜中平衡蒸餾又稱閃蒸，用泵將物料加熱，經(jīng)過換熱器加熱進(jìn)入減壓塔中閃蒸。某精餾塔的溜出液量是50kmol/h，回流比是2，則精餾段的回流液量是（ 。100kmol/h B.50kmol/h C.25kmol/h D.125kmol/h回流=回流比R=L（塔頂返回塔內(nèi)的回流液流量D（塔頂產(chǎn)品流量2=L/50 L=100當(dāng)分離沸點(diǎn)較高，而且又是熱敏性混合液時，精餾操作壓力應(yīng)采用（ 。加壓 B.減壓 C.常壓 D.不確定塔頂冷凝器的作用是提供（ ）產(chǎn)品并保證有適宜的液相回流。塔頂氣相 B.塔頂液相 C.塔底氣相 D.塔底液相連續(xù)精餾中，精餾段操作線隨（ ）而變?；亓鞅?B.進(jìn)料熱狀況 C.殘液組成 D.進(jìn)料組成在常壓下苯的沸點(diǎn)80.1攝氏度環(huán)己烷的沸點(diǎn)80.73攝氏度欲使兩組分得到有效分離，易采用（ 。恒沸精餾 B.普通精餾 C.萃取精餾 D.水蒸氣精餾（（ ）是保證精餾過程連續(xù)穩(wěn)定操作的必要條件。A. 液相回流 B.進(jìn)料 C.側(cè)線采出 D.產(chǎn)品提純回流比的（ ）值為全回流。上限 B.下限 C.算術(shù)平均 D.幾何平均下列選項(xiàng)不屬于精餾設(shè)備主要部分的是（ 。精餾塔 B.塔頂冷凝器 C.再沸器 D.溜出液儲槽在多數(shù)板式塔內(nèi)氣液兩相的流動，從總體上是（ 。逆流 B.并流 C.錯流 D.折流在精餾操作中，從塔釜到塔頂?shù)膲毫ψ兓牵?。由高到低 B.由低到高 C.不變 D.無法確定有關(guān)精餾的操作，敘述錯誤的是（ 。精餾的實(shí)質(zhì)是多級蒸餾精餾裝置的主要設(shè)備有：精餾塔、再沸器、冷凝器精餾塔以進(jìn)料板為界，上部為精餾段，下部為提溜段精餾是利用各組分密度不同，分離互溶液體混合物的單元操作在多數(shù)板式塔內(nèi)氣液兩相的流動，在每層塔板上兩相為（ ）流流動。逆 B.并 C.錯 D.折4、判斷題（1）蒸餾是把水中的固體雜質(zhì)通過加熱而除去的一種操作。（錯）（2）蒸餾的原料幾乎都是由若干組分組成的液體混合物。（對）（3）蒸餾的產(chǎn)品一定是只有一種組分的純凈物，不可能是混合物。（錯）（4）在Y-X圖中，平衡線離對角線越遠(yuǎn)，說明該溶液越難分離。（錯）（5）在精餾塔中，蒸氣從塔底向塔頂上升，蒸氣中的易揮發(fā)組分的濃度逐漸增大，而難揮發(fā)組分的濃度不變。 錯）（6）精餾塔板的作用主要是為了支撐液體。 （錯）（7）飽和蒸氣壓越大的液體，沸點(diǎn)較高，容易汽化。 （錯）（8）在混合液中，沸點(diǎn)較高的組分稱為易揮發(fā)組分。 （錯）（9）全部汽化和全部冷凝，都不能實(shí)現(xiàn)溶液分離。 （對）（10）蒸餾和蒸發(fā)都是以加熱汽化為前提的。 （對）（11）蒸發(fā)分離的溶劑和溶質(zhì)都是具有揮發(fā)性的溶液。 （錯）（12）蒸餾和蒸發(fā)一樣，在操作過程中溶質(zhì)和溶劑同時汽化。 （錯）（13）將氣體液化以后也可以用蒸餾的方法將其分離。 （對）（14）精餾是蒸餾的一種。 （對）（15）特殊蒸餾包括蒸汽蒸餾，恒沸蒸餾、萃取蒸餾等。 （對）（16）凡是塔頂溜出液中只有兩個組分的蒸餾都稱為二元蒸餾。 （錯）（17）按操作壓力大的不同，蒸餾可以分為加壓蒸餾和減壓蒸餾兩大類（錯）（18）在精餾過程中，原料必須從正中間的一塊板進(jìn)入。 （錯）（19）精餾塔只用塔頂和塔底兩個產(chǎn)品出口。 （錯）（20）對于間歇精餾過程，精餾塔只有精餾段和沒有提鎦段。（對）（21）在精餾塔中，從上到下，液體的輕組分逐漸增大。（錯）（22）將溶液加熱沸騰，產(chǎn)生第一個氣泡時的溫度，稱為泡點(diǎn)。（對）（23）連續(xù)進(jìn)料精餾塔停車時，先停再沸器，后停進(jìn)料。（錯）當(dāng)相對揮發(fā)度a﹥1時，說明該溶液能夠分離，當(dāng)相對揮發(fā)時，則該溶液不能分離。 （錯 ）易揮發(fā)物揮發(fā)度=該組分在蒸汽中的分壓/氣液平衡時該組分在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)相對揮發(fā)度：易揮發(fā)組分揮發(fā)度（飽和蒸汽壓）/難揮發(fā)組分的揮發(fā)度（飽和蒸汽壓）在精餾塔的不同部分，溶液的相對揮發(fā)度都相等。 （錯 ）將一部分塔頂溜出液返回塔內(nèi)的過程，稱為回流，有的精餾塔有回流，有的則以沒有回流。 （錯 ）蒸餾操作是一個傳質(zhì)和傳熱同時進(jìn)行的過程。 （對 ）連續(xù)精餾預(yù)進(jìn)料時，先打開防空閥，充氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)中的空氣，以防在進(jìn)料時現(xiàn)事故。 （對 ）精餾塔的精餾段和提鎦段是以進(jìn)料板為界線劃分的進(jìn)料板既不屬于精餾段也不屬于提鎦段。 （錯 離開精餾塔的同一塊板的汽液相符合平衡關(guān)系。 （錯 ）4、簡答題（1）簡述精餾原理，說明實(shí)現(xiàn)精餾定態(tài)操作的必要條件是什么？答：精餾是利用組分揮發(fā)度的差異，同時進(jìn)行多次部分汽化和多次部分冷凝使其得到分離的過程。上升蒸氣流和液體回流是造成氣、液兩相以實(shí)現(xiàn)精餾定態(tài)操作的必要條件。簡述精餾塔原始開車的一般程序？答：按以下程序進(jìn)行：①檢查；②吹掃和清除；③系統(tǒng)水壓實(shí)驗(yàn)和氣密性實(shí)驗(yàn)；④單機(jī)試車和聯(lián)動試車；⑤系統(tǒng)的置換；⑥系統(tǒng)開車。什么叫理論板？答：所謂理論塔板，是指在塔板上氣液兩相接觸十分充分、接觸時間足夠長，以致從該板上升的蒸氣組成與自該板下降液相組成之間處于平衡狀態(tài)。精餾塔中氣相組成、液相組成及溫度沿塔高如何變化？答：氣相中易揮發(fā)組分的組成從塔底向塔頂逐漸增加；液相中難揮發(fā)組分的組成從塔頂?shù)剿字饾u增加，溫度從塔頂至塔底逐步升高。精餾塔中精餾段的作用？從而在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分。第四部分：吸收概念：吸收是利用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑來處理氣體混合物，使其中一種或多種組分由汽相轉(zhuǎn)為液相的操作。1、選擇題吸收的基本依據(jù)是利用氣體混合物中各個組分在液體吸收劑的（ ）不來分離的。A．密度 B．比熱容 C．揮發(fā)度 D．溶解度下列過程屬于吸收過程的是（ 。A．乙醇水溶液的分離B．儀器中放有硅膠粒CCOH2D．用乙醇胺溶液清除合成氣中雜質(zhì)氣體一個完整的工業(yè)吸收過程應(yīng)包括（ 。A．只是吸收部分 B．只是解吸部分C．吸收和解吸部分 D．難以說明吸收操作的作用是分離（ 。A．氣體混合物 B．液體均相混合物C．互不相溶混合物 D．氣體混合物氣體的溶解度，指的是在一定的溫度和壓力下（ ）中所能溶解的氣體體積。A．一個體積溶劑 B．一個體積溶液C．100個體積溶劑 D．100個體積溶液壓強(qiáng)增大時，氣體的溶解度（ 。A．降低 B．增大 C．不變 D．先增大，后不變在混合物中，各個組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和都（ 。A．大于1 B．小于1 C．等于1 D．?dāng)?shù)值不能確2、判斷題（1）在吸收中，不被吸收的組分稱為惰性氣體。（對）（2）吸收是一個單向傳質(zhì)過程。（對）（3）在選擇吸收塔的填料時，填料的體積越大越好。（錯）（4）單位體積填料中所具有的表面積稱為填料的比表面積。（對）3、計算題（1）在苯和甲苯的混合液中，有苯50g，甲苯100g，試求苯和甲苯在混合液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4、簡答題什么叫物理吸收和化學(xué)吸收？答：在吸收過程中不伴有明顯化學(xué)反應(yīng)的，稱為物理吸收；如果有明顯的化學(xué)反應(yīng)，則稱為化學(xué)吸收。什么叫質(zhì)量分?jǐn)?shù)？答：混合物中某一組分的質(zhì)量與混合物總質(zhì)量的比值稱為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。什么叫摩爾分?jǐn)?shù)？答：摩爾分?jǐn)?shù)是混合物中某一組分的物質(zhì)與