A. 蒸餾問題
要先通水再加熱。
冷 卻水要從下進。
先通水可以保證蒸汽一出來就遇冷而冷卻成水;
冷 卻水從下進是因為冷卻水在受熱後是向上升的,從下面進冷水可以保證使冷卻水更好地循環。
B. 求餾出液和釜殘液的流量和組成
1.1 蒸餾過程概述與汽液平衡關系
1-1正戊烷(C5H12)和正已烷(C6H14)的飽和蒸汽壓數據列於本題附表,試計算總壓P=13.3kPa下該溶液的汽液平衡數據和平均相對揮發度。假設該物系為理想溶液。
習題1-1 附表
溫度 T / K
C5H12
223.1
233.0
244.0
251.0
260.6
275.1
291.7
309.3
C6H14
248.2
259.1
276.9
279.0
289.0
304.8
322.8
341.9
飽和蒸汽壓 p0 / kPa
1.3
2.6
5.3
8.0
13.3
26.6
53.2
101.3
1-2 某精餾塔再沸器的操作壓力為105.0kPa,釜液中含苯0.15(摩爾分率),其餘為甲苯。苯與甲苯的安托尼常數列於本題附表,安托尼方程中溫度的單位為℃,壓力單位為kPa。本物系可視作理想溶液。求此溶液的泡點及其平衡汽相組成。
習題1-2 附表
組分
A
B
C
苯
6.023
1206.35
220.24
甲 苯
6.078
1343.94
219.58
1.2 平衡蒸餾與簡單蒸餾
1-3 常壓下對含苯0.6(摩爾分率)的苯—甲苯混合液進行蒸餾分離,原料處理量為100kmol。物系的平均相對揮發度為2.6,汽化率為0.45,試計算:
(1) 平衡蒸餾的汽液相組成;
(2) 簡單蒸餾的餾出液量及其平均組成。
1-4 在常壓下對苯-甲苯混合液進行蒸餾,原料液量為100kmol/h,組成為0.7(苯摩爾分率,下同),塔頂產品組成為0.8。物系的平均相對揮發度為2.46,試分別求出平衡蒸餾和簡單蒸餾兩種操作方式下的氣化率。
(平衡蒸餾:0.448, 簡單蒸餾: 0.667)
1.3 兩組分連續精餾的計算(Ⅰ)
1-5 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知原料液流量為100 kg/h,組成為0.5 (易揮發組分的摩爾分率,下同),若要求釜液組成不大於0.05,餾出液回收率為95%。試求餾出液的流量和組成。
1-6 在連續精餾塔中分離含甲醇0.45(摩爾分率,下同)的甲醇-水溶液,其流量為100kmol/h,要求餾出液中甲醇的含量為0.96,釜液中甲醇的含量為0.03,迴流比為2.6。試求:
(1)餾出液的流量;
(2)飽和液體進料時,精餾段和提餾段的操作線方程。
1-7 在連續精餾操作中,已知加料量為100kmol/h,其中汽、液各半,精餾段和提餾段的操作線方程分別為
y=0.75x+0.24
及 y=1.25x-0.0125
試求操作迴流比,原料液的組成、餾出液的流量及組成。
1-8 一連續精餾塔分離二元理想混合溶液,已知精餾段某層塔板的氣、液相組成分別為0.83和 0.70,相鄰上層塔板的液相組成為0.77,而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78(以上均為輕組分A的摩爾分數,下同)。塔頂為泡點迴流。進料為飽和液體,其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產量比為2/3,試求:
(1)精餾段操作線方程;
(2)提餾段操作線方程。
(精餾段3y=2x+0.95;提餾段3y=4.5x-0.195)
1.4 兩組分連續精餾的計算(Ⅱ)
1-9 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知精餾段操作線方程為 ,提餾段操作線方程為 。若原料液於露點溫度下進入精餾塔中,試求原料液、餾出液和釜殘液的組成及迴流比。
1-10連續精餾塔在常壓下分離含甲醇30%與水70%的混合液,要求塔頂產品含甲醇不低於95%,塔底殘液含甲醇不大於5%(以上均為摩爾分率)。泡點進料。
試計算:(1)最小迴流比Rmin;
(2)若R=2Rmin,求所需理論塔板數;
(3)若總板效率為50% ,所需實際塔板數與加料板位置。(化工原理例題分析與練習P117)
(Rmin=0.78, N理=7(不包括塔釜), N實際=14(不包括塔釜),N精=10, N提=4(不包括塔釜))
1-11 在連續精餾塔中,分離苯-甲苯混合液。若原料為飽和液體,其中含苯0.5(摩爾分率,下同)。塔頂餾出液組成為0.95,塔底釜殘液組成為0.06,迴流比為2.6。試求理論板層數和加料板位置。苯-甲苯混合液的平衡數據見例1-2附表。
1.5 兩組分連續精餾的計算(Ⅲ)
1-12 在常壓連續精餾塔內分離甲醇-水溶液,料液組成為0.4 (甲醇的摩爾分率,下同),流量為100kmol/h,於泡點下加入塔內。要求餾出液組成為0.96,釜液組成為0.04,塔釜間接蒸汽加熱,迴流比R=1.86Rmin。
