南京工业大学《化学工程与工艺专业实验》思考题答案
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实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定⑴ 在求理论板数时,本实验为何用图解法,而不用逐板计算法?答:相对挥发度未知,而两相的平衡组成已知。
⑵ 求解q 线方程时,C p ,m ,γm 需用何温度? 答:需用定性温度求解,即:2)(b F t t t +=⑶ 在实验过程中,发生瀑沸的原因是什么?如何防止溶液瀑沸?如何处理?答;① 初始加热速度过快,出现过冷液体和过热液体交汇,釜内料液受热不均匀。
② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾,再缓慢加大加热电压。
③ 出现瀑沸后,先关闭加热电压,让料液回到釜内,续满所需料液,在重新开始加热。
⑷ 取样分析时,应注意什么?答:取样时,塔顶、塔底同步进行。
分析时,要先分析塔顶,后分析塔底,避免塔顶乙醇大量挥发,带来偶然误差。
⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。
答:①预热开始后,要及时开启塔顶冷凝器的冷却水,冷却水量要足够大。
②记下室温值,接上电源,按下装置上总电压开关,开始加热。
③缓慢加热,开始升温电压约为40~50伏,加热至釜内料液沸腾,此后每隔5~10min 升电压5V 左右,待每块塔板上均建立液层后,转入正常操作。
当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时,开启塔身保温电压,开至150 V ,整个实验过程保持保温电压不变。
④等各块塔板上鼓泡均匀,保持加热电压不变,在全回流情况下稳定操作20min 左右,用注射器在塔顶,塔底同时取样,分别取两到三次样,分析结果。
⑹ 实验过程中,如何判断操作已经稳定,可以取样分析?答:判断操作稳定的条件是:塔顶温度恒定。
温度恒定,则塔顶组成恒定。
⑺ 分析样品时,进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列?答:折光率由高到底的顺序是:塔底,进料,塔顶。
⑻ 在操作过程中,如果塔釜分析时取不到样品,是何原因?答:可能的原因是:釜内料液高度不够,没有对取样口形成液封。
⑼ 若分析塔顶馏出液时,折光率持续下降,试分析原因?答:可能的原因是:塔顶没有产品馏出,造成全回流操作。
化工工艺学思考练习题答案化工工艺学思考练习题答案化工工艺学是化学工程的重要分支,它研究的是化学工程过程中的各种工艺和技术。
在学习化工工艺学的过程中,我们常常会遇到一些思考练习题,这些题目旨在帮助我们巩固所学的知识,并提高我们的解决问题的能力。
下面是一些常见的化工工艺学思考练习题及其答案,希望对大家有所帮助。
1. 什么是化工工艺学?化工工艺学是研究化学工程过程中各种工艺和技术的学科。
它主要包括工艺流程设计、设备选择与设计、操作条件确定等内容。
化工工艺学的目标是实现化学工程过程的高效、安全和经济运行。
2. 为什么需要进行化工工艺学的研究?化工工艺学的研究可以帮助我们优化化学工程过程,提高生产效率,降低生产成本。
通过合理设计工艺流程和选择适当的设备,可以实现资源的最大利用和废物的最小排放。
此外,化工工艺学的研究还可以解决一些工艺上的难题,提高产品的质量和市场竞争力。
3. 什么是工艺流程设计?工艺流程设计是指将化学工程过程划分为一系列的步骤,并确定每个步骤的操作条件和所需设备的选择。
在工艺流程设计中,需要考虑原料的选择和处理、反应器的设计、分离和纯化等环节。
4. 工艺流程设计的基本原则有哪些?工艺流程设计的基本原则包括:合理利用资源,尽量减少废物产生;确保产品的质量和安全性;考虑生产的经济性和可行性;保证生产过程的稳定性和可控性。
5. 设备选择与设计的要点是什么?设备选择与设计的要点包括:根据工艺流程的特点和要求选择适当的设备;考虑设备的工作条件和安全性;确保设备的可靠性和稳定性;考虑设备的维护和清洁。
6. 如何确定操作条件?确定操作条件需要考虑多个因素,包括反应物的性质、反应速率和产物的选择性等。
在确定操作条件时,需要进行实验和数据分析,以找到最佳的操作条件。
7. 什么是反应器的设计?反应器的设计是指根据反应的特点和要求,选择合适的反应器类型和尺寸,并确定反应器的操作条件。
反应器的设计需要考虑反应速率、反应热和反应物的传质等因素。
化学工程与工艺专业实验_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.产生Taylan不稳定的起因是什么?答案:密度梯度2.在气固相催化反应实验中,按一定的设计方法规划实验条件,改变温度和浓度进行实验,再通过作图和参数回归,便可获得方程。
答案:宏观动力学3.便于检测的强电解质盐类均可用作返混测定时的脉冲示踪剂。
答案:错误4.乙苯脱氢实验中,降低总压P可反应平衡常数Kn增大,从而增加了反应的平衡转化率,实验中降低乙苯分压的办法是加入。
