化工分离过程过程性考核试卷(三) - 答案

化工分离过程过程性考核试卷（三）
一．填空题（每空1分，本大题共16分）
1.填料层的压降由 载 点和 泛 点分为恒持液量区、载液区和液泛区。

2.液-
液萃取中，萃取相和萃余相脱除溶剂后，分别称为 萃取液 和 萃余液 。

3.正常操作的填料吸收塔内，连续相为 气相 ，分散相为 液相 。

4.液-液萃取的三角形相图中，两相区内的混合物分成两个互相平衡的液相，称为
共轭 相；当加入A 的量使混合液恰好由两相变成一相时，其组成点称为 混溶点 。

5.正常操作的板式精馏塔内，连续相为 液相 ，分散相为 气相 。

6.适宜的溶剂用量应根据 操作 费用和 设备 费用之和最小的原则来确定。

7.填料的几何特性数据主要包括 比表面积 、 空隙率 和 填料因子 。

8.多级萃取主要包括多级 逆流 萃取和多级 错流 萃取。

二、单项选择题：（每空1分，本大题共16分）
在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在题后的括号内。

9.板式精馏塔操作时，塔板上气液两相的接触状态通常控制在（C ） A .鼓泡接触状态 B .蜂窝状接触状态 C .泡沫接触状态 D .喷雾接触状态
10.三元液-液萃取中，若组分B 、S 完全不互溶，则萃取的选择性系数（ C ） A .等于0 B .等于1 C .趋于无穷大 D .大于0而小于1
11.若增加塔板间距，而其他条件不变，则板式塔的液沫夹带现象将（ A ） A .减小 B .增加
C.不受影响
D.不确定
12.液-液萃取的三角形相图中，联结两共轭组成坐标的直线称为（B ）
A.溶解度曲线
B.联结线
C.辅助曲线
D.分配曲线
13.通常为了保证板式塔的正常操作，塔板的漏液量应不大于液体流量的（B ）
A.1%
B.10%
C.20%
D.30%
14.在三元液-液萃取的三角形相图中，将相图分为两相区和均相区的曲线称为（A ）
A.溶解度曲线
B.联结线
C.辅助曲线
D.分配曲线
15.三元液-液萃取中，若y A=0.4，y B=0.1，x B=0.8，x S=0.1，则选择性系数为（D ）
A.4
B.8
C.16
D.32
16.下列因素，可增加填料塔泛点气速的为（B ）
A.气体密度增大
B.液体密度增大
C.液体黏度增大
D.液气比增大
17.塔板的负荷性能图中，增大塔板间距，液泛线将（A ）
A.上移
B.下移
C.不变
D.不确定
18.关于液-液萃取中萃取剂的选择原则，下列结论不正确的是（C ）
A.选择性要高
B.与原料液中组分的相对挥发度要大
C.界面张力要大
D.黏度要低
19.三元液-液萃取中，若y A=0.4，y B=0.1，x B=0.7，x S=0.1，则S的分配系数为（C ）
A.2
B.4
C.5
D.7
20.与板式塔相比，填料塔（A ）
A.生产能力大
B.分离效率低
C.压力降大
D.持液量大
21.塔板的负荷性能图中，减小塔板开孔率，漏液线将（B ）
A.上移
B.下移
C.不变
D.不确定
22.下列萃取设备中，属于连续接触式的为（B ）
A.混合澄清器
B.填料萃取塔
C.筛板萃取塔
D.脉冲筛板塔
23.辅助曲线与溶解度曲线的交点称为（ B ） A .混溶点 B .临界混溶点 C .差点 D .和点 24.下列装置中，不属于填料塔內件的为（ A ） A .溢流堰 B .液体分布器
C .液体再分布器
D .支撑板
三、判断题：判断下列各题是否正确，正确的在题后括号内划√，错误的划×。

