名校考研真题第8章蒸馏和吸收塔设备一、填空题1．一逆流操作的常压填料吸收塔，拟用清水吸收混合气所含的少量溶质。
入塔气体中含1%（体积%），经吸收后要求溶质被回收80%。
已知平衡线的关系为y =x ，则最小液气比为。
[浙江大学2004研]【答案】0.8【解析】最小液气比公式：D e min e ex y R y x -=-代入已知数据：b a b b *minb b 20%0.8/y y y y L G x y m --⨯⎛⎫=== ⎪⎝⎭则最小液气比为0.8。
二、选择题1．在下列物系中，不宜用填料塔操作的是（）。
[四川大学2008研]A．易起泡物系B．热敏性物料C．腐蚀性物系D．有固体悬浮物的物系【答案】D【解析】填料塔用于塔径小，真空操作易起泡，腐蚀性物系，热敏性物系，不宜处理聚合或含有固体悬浮的物系。
三、简答题1．何谓填料塔的载点、泛点？何谓填料层的等板高度？[江苏工业学院2008研]答：当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的∆p /z ～u 的关系是直线，其斜率为1.8～2.0。
当有一定的喷淋量时，∆p /z ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
达到“载点”后，随着气体流量的增大，明显阻止液体下降，压降曲线变陡，气液两相流动的交互影响便得比较明显。
“泛点”为刚刚出现液泛现象时的点。
填料层的等板高度（HETP）是指填料塔一块理论板所对应的填料层高度。
2．现需标定不锈钢压延孔环散装填料的空隙率和当量高度，试设计实验方案（绘出示意图和标出重要仪表），并简述测试步骤。
在塔径一定时，对填料的尺寸有何要求？[清华大学2001研]答：在大量筒内填充量筒体积五分之四的不锈钢压延孔环散装填料，读出此时不锈钢压延孔环散装填料的体积（V ）。
用量杯量取一定量的水，记录杯中水的体积，将量杯里的水徐徐注入不锈钢压延孔环散装填料的空隙内，直至水淹没不锈钢压延孔环散装填料，计算出水的用量（1V ）。
习题相平衡1．已知甲醇和丙醇在80℃时的饱和蒸汽压分别为181.13kPa 和50.92kPa ，且该溶液为理想溶液。
试求：（1）80℃时甲醇与丙醇的相对挥发度；（2）若在80℃下汽液两相平衡时的液相组成为0.6，试求汽相组成； （3）此时的总压。
解：（1）甲醇与丙醇在80℃时的相对挥发度557.392.5013.181===o BoA p p α（2）当x=0.6时 ()842.06.0)1557.3(16.0557.311=⨯-+⨯=-+=x x y αα（3）总压kPa yxp p o A 07.129842.06.013.181=⨯==2．已知二元理想溶液上方易挥发组分A 的气相组成为0.45（摩尔分率），在平衡温度下，A 、B 组分的饱和蒸汽压分别为145kPa 和125kPa 。
求平衡时A 、B 组分的液相组成及总压。
解：对二元理想溶液的气液平衡关系可采用拉乌尔定律及道尔顿分压定律求解。
已知理想溶液 ,45.0y =A 则0.5545.0-1y 1y A B ==-= 根据拉乌尔定律 A oA A x p p = ，B oB B x p p = 道尔顿分压定律 A A p p y = ，B B p p y = 则有 o A A p p x A y =,op p x BBB y = 因为 1x x B =+A所以 1p y p y 0B BA =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+o Ap即 11250.551450.45=⎪⎭⎫ ⎝⎛+p可解得 p =133.3 kPa 则液相组成 414.014545.03.133y A =⨯==oAA p p x586.0414.01x 1A B =-=-=x3．苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系（安托因方程）为24.22035.1206032.6log +-=t p oA58.21994.1343078.6log +-=t p oB 式中oA p 单位为k a P ，t 的单位为℃。
