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一、简答题

1． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？

【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：

（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大； （2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。

2． 离心泵启动或关闭时，为什么要先关闭出口阀门？

【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流，以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流，对泵造成损害。

3． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？

【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。

4． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。

【答案】精馏操作是指利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触, 在热能驱动和相平衡关系的约束下, 使得易挥发组分不断从液相往气相中转移, 而难挥发组分却由气相向液相中迁移, 使得混合物得到不断分离的过程。

应用：产品的分离提纯。

二、计算题

5． 用精馏塔分离某二元理想溶液，泡点进料，进料浓度为浓度最大可达多少？并写出精馏段、提馏段两段的操作线方程。

【答案】当理论板数为无穷多时，夹紧点出现的可能性有三个。 可能一:夹紧点出现在塔顶处，即

此时，

可见，这是不可能的。

可能二:夹紧点出现在进料板处，即两段操作线、q 线、平衡线等四线交于一点。 因为q=l，所以

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（摩尔分率）。若采出率（馏

出液之比）D/F=40%，回流比为3, 相对挥发度为2.5, 当所需理论板数为无穷多时，则塔顶馏出液

又精馏段操作线方程为

代入数据解得

这也不可能。

此时有，

可能三:夹紧点出现在塔底处，即解得

这就是塔顶馏出液的最大浓度。此时精馏段操作线方程为

提馏段操作线方程为

6． 某化工过程，先以苯为溶剂，再将苯蒸发到干燥的氮气中，所形成的混合气体，在30°C 、latm （绝压）下的相对湿度为

，为回收混合气体中的苯，拟采用如下两种方法，试分别求出

苯的回收率。（1）将混合气体冷却至一11.5°C ; （2）将混合气加压至4atm （绝压），再冷却至30°C 。苯在11.5°C 和30°C 时的饱和蒸气压分别为l0mmHg 和18mmHg 。

【答案】30°C , latm （绝压）下混合气的湿度为

（1）混合气冷却至一11.5°C 时，

，则混合气的湿度为

假定干燥氮气的流率为G ，则苯的回收率

（2）将混合气压缩到4atm （绝压），再冷却至30°C 时，混合气被压缩，其湿度不变；因混合气仍与液苯接触，故加压后冷却至30°C 时的湿度为

则苯的回收率

18°C下空气的饱和湿度

入预热器空气的湿度

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入预热器空气的焓

预热后空气的焓

预热器的热负荷离开干燥器空气的焓

湿物料的焓

干燥产品的焓

热损头

整理上式有

干空气用量

联立式②、式③得

（4）预热器的热负荷

（5）干燥器的热效率

所以

将以上计算结果及已知数据代入式①得

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