試求:(1) 所需理論板層數及加料板位置;
(2) 若改為直接水蒸汽加熱,其它均保持不變,餾出液中甲醇收率將如何變化。
常壓下物系平衡數據列於本題附表中。
習題 1-12附表
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
100
96.4
93.5
91.2
89.3
87.7
84.4
81.7
78.0
0.0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.15
0.20
0.30
0.0
0.134
0.234
0.304
0.365
0.418
0.517
0.579
0.665
75.3
73.1
71.2
69.3
67.6
66.0
65.0
64.5
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.0
0.729
0.779
0.825
0.870
0.915
0.958
0.979
1.0
1-13 在常壓連續精餾塔內分離乙醇-水混合液,原料液為飽和液體,其中含乙醇0.30(摩爾分率,下同),餾出液組成不低於0.80,釜液組成為0.02;操作迴流比為2.5,若於精餾某一塔板處側線取料,其摩爾流量為餾出液摩爾流量的1/2,側線產品為飽和液體,組成為0.6。試求所需的理論板層數、進料板及側線取料口的位置。物系平衡數據見本題附表。
習題1-13 附表
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
C. 簡單的蒸餾過程,簡單明了的蒸餾過程
簡單的蒸餾過程如下:
1、分離液體混合物,僅對混合物中各成分的沸點有較大的差別時才回能達到較答有效的分離
。
2、測定純化合物的沸點。
3、提純,通過蒸餾含有少量雜質的物質,提高其純度。
4、回收溶劑,或蒸出部分溶劑以濃縮溶液。
蒸餾是一種熱力學的分離工藝,它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝以分離整個組分的單元操作過程,是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。與其它的分離手段,如萃取、過濾結晶等相比,它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質。
D. 蒸餾舉例
是指用蒸餾方法制備的純水,可分一次和多次蒸餾水。水經過一次蒸餾,不揮發的組分殘留在容器中被除去,揮發的組分進入蒸餾水的初始餾分中,通常只收集餾分的中間部分,約佔60%。要得到更純的水,可在一次蒸餾水中加入鹼性高錳酸鉀溶液,除去有機物和二氧化碳。加入非揮發性的酸,使氨成為不揮發的銨鹽。由於玻璃中含有少量能溶於水的組分,因此進行二次或多次蒸餾時,要使用石英蒸餾器皿,才能得到很純的水,所得純水應保存在石英或銀制容器內里。用蒸餾方法制備的純水,叫做蒸餾水。1.自然界中的水都不純凈,通常含有鈣、鎂、鐵等多種鹽,還含有機物、微生物、溶解的氣體(如二氧化碳)和懸浮物等。用蒸餾方法可以除去其中的不揮發組成。用蒸餾法,並配合以下一些措施,可以獲取質量較高的蒸餾水。①排去初始餾分(約占原水的20%),因為揮發組分主要集中在初始餾分中。②排去殘留部分(約占原水的20%),因為很多不揮發組分集中在殘留水中。③添加某些物質以利於蒸餾。例如,添加NaOH,使水中的CO2變成難揮發組分,添加KMnO4 可氧化水中的有機物。蒸餾水的質量標准之一是含鹽量一般在1~5mg/L左右。因為水中的含鹽量減少,水的電阻率增加,就能用測定水的電阻率來衡量水的純度。蒸餾水的電阻率要求在0.1×106Ω·cm(歐·厘米)左右。蒸餾水經過第二次蒸餾,可得重蒸餾水,它的純度更高。蒸餾需要耗費大量的能量,現在實驗室和工業上廣泛採用離子交換法獲取純水。這種水又叫去離子水。
一次蒸餾水:
水經過一次蒸餾,不揮發的組分(鹽類)殘留在容器中被除去,揮發的組分(氨、二氧化碳、有機物)進入蒸餾水的初始餾分中,通常只收集餾分的中間部分,約佔60%。
多次蒸餾水:
要得到更純的水,可在一次蒸餾水中加入鹼性高錳酸鉀溶液,除去有機物和二氧化碳;加入非揮發性的酸(硫酸或磷酸),使氨成為不揮發的銨鹽。由於玻璃中含有少量能溶於水的組分,因此進行二次或多次蒸餾時,要使用石英蒸餾器皿石英蒸餾器皿,才能得到很純的水,所得純水應保存在石英或銀制容器內。
以上是來自360網路的資料,此外蒸餾水在野外求生取淡水時非常有用,在海邊時,求生者都會采一些海帶,挖一個坑,把盛水的容器放裡面,再在外面蓋上半透明的雨衣,這樣子等待後就會得到淡水了,之後求生者還會建造避難所,捕捉螃蟹,之後產生狼煙後被漁船獲救。
E. 簡單蒸餾實驗報告思考題能得到無水乙醇嗎
一般來說簡單增量是得不到無水乙醇的,因為乙醇和水會形成共沸物,如果要得到無水乙醇,還需要加入吸水物質再進行蒸餾哦。