化工分离过程重点
化工分离过程重点
1、相平衡：指混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态，从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小的状态；从动力学看，相间表观传递速率为零。
2、区域熔炼：是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理，通过多次熔融和凝固，制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。
3、独立变量数：一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。
4、反渗透：是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。
5、相对挥发度：溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。
6、理论板：是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。
7、清晰分割：若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况为清晰分割。
8、全塔效率：完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。默弗里板效率：实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。
9、泡点：在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时的温度。露点：在一定压力下，混合气体开始冷凝，即开始出现第一个液滴时的温度。10、设计变量：设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值，如进料流率，浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入（或输出）量、传热面大小以及理论塔板数等。这些物理量都是互相关联、互相制约的，因此，设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称设计变量。
简答题：1、分离操作的重要意义
答：分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或者催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另一方面对反应产物起着分离提纯的作用，已得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。此外，分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。2、精馏塔的分离顺序答：确定分离顺序的经验法：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；4）分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。
3、精馏过程的不可逆答：精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起：1、通过一定浓度梯度的动量传递；2、通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合；3、通过一定温度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合。
4、填料塔的选择板式塔与填料塔的选择应从下述几方面考虑1）系统的物性：A当被处理的介质具有腐蚀性时，通常选用填料塔；B对于易发泡的物系，填料塔更适合；C对热敏性物质或真空下操作的物系宜采用填料塔；D进行高粘度物料的分离宜用填料塔；E分离有明显吸热或放热效应的物系以采用板式塔为宜；2）塔的操作条件；3）塔的操作方式。
5、填料种类的选择：A填料的传质效率要高；B填料的通量要大，在同样的液体负荷条件下，填料的泛点气速要高；C具有同样的传质效能的填料层压降要低；D单位体积填料的表面积要大，传质的表面利用率要高；E填料应具有较大的操作弹性；F填料的单位重量强度要高；G填料要便于塔的拆装、检修，并能重复利用。（简述）
6.进料板位置的选择：答：从上往下计算时，如果S j HK j LK R j HK j LK y y y y ?
和提馏段操作线计算的结果，则第j 级不是进料级，继续做精馏
段的逐级计算；
如果S j HK j LK R j HK j LK y y y y ???? ??>???? ??++++1,1,1,1,,则第j 级是进料级。由精馏段操
作线确定yi,j,再由平衡关系求出xi,j ，而下一级的yi,j+1应由提馏段操作线计算；
当从下往上逐级计算时，进料位置的确定方法是：
如果S j
HK j LK R j
HK j LK x x x x
>???? ??++++1,1,1,1,则第j
级是适宜进料位置，xi,j+1应换成平恒精馏段操作线计算。第一章 2、分离过程可以分为机械分离和传质分离两大类，传质分离又可分为平衡分离过程和速率分离过程。3、分离媒介可以
是能量媒介（ESA ）或物质媒介（MSA ）。4、当分离组分间隔相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离
时，就要考虑萃取精馏。5、如果由精馏塔顶引出的气体不能完
全冷凝，可从塔顶加入吸收剂作为回流，这种单元操作叫做吸收蒸出（或精馏吸收）。6、能形成最低共沸物的系统，采用一般
精馏是不合适的，常常采用共沸精馏。7、离子交换也是一种重
要的单元操作，采用离子交换树脂，有选择性的除去某组分，而树脂本身能够再生。第二章 1、相平衡热力学是建立在化学
位概念基础上的，lewis 提出了等价于化学位的物理量——逸度。
3、Φi s 为校正处于饱和蒸汽压下的蒸汽对理想气体的偏离，指数
校正项也称普瓦廷因子，是校正压力偏离饱和蒸汽压的影响。4、若按照所设温度T 和求得∑K i X i >1，标明K i 值偏大，所设温度偏
高。根据差值大小降低温度重算；若∑K i X i <1，则重设较高温
度。第三章1、设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值，如进料流率、浓度、压力、温度、热负荷、机械功的输入量、传热面大小、理论塔板数等。2、N v 是描述系统的独立变量数，
N c 是约束关系数，设计变量数N i ，则有N i =N v -N c 。3、约束关系式包括：1）、能量平衡式；2）、物料平衡式；3）、相平衡关系式；4)、化学平衡关系式；5)、内在关系式。
4、设计变量数N i 可进一步区分为固定设计变量数N x e 和可调
设计变量数N a e 。5、不同装置的变量数尽管不同，其中固定设计变量的确定原则是共同的，只与进料物流数和系统内压力等级数有关。6、轻关键组分：关键组分中相易挥发的那个组
分；重关键组分：不易挥发的关键组分。7、多组分精馏与二
组分精馏在浓度分布上的区别可归纳为：a 、在多组分精馏中，
关键组分的浓度分布有极大值；b 、非关键组分通常是非分配
的，因此重组分仅出现在釜液中，轻组分仅出现在流出液中；
c 、重、轻非关键组分分别在进料板上下形成几乎恒浓的区域；
d 、全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓
度，塔内各组分的浓度分布曲线在进料板是不连续的。8、由
于分离作用主要取决于液汽比L/V ，流量相当大的变化对液汽
比的影响不大，而对分离效果影响也小。级间饿两流量越接近
于相等，即操作越接近于全回流，则流量变化对分离的影响也
越小。10、在精馏塔中，温度分布主要反映物流的组成，而
总的级间流量分布则主要反映了热衡算的限制。11、在两组
分混合物精馏中，当平衡线无异常情况时，在最小回流比下，
将在进料板上下出现恒浓区域或称夹点区。12、逆行分馏效
应：整个精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的较低值提到冷凝器中的较高值，但在某一区域随着蒸汽的逐渐上升此比值反而下降甚至有部分被抵消的效应。
13、推导恩特伍德公式的假设：1、塔内汽相和液相为恒摩尔流率；
2、各组分的相对挥发度均为常数。14.芬斯克方程的精确度明显取决于相对挥发度数据的可靠性；由芬斯克公式还可看出，最少理论板数
与进料组成无关，只决定于分离要求。15.适宜进料位置的确定原则是：在操作回流比下精馏段与提馏段理论板数之比，等于在全回流条件下用芬斯克公式分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。16.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度近与1或形成共沸物的系统，应用一般的精馏方法分离这种系统或在经济上是不合理的，或在技术上是不可能的；这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏过程称为特殊精馏。17.αs/α定义为溶剂的选择性，选择性是衡量溶剂效果的一个重要标志；对于一个具体的萃取精馏过程，溶剂对原溶液关键组分的相互作用和稀释作用是同时存在的，均应对相对挥发度的提高有贡献。
18.当形成溶液时仅有氢键生成则呈现负偏差，若仅有氢键断裂，则呈现正偏差.19.用常规的气液平衡测定方法筛选溶剂是昂贵的，因此常用气相色谱法快迅速测定方法关键组分在溶剂中无限稀释活度系数和选择性。20.吸收操作可分为以下三种类型：（1）物理吸收；（2）带有可逆反应的吸收过程；（3）进行不可逆反应的吸收过程.