答案:水5.温度较高时,乙苯脱氢反应还伴随有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦碳等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降,而且极易使催化剂表面。
答案:结焦6.实验采用的脱氢催化剂为氧化铜系催化剂,主要活性成分为CuO。
答案:错误7.乙苯脱氢反应结束继续通一段时间的水的原因是为了防止催化剂失活。
答案:正确8.气固相催化反应中,消除外扩散阻力的方法是:答案:提高线速度9.一般而言,_____的温度有利于生成乙烯,_____的温度有利于生成乙醚。
答案:较高,较低10.实验室使用的内循环无梯度反应器的特点有哪些?答案:无梯度反应器结构紧凑_容易达到足够的循环量并维持恒温_反应器有高速搅拌部件_相对较快的达到稳定态11.在内循环无梯度反应器的ZSM-5 分子筛催化剂上发生的乙醇脱水过程伴有串联副反应。
答案:错误12.为何要研究液液传质系数KW或K0?答案:由KW或K0计算萃取塔的HOG_分析影响萃取设备效率的因素13.热量传递有对流、传导、辐射三种形式。
答案:正确14.液液相际的传质复杂程度高于气液相际的传质。
答案:正确15.内循环无梯度反应器是一种常用的微分反应器。
答案:正确16.进行返混实验时,计算机上显示的示踪剂出口浓度在2min内觉察不到变化时,即认为终点己到。
答案:正确17.刘易斯(Lewis)提出了用一个的容器,用于研究液液传质,通过分别控制两相的搅拌强度,可造成相内全混,界面无返混的理想流动状况。
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目录索引化工原理实验思考题答案 (1)实验1离心泵性能测定实验 (1)实验2吸收实验 (2)实验3连续精馏实验 (2)实验4管道流体阻力的测定 (2)实验5过滤实验 (3)实验6单项流动阻力测定 (3)实验7离心泵特性曲线的测定 (5)实验8恒压过滤参数的测定 (8)实验9 气~汽对流传热实验 (10)实验10 精馏塔的操作和塔效率的测定 (11)实验11 填料吸收塔流体力学特性实验 (12)实验12 固体流态化的流动特性实验 (14)实验13 板式塔流体流动性能的测定(筛板塔) (16)实验14 流化床干燥实验讲义 (18)实验1离心泵性能测定实验1、启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门?答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。
2、为什么调节离心泵的出口阀门可调节其流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其它方法调节泵的流量?答:调节出口阀门开度,实际上是改变管路特性曲线,改变泵的工作点,可以调节其流量。
这种方法优点是方便、快捷、流量可以连续变化,缺点是阀门关小时,增大流动阻力,多消耗一部分能量、不很经济。
也可以改变泵的转速、减少叶轮直径,生产上很少采用。
还可以用双泵并联操作。
3、正常工作的离心泵,在其进口管上设置阀门是否合理,为什么?答:不合理,因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压与泵入口处真空度产生的压强差,将水从水箱压入泵体,由于进口管,安装阀门,无疑增大这一段管路的阻力而使流体无足够的压强差实现这一流动过程。
1、 流体通过干填料压降与湿填料压降有什么不同?答:当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。
当填料层上有液体喷淋时,填料层内的部分空隙为液体所充满,减少了气流通道截面,在相同的条件下,随液体喷淋量的增加,填料层所持有的液量亦增加,气流通道随液量的增加而减少,通过填料层的压降将随之增加。
1、填料吸收实验思考题(1)本实验中,为什么塔底要有液封?液封高度如何计算?答:保证塔内液面,防止气体漏出,保持塔内压力.0.1 设置液封装置时,必须正确地确定液封所需高度,才能达到液封的目的。
U形管液封所需高度是由系统内压力(P1 塔顶气相压力)、冷凝器气相的压力(P2)及管道压力降(h,)等参数计算确定的。
可按式(4.0.1-1)计算:H =(P1一P2)X10.2/Y一h-式中H.,-—最小液封高度,m;P1,—系统内压力;P2—受液槽内压力;Y—液体相对密度;h-—管道压力降(液体回流道塔内的管线)一般情况下,管道压力降(h-)值较小,可忽略不计,因此可简化为H=(P1一P2)X10.2/Y为保证液封效果,液封高度一般选取比计算所需高度加0. 3m-0. 5m余量为宜。