甲醇精馏：1.什么是精馏?精馏的原理是什么?答：精馏：是指将由挥发度不同的组分组成的混合液,在精馏塔内同时而多次进行部分汽化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组分的过程。
精馏的基本原理：是利用混合物各组分挥发度不同,从塔底加热物料,产生上升蒸汽与塔顶冷凝下来的回流液在塔盘或填料上充分地进行逆流接触,发生传热和传质过程,易挥发组分汽化进入气相,难挥发组分冷凝进入液相,如此反复多次,使混合物各组分得到分离。
2. 什么叫萃取精馏？答：利用溶剂从水溶液中抽出有用物质，在精馏过程中因有共沸物的存在,用水来提高甲醇的沸点而将其低沸点的杂质分离出来的过程称为萃取精馏。
3. 精馏段和提馏段是如何划分的？其作用是什么？答：入料口以上为精馏段，入料口以下为提馏。
精馏段的作应是自下而上逐步增浓气相中的易挥发组分，即浓缩轻组分。
提馏段的作应是自上而下逐步增浓液相中的难挥发组分，即浓缩重组分。
4. 什么叫回流比、全回流？其最佳回流比是如何确定的？答：回流比：精馏塔内回流量与塔顶产品量之比值叫回流比。
全回流：在精馏操作中，当塔顶蒸汽全部冷凝后，不采出产品，全部流回塔内，这种情况称为全回流。
操作中的最佳回流量是根据当时的系统入料量、塔底温度的高低、产品的质量来调节的，使其达到即经济又保证产品质量的最佳状态时的回流比。
5. 蒸汽管线发生水击，应如何处理？开车时蒸汽管为什么要排放冷凝水？答：打开工段蒸汽导淋，将蒸汽管线内存积的冷凝液排净；稍开蒸汽阀待水排净后再将阀位恢复。
因为系统停车后，蒸汽管里积存了一部分冷凝水，如果开车时不排放管里的冷凝水，待开蒸汽阀门时蒸汽进入管道和管内的冷凝水产生液击，损坏管道和阀门。
6. 液泛是怎样发生的？应如何处理？答：是因塔内上升蒸汽阻止液体涌至下一层塔板，破坏塔的正常操作，若发现仪表各点温度混乱，塔内压力增高则说明液泛。
处理方法是减小蒸汽，减少系统入料，若液泛现象严重应停入料与采出，等塔底压力降低消除液泛现象后再开车。
第八章煤焦油的初步蒸馏第一节煤焦油的组成、性质及主要产品的用途煤焦油是煤在干馏和气化过程中得到的黑褐色、黏稠性的油状液体。
根据干馏温度和过程方法的不同，煤焦油可分为低温煤焦油(干馏温度在450～600℃)、中温煤焦油(干馏温度在700～900℃)、高温煤焦油(干馏温度在1000℃左右)。
低温煤焦油的特征是颜色稍褐，密度小，其中主要成分是高级酚、软蜡、短链的脂肪族饱和烃和烯烃。
中温煤焦油和高温煤焦油是低温煤焦油在高温下经二次裂解的产物。
本章主要讨论高温煤焦油，以下简称煤焦油。
一、煤焦油的组成和性质煤焦油的组成和物理性质波动范围大，这主要取决于炼焦煤组成和炼焦操作的工艺条件。
所以，对于不同的焦化厂来说，各自生产的煤焦油质量和组成是有差别的。
1.煤焦油的组成组成煤焦油的主要元素中，碳占90％左右，氢占5％左右，此外还含有少量的氧、硫、氮及微量的金属元素等。
高温煤焦油主要是芳香烃所组成的复杂混合物，估计其组分总数有上万种，目前已查明的约500种，其中某些化合物含量甚微，含量在1％左右的组分只有10多种。
表8—1列出了煤焦油中主要组分的含量及性质。
表8-1 高温煤焦油的组成表8—1所列化合物中碳氢化合物均呈中性。
含氧化合物中，主要为酸性的酚类及少量的中性化合物(如氧芴、古马隆等)。
含氮化合物中，含氮杂环的氮原子上有氢原子相连时呈中性(如咔唑、吲哚等)；而当无氢原子相连时呈碱性(如吡啶、喹啉)。
含硫化合物皆呈中性。
煤焦油中不饱和化合物含量虽少，但在受热和某些介质作用下易聚合成煤焦油渣，给化学产品回收及精制过程带来许多麻烦，而被看作是有害成分。
煤焦油质量标准见表2—1。
2.煤焦油的性质煤焦油的闪点为96～105℃，自燃点为580～630~C ，燃烧热为35700～39000kJ/kg 。
煤焦油的蒸发潜热入可用下式计算：λ＝494.1-0.67t (8—1)式中 t —煤焦油的温度，℃。
煤焦油馏分相对分子质量可按下式计算K M BT (8—2)式中 M —煤焦油馏分相对分子质量；T K —蒸馏馏分馏出50％时的温度，K ；B —系数，对于洗油、酚油馏分为3.74，对于其余馏分为3.80。