（每
小题1分，本大题共16分） 25.填料因子Φ值越大，液泛速度越大，也即越不易发生液泛现象。

（ × ） 26.填料层的总持液量为动持液量和静持液量之和。

（√ ）
27.三元液-液萃取中，三角形相图三条边上的任一点代表一个二元混合物。

（ √ ） 28.通常物系的温度越高，分层区的面积越小，越有利于萃取。

（ × ） 29.填料因子为填料空隙率的三次方与填料比表面积之比，即Φ=σ3/ε。

（ × ） 30.填料层的静持液量只取决于气液负荷，而与填料和流体的物性无关。

（ × ） 31.混合澄清器属于分级萃取设备。

（ √ ）
32.液-液萃取中，若适当增加萃取剂的用量，其他条件不变，则所得萃取液的组成降低。

（ √ ） 33.筛板是工业上应用最早的塔板。

（ × ）
34.在填料层的压降曲线上，位于载点和泛点之间的区域称为恒持液量区。

（ × ）
35.多级错流萃取中，当各级溶剂用量相等时，达到一定的分离程度所需的总溶剂用量最少。

（ √ ） 36.当萃取剂的选择性系数为1时，说明所选的萃取剂不能用来分离混合物。

（√ ） 37.最小润湿速率是指单位塔截面上最小液体体积流量。

（ × ）
38.理论板当量高度是指相当于一层理论板分离作用的填料层高度。

（ √ ） 39.液-液萃取中，萃取剂和原溶剂的互溶度越大，越有利于萃取。

（ × ）
40.在单级萃取操作中，对应一定的原料液量，存在两个极限萃取剂用量，适宜的萃取剂用量应介于二者之间。

（ √ ）
三、名词解释题：（每小题3分，本大题共21分）
41.塔板上的漏液现象
在正常操作的塔板上，液体横向流过塔板，然后经降液管流下。

当气体通过塔板的速度较小时，气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。

42.微分接触逆流萃取
通常在塔设备中进行，重液（如原料液）自塔顶进入，从上向下流动，轻液（如溶剂）自塔底进入，从下行上流动，二者微分接触逆流接触，进行传质。

萃取结束后，两相分别在塔顶、塔底分离，最终的萃取相从塔顶流出，最终的萃余相从塔底流出。

43.塔板上的液沫夹带
上升气流穿过塔板上液层时，必然将部分液体分散成微小液滴，气体夹带着这些液滴在板间的空间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入上层塔板，这种现象称为液沫夹带。

44.填料塔的液体喷淋密度
液体喷淋密度是指在单位塔截面上，单位时间内喷淋的液体体积量，以U表示。

45.液面落差
当液体横向流过塔板时，为克服板上的摩擦阻力和板上部件的局部阻力，需要一定的液位差。

于是板上形成由液体进入板面到离开板面的液面落差，以Δ表示。

46.超临界流体萃取
超临界流体萃取，又称超临界萃取。

它是以高压、高密度的超临界流体为溶剂，从液体或固体中萃取所需的组分，然后采用升温、降压或二者兼用和吸收（吸附）等手段将溶剂与所萃取的组分分离。

47.多级逆流萃取
在多级逆流萃取操作中，原料液从第1级进入系统，依次经过各级萃取，成为各级的萃余相，其溶质组成逐渐下降，最后从第n级流出；萃取剂则是从第n级进入系统，依次通过各级与萃取相逆向接触，进行多次萃取，其溶质组成逐级提高，最后从第1级流出。

四、简答题：（每小题5分，本大题共30分）
48.塔板的负荷性能图由哪几条曲线组成？
（1）液沫夹带线（1分）
（2）漏液线（1分）
（3）液泛线（1分）
（4）液相负荷下限线（1分）
（5）液相负荷上限线（1分）
49.塔板压降对塔的操作有何影响，设计时应如何考虑？
塔板压降是影响板式塔操作性能的重要因素。

塔板压降增大，一方面，塔板上气液两相的接触时间随之延长，板效率增大，完成同样任务所需实际塔板数减少，设备费降低；（2分）另一方面，塔釜温度随之升高，能耗增加，操作费增大，若分离热敏性物系时易造成物料的分解或结焦。

（2分）因此进行塔板设计时，应综合考虑，在保证高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降低能耗和改善塔的操作。

（1分）
50.何谓塔板压降，它包括哪几部分？
上升气体通过塔板时需克服一定的阻力，该阻力形成塔板的压降。

（2分）
它包括：（1）塔板本身的干板阻力；（1分）（2）板上充气液层的静压力；（1分）（3）液体的表面张力。

（1分）
51.萃取物系的界面张力对萃取效果有何影响？
两液相间的界面张力对萃取操作有重要的影响。

萃取物系界面张力较大时，分散相液滴易聚结，有利于分层，（2分）但界面张力过大，则液体不宜分散，难以使两相充分混合，反而是萃取效果降低。

（1分）界面张力过小，虽然液体容易分散，但以产生乳化现象，使两相较难分离，因此界面张力要适中。

（2分）
52.选择萃取剂时，应主要考虑哪些因素？
（1）萃取剂的选择性（1分）
（2）原溶剂与萃取剂的互溶度（1分）
（3）萃取剂回收的难易与经济性（1分）
（4）萃取剂的其他物性（1分）
（5）化学稳定性、价格等其他因素（1分）
53.什么是板式塔的液泛，其产生有哪两种情况？
如果由于某种原因，导致液体充满塔板之间的空间，使塔的正常操作受到破坏，这种现象称为液泛。

（1分）液泛的产生有以下两种情况：（1）塔板上液体流量很大，上升气速很快，导致液沫夹带量过大引起的液泛称为夹带液泛。

（2分）（2）当降液管内的液体不能顺利下流，导致降液管充满液体而引起的液泛称为降液管液泛。

（2分）。