(2)测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义?答:是确定最适宜操作气速的依据(3)测定Kxa 有什么工程意义?答:传质系数Kxa是气液吸收过程重要的研究的内容,是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一(4)为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制?答:易溶气体的吸收过程是气膜控制,如HCl,NH3,吸收时的阻力主要在气相,反之就是液膜控制。
对于CO2的溶解度和HCl比起来差远了,应该属于液膜控制(5)当气体温度和液体温度不同时,应用什么温度计算亨利系数?答:液体温度。
因为是液膜控制,液体影响比较大。
2对流给热系数测定1. 答:冷流体和蒸汽是并流时,传热温度差小于逆流时传热温度差,在相同进出口温度下,逆流传热效果大于并流传热效果。
2.答:不凝性气体会减少制冷剂的循环量,使制冷量降低。
并且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内,致使实际冷凝面积减小,冷凝负荷增大,冷凝压力升高,从而制冷量会降低。
而且由于冷凝压力的升高致使排气压力升高,还会减少压缩机的使用寿命。
应把握好空气的进入,和空气的质量。
3.答:冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了热阻,降低传热速率。
实验1二元体系汽液平衡数据测定1,实验测量误差及引起误差的原因答:(1)汽液两相平衡时,回流滴下来的流体速率平稳,大约每秒1~2滴,且在一段时间内温度维持不变。
2,影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些答:(2)影响准确度的因素有温度和压强,装置气密性,温度计灵敏度,折射仪读数准确性等。
实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1,质面比常数K值对实验结果有何影响为什么答:任意温度任意压力下,质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果又影响。
2,为什么测量25℃下等温线时,严格讲,出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等答:在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。
根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0,自由度为0,故过程中压力应为相等。
实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么测定这个参数有什么作用答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么色谱仪有哪几个基本部分组成各起什么作用答:原理:因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。
组成及作用:(1)载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。
整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
(2)进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
(3)分离系统分离系统的核心是色谱柱,它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
(4)检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号,经放大后,由记录仪记录成色谱图。
(5)信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。
色谱数据处理机可打印记录色谱图,并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果,如保留时间、被测组分质量分数等。
流体流动阻力的测定1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽?怎样才能迅速地排尽?为什么?如何检验管路中的空气已经被排除干净?答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。
2.以水为介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体?答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d、u、、变化3.在不同的设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re数据能否关联在同一条曲线上?答:不能,因为Re=duρ/μ,与管的直径有关离心泵特性曲线的测定1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?本实验中,为了得到较好的实验效果,实验流量范围下限应小到零,上限应到最大,为什么?答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机(2)启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?答:离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。
(3)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?随着流量的增大,泵进、出口压力表分别有什么变化?为什么?答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的恒压过滤常数的测定1.为什么过滤开始时,滤液常常有混浊,而过段时间后才变清?答:开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,使滤液浑浊,但当形成较密的滤饼后,颗粒无法通过,滤液变清。
?2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据?答:一般来说,第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。
因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时,在计量桶上升1cm时停止计时,但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液,而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算,从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。
实验1 二元体系汽液平衡数据测定1,实验测量误差及引起误差的原因?答:(1)汽液两相平衡时,回流滴下来的流体速率平稳,大约每秒1~2滴,且在一段时间内温度维持不变。
2,影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些?答:(2)影响准确度的因素有温度和压强,装置气密性,温度计灵敏度,折射仪读数准确性等。
实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1,质面比常数K值对实验结果有何影响?为什么?答:任意温度任意压力下,质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果又影响。
2,为什么测量25℃下等温线时,严格讲,出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等?答:在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。
根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0,自由度为0,故过程中压力应为相等。
实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么?测定这个参数有什么作用?答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么?色谱仪有哪几个基本部分组成?各起什么作用? 答:原理:因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。
组成及作用:(1)载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。
整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
(2)进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
(3)分离系统分离系统的核心是色谱柱,它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
(4)检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号,经放大后,由记录仪记录成色谱图。
(5)信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。
色谱数据处理机可打印记录色谱图,并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果,如保留时间、被测组分质量分数等。
《化学制药与工艺学实验》思考题参考答案概要《化学制药与工艺学实验》思考题参考答案概要实验一苯甲酰苯胺的制备——Beckmann重排反应制酰胺1.Beckmann重排反应的原理?(属理论课范围,参考有关课本,此次不作要求)2.从反应式可以看出,用二苯甲酮制备二苯甲酮肟时,二苯甲酮与盐酸羟胺系等摩尔反应,但本实验中盐酸羟胺的摩尔数却是二苯甲酮的两倍,其目的是什么?简答:目的是促使二苯甲酮反应更加完全,提高产品得率。
因为该反应中,二苯甲酮为主要反应试剂,而盐酸羟胺相对廉价易得,加入过量的盐酸羟胺可以促进反应平衡向右移动。
3.制备得到的苯甲酰苯胺为何要用冰水洗涤而不是用常温水或热水?简答:因为苯甲酰苯胺在水中的溶解度随温度的升高而增大,难溶于冰水,而在温水或热水中溶解度逐渐增大,为了减少产品洗涤过程中的损失,保证收得率,制备得到的苯甲酰苯胺要用冰水洗涤而不是用常温水或热水。
实验二从黄连中提取小檗碱1.黄连用95%乙醇在热水浴中加热回流浸泡后,应如何进行抽滤(趁热抽滤、冷却后抽滤、或是冷热抽滤都可以)?为什么?简答:黄连用95%乙醇在热水浴中加热回流浸泡后,应趁热抽滤。
因为黄连用热乙醇浸提得到小檗碱乙醇溶液,其中的小檗碱微溶于水和乙醇,易溶于热水和热乙醇,热乙醇浸提液趁热抽滤时,小檗碱随热乙醇进入滤液中而得以回收。
若热乙醇浸提液冷却后再抽滤,则其中部分小檗碱随温度的下降而析出,过滤时将被除去而使得率受损。
2.在小檗碱的整个提取过程中,影响产品得率的因素有哪些?简答:影响产品得率的主要因素有:1)黄连的产地、质量(小檗碱含量);2)黄连粉的颗粒度(粉碎程度);3)抽提溶剂:种类、浓度、加量;(本实验已规定)4)浸提条件:温度、浸提时间、重复浸提次数;(本实验已规定)5)热乙醇浸提液抽滤时的温度(是否趁热抽滤);6)结晶过程中滴加浓盐酸的量(pH)、冰浴冷却温度及小檗碱盐酸盐结晶洗涤用水和丙酮的数量、温度和洗涤次数;7)各步转移(如热乙醇浸提滤液转移至浓缩烧瓶等)损失量。
⼤学化学实验课后思考题参考标准答案要靠近瓶颈内壁,不要接近瓶⼝,以免有溶液溢出。
待测液流完后,将烧杯沿玻璃棒向上稍提起,同时直⽴,是附着在烧杯嘴上的⼀滴溶液流回烧杯内。
残留在烧杯中的少许溶液,可⽤少量蒸馏⽔按上述⽅法洗3-4次,洗涤液转移合并到容量瓶中;定容并摇匀。
实验⼆酸碱标准溶液的配制与浓度的标定思考题:1)配制酸碱标准溶液时,为什么⽤量筒量取盐酸和⽤台秤称固体氢氧化钠,⽽不⽤移液管和分析天平?配制的溶液浓度应取⼏位有效数字?为什么答:因为浓盐酸容易挥发,氢氧化钠吸收空⽓中的⽔分和⼆氧化碳,准确量取⽆意义,只能先近似配制溶液浓度,然后⽤基准物质标定其准确浓度,,所以配制时不需要移液管和分析天平。
因为配制时粗配,配制的溶液浓度应取⼀位有效数字。
2)标定HCl溶液时,基准物,称0.13g左右,标定NaOH溶液时,称邻苯⼆甲酸氢钾0.5g左右,这些称量要求是怎么算出来的?称太多或太少对标定有何影响?答:根据滴定时所需盐酸或氢氧化钠的体积在20-25ml估算出来的。
因为滴定管在读数时会存在⼀定误差,消耗体积在20-25ml 时相对误差较⼩。
称太多,所需盐酸或氢氧化钠可能会超过滴定范围,⽽且会造成浪费;称太少,相对误差较⼤,不能满⾜误差要求。
3)标定⽤的基准物质应具备哪些条件?答:基准物质应具备:(1)组成物质应有确定的化学式;(2)纯度要求在99%以上;(3)性质稳定;(4)有较⼤的摩尔质量;(5)与待标定物质有定量的化学反应。
4)溶解基准物质时加⼊50ml蒸馏⽔应使⽤移液管还是量筒?为什么?答:⽤量筒。
因为基准物质的质量是⼀定的,加⼊50ml蒸馏⽔只是保证基准物质完全溶解,不影响定量反应有关计算,所以只需⽤量筒取⽤就可以了。
5)⽤邻苯⼆甲酸氢钾标定氢氧化钠溶液时,为什么选⽤酚酞指⽰剂?⽤甲基橙可以吗?为什么?答:邻苯⼆甲酸氢钾与氢氧化钠反应的产物在⽔溶液中显微碱性,酚酞的显⾊范围为pH8-10,可准确地指⽰终点。
实验1 二元体系汽液平衡数据测定1,实验测量误差及引起误差的原因?答:(1)汽液两相平衡时,回流滴下来的流体速率平稳,大约每秒1~2滴,且在一段时间内温度维持不变。
2,影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些?答:(2)影响准确度的因素有温度和压强,装置气密性,温度计灵敏度,折射仪读数准确性等。
实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1,质面比常数K值对实验结果有何影响?为什么?答:任意温度任意压力下,质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果又影响。
2,为什么测量25℃下等温线时,严格讲,出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等?答:在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。
根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0,自由度为0,故过程中压力应为相等。
实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么?测定这个参数有什么作用?答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么?色谱仪有哪几个基本部分组成?各起什么作用? 答:原理:因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。
组成及作用:(1)载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。
整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
(2)进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
(3)分离系统分离系统的核心是色谱柱,它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
(4)检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号,经放大后,由记录仪记录成色谱图。
(5)信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。
色谱数据处理机可打印记录色谱图,并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果,如保留时间、被测组分质量分数等。
(6)温度控制系统用于控制和测量色谱柱、检测器、气化室温度,是气相色谱仪的重要组成部分。
3,测γ∞的计算式推导做了哪些合理的假设?答:(1)样品进样非常小,各组分在固定液中可视为处于无限稀释状态,服从亨利定律,分配系数为常数;(2)色谱柱温度控制精度可达到±0.1℃,可视为等温柱;(3)组分在汽、液两相中的量极小,且扩散迅速,时时处于瞬间平衡状态,可设全柱内任何点处于汽液平衡;(4)在常压下操作的色谱过程,气相可按理想气体处理。
实验5 非稳态法测定颗粒物料的导温系数1,本实验测定@的基本原理及方法?答:将初始温度均匀的试样管,迅速的置于一温度较高的恒温环境中,使其处于一维径向非稳态导热状态。
根据试样中心温度随时间t的变化规律来确定物料的导温系数。
2,本实验的边界条件属于第几类?答:第二类边界条件3,当Bi较大时,对所测定的α值将会产生何种影响?答:Bi越大意味着物体内部温度越不均匀,温度梯度越大,内部导热热阻起控制作用。
所测定的α值将会偏小。
4,查阅物料导温系数还有哪些测量方式?答:常用的方法还有1)稳态球壁导热测定法2)准稳态平壁导热测定法3)非稳态平壁导热测定法实验6 气相扩散系数的测定1,本实验中扩散的推动力是什么?答:系统的总压与扩散管口A组分的分压之差2,何谓稳态扩散?本实验属于稳态还是非稳态扩散过程?答:稳态扩散:扩散系数中,任一体积元在任一时刻流入的物质量与流出的相等,即任一点的浓度不随时间的变化而变化。
本实验属于稳态扩散过程。
3,你了解那些气相扩散系数的经验计算公式,如何获取?答: 1)公式6-84,气相扩散系数的常用单位和量级范围是什么?答:单位:m2/s 量级范围:10*-5~~10*-45,气体流量的大小,扩散管直径的粗细,水浴温度的高低对扩散系数有何影响?实验中还有哪些因素会影响测量的结果?答: 气体流量增大,扩散管直径增加,水浴温度变高都使扩散系数增加.实验中测高仪的读数和测试剂的浓度等会影响测量的结果.近似等于多少?为什么?如果精确处理,有何方6,扩散管管口处A组分的分压PA0法?近似等于0,空气流量较大而通过扩散进入空气主体的测试试剂很少.通过答: PA0气相色谱的方式精确计算PA0.实验8 连续均相反应器停留时间分布的测定1,示踪剂输入的方法有几种?为什么脉冲示踪法应该瞬间注入示踪剂?答:阶跃法和脉冲法保证它停留时间相同2,为什么要在流量U、转速n稳定一段时间后才能开始实验?答:保证流形稳定3,把脉冲法所得出口示踪剂浓度对时间作图,试问曲线下面积有何意义?答:Ft 停留时间分布函数4,改变流量对平均停留时间有什么影响?答:流量越大,平均停留时间越短。
实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定1.是如何得以循环起来的?答:实验指导书P64,实验原理的第二段。
2.当进气量变化时,气含率、液体循环速度和氧体积传质系数是如何变化的?答:气量增加,气含率增加,液体循环速度增加,氧体积传质系数增加。
3. 气升式环流反应器是瘦高型还是矮胖型的传质性能好?答:瘦高型4.实验中所测的气含率、液体循环速度和氧体积传质系数这3个参数对指导工程放大有何意义?答:传递过程受系统规模的影响很大。
气含率是表征反应器流体力学性能的重要参数之一,反应器放大后气含率的壁效应可忽略。
通过对传质系数的实验测定来确定气体流量从而控制生物细胞的生长和代谢速率与小试时一致。
液体循环速度应正比于反应器的大小。
实验10 催化剂内扩散有效因子的测定1.外扩散阻力如何消除?答:消除外扩散可通过增加气速方式来使外扩散阻力消除。
2.本征反应动力学如何测定?答:首先应该排除内外扩散,然后利用固定床积分反应器,改变流量,测定转化率。
按X A-W/F A0作图,得到各等温条件下X A与W/F A0 的曲线,对组分A进行物料衡算有→得到X A 与W/F A0 的曲线等温线上的斜率就是该点的反应速率实验11 乙酸乙酯皂化反应动力学的测定1,如果NaOH 和CH 3COOC 2H 5起始浓度不相等,试问应怎样计算K 值?答:CH 3COOC 2H 5 +NaOH —> CH 3COONa+C 2H 5OHCA0 CB0CA0-CA CA0-CACA CB0-CA0+CA-rA=k*CA *CB+k*CA*(CB0-CA0+CA)=-dCA/dtKt=)(*000A A B A A A AC C C C dC C C +-⎰实验12 甲苯液相催化氧化制甲苯酸1,汽液反应器有哪些类型?各有什么特色? 类型:⑴气体以气泡形态分散在液相中的鼓泡塔反应器、搅拌鼓泡釜式反应器和板式反应器 ⑵液体以液滴状分散在气相中的喷雾、喷射和文氏反应器等;⑶液体以膜状运动与气相进行接触的填料塔反应器和降膜反应器等。
㈠ 鼓泡塔反应器特点:优点:⑴气体以小的气泡形式均匀分布,连续不断地通过气液反应层,保证了充足的气液接触面,使气液充分混合反应良好。
⑵结构简单,容易清理,操作稳定,投资和维修费用低⑶鼓泡反应器具有极高的储液量和相际接触面积,传质和传热效率较高,适用于缓慢化学反应和高度放热的情况。
⑷在塔的内、外都可以安装换热装置。
⑸与填料塔相比较,鼓泡塔能处理悬浮液体缺点:⑴为了保证气体沿截面的均匀分布,鼓泡塔的直径不宜过大,一般在2~3m 以内。
⑵鼓泡塔反应器液相轴向返混很严重,在不太大的高径比情况下可认为液相处于理想混合状态,因此较难在单一连续反应器中达到较高的液相转化率。
⑶鼓泡反应器在鼓泡时所耗压降较大。
适用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应㈡填料塔反应器填料塔反应器具有结构简单,压力降小,易于适应各种腐蚀介质和不易造成溶液起泡的优点。
填料反应器也有不少缺点:首先,它无法从塔体中直接移去热量,当反应热较高时必须借助增加液体喷淋量以显热形式带出热量;其次,由于存在最低润湿率的问题,在很多情况下需采用自身循环才能保证填料的基本润湿,但这种自身循环破坏了逆流的原则。
适用于瞬间反应、快速和中速反应过程。
㈢板式塔反应器优点:⑴将轴向返混降低至最小程度⑵可以在很小的液体流速下进行操作⑶ 能在单塔中直接获得极高的液相转化率缺点:⑴可以在板上安置冷却或加热元件,以适应维持所需温度的要求⑵板式塔反应器具有气相流动压降较大和传质表面较小适用于快速及中速反应㈣喷雾塔反应器结构较为简单,液体以细小液滴的方式分散与气体中,气体为连续相,液体为分散相,具有相接触面积大和气相压降小等优点。
喷雾塔反应器具有持液量小和液侧传质系数过小,气相和液相返混较为严重的缺点。
适用于瞬间、界面和快速反应,也适用于生成固体的反应。
㈤降膜反应器优点:借助于管内的流动液膜进行气液反应,管外使用载热流体导入或导出反应热还具有压降小和无轴向返混适用于瞬间、界面和快速反应,特别适用于较大热效率的气液反应过程。
㈥搅拌鼓泡釜式反应器特点:机械搅拌以增大传质效率发站起来的。
在机械搅拌的作用下反应器内气体能较好地分散成细小的气泡,增大气液接触面积。
适用于慢速反应㈦高速湍动反应器由于湍动的影响,加速了气膜传递过程的速率,因而获得很高的反应速率。
适用于瞬间反应。
3,增大通气量对反应有何影响?改用富氧作氧化剂如何?答:甲苯转化率随气通气量的增加而增加,有利于反应的向正方向进行.若改用富氧做氧化剂,有利于反应的向正方向进行.4,反应中为何要加入苯甲醛?反应时为何要加压进行?答:甲苯氧化制苯甲酸反应分为两步进行,首先甲苯氧化成苯甲醛,然后由苯甲醛再氧化为苯甲酸.加入苯甲醛可以提高苯甲酸的转化率,更有利于反应生成苯甲酸. 该反应为分子数减小的反应,随着压力的增大,甲苯的转化率和苯甲酸的收率均有提高.5,如何提高甲苯氧化的反应速度?如何增强气液间的传质?答:①用富氧作氧化剂,②适当增加温度通过增加扰动的方式增强气液间的传质,如增加一个搅拌桨等6,工业上生产苯甲酸的工艺有哪几种?答:苯甲酸工业生产方式有三种:甲苯液相空气氧化法,苄川三氯水解法,邻苯二甲酸酐脱羧法.其中甲苯液相空气氧化法由于技术成熟,原料易得,故应用最广.实验13 乙苯脱氢制苯乙烯1 为什么脱氢反应要在高温低压下进行烃类脱氢反应是吸热反应,△HΘ>0,其吸热量与烃类的结构有关,大多数脱氢反应在低温下平衡常数很小,由于△HΘ>0,随着反应温度升高而平衡常数增大,平衡转化率也升高.脱氢反应是分子数增加的反应,从热力学分析可知,降低总压力,可使产物的平衡浓度增大.2 提高转化率和产率有哪些措施1)可利用圆筒形辐射流动反应器,双蒸汽两端绝热反应器,多段径向流反应器来提高乙苯的转化率和收率2)降低反应器的压力利用多段绝热反应器,填充不同的催化剂,发挥催化剂的最大效果3)新型催化剂的研制3 反应中为何要加入水蒸气在水蒸气存在时,苯乙烯、乙烯等不饱和物在高温下会聚合、缩合产生焦油和焦,它们会覆盖在催化剂表面使催化剂活性下降。