21.吸收过程则是气相中某些组分溶到不挥发吸收剂中去的单向传质过程。
22.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小，易挥发组分即重组分主要是在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。23.一般说来，吸收放热使液体温度升高，故相平衡常数增大，过程的推动力减小，另一方面，由于吸收放热，气体和液体之间产生温差，这就使得在相间传质的同时发生相间传热。
24.哈顿—富兰克林方程关联了吸收率、吸收因子和理论板数。第四章1.严格计算法的核心是联立求解物料衡算式、相平衡和热量衡算式；围绕平衡级j能写出组分物料衡算（M）,相平衡关系（E）、每相中各组分的摩尔分率加和式（H）共四组方程，简称MESH方程。2、对窄沸程进料的分离塔，推荐使用泡点法（即BP法），对于宽沸程或溶解度有较大差别的进料，泡点法不易收敛，故使用流率加和法（SR 法）。3、适宜进料位置的近似确定方法是以轻、重关键组分的浓度之
比作为精馏效果的准则；按清晰分割处理，对于只有轻非关键组分的物系，溜出液浓度可以估计的比较精确，应选择从塔顶开始逐级计算；反之，对于只有重非关键组分的物系，塔釜浓度可以估计得比较准确，逐级计算可从塔釜开始。4、三对角线矩阵法以方程解离法为基础，将MESH方程按类型分成三组，即修正的M—方程，S—方程和H—方程，然后分别求解。5、在泡点法计算程序中，除用修正的M—方程计算液相组成外，在内层循环用S—方程计算级温度，而在外层循环中用H—方程迭代气相流率。
第五章1.气液传质设备的处理能力的影响因素：液泛、雾沫夹带、压力降、停留时间。3.塔板上液层愈厚，气泡愈分散，表面湍动程度愈高，点效率愈高。4.在与板上液流总方向平行
的和垂直的方向上都会发生液体混合现象，前者称为纵向混合，后者称为横向混合。（名词解释）。5.液相纵向不完全混合对板效率起明显的有利影响；不均流动，尤其是环流会产生不利影响；横向混合能消弱液相不均匀流动的不利影响；（判断题）。
第六章1.实际过程所需的功一定大于可逆过程的值。2.分离的最小功表示了分离过程耗能的最低限；最小分离功的大小标志着物质分离的难易程度。3.对于与理想情况表现正偏差的溶液，过剩焓的变化是正的，即混合过程是吸热的。4.把任何分离过程中系统有效能的改变与过程所消耗的净功之比，定义为分离过程的热力学效率。6.常用的热泵流程有以下三种：1、用外部制冷剂的热泵；2、压缩塔顶蒸汽的热泵；3、用再沸器液体闪蒸的热泵。
化工分离工程重点
化工分离工程复习题 第一章 1、求解分子传质问题的基本方法是什么？ 1）分子运动理论2）速率表示方法（绝对、平均）3）通量 2、漂流因子与主体流动有何关系？ p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。因p＞p BM，所以漂流因数p/p BM＞1，这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。 3、气体扩散系数与哪些因素有关？ 一般来说，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力的函数。 4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？ 测定二元气体扩散系数的方法有许多种，常用的方法有蒸发管法，双容积法，液滴蒸发法等。液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。 5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。 6、对流传质与对流传热有何异同？ 同：传质机理类似；传递的数学模型类似；数学模型的求解方法和求解结果类似。 异：系数差异：传质：分子运动；传热：能量过去 7、提出对流传质模型的意义是：对流传质模型的建立，不仅使对流传质系数的确定得以简化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作条件，并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。 8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么？
停滞膜模型要点：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。②在气液相界面处，气液两相出于平衡状态。③在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。关系：液膜对流传质系数k°G=D/(RTz G),气膜对流传质系数k°L=D/z L 对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。模型参数：组分A 通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数，组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。 溶质渗透模型要点：①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相出于湍流状态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前，液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开始后，相界面处立即达到与气相平衡状态。②随着接触时间的延长，溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。③液体单元在界面处暴露的时间是有限的，经过时间θc后，旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。在液体单元深处，仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交换，每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系：k cm=2[D/(πθc)]1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θc计算。模型参数：暴露时间。 表面更新模型要点：①溶质向液相部传质为非稳态分子扩散过程。②界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄，界面上各种不同年龄的液体单元都存在。③不论界面上液体单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。单位时间表面被置换的分率称为表面更新率，用符号S表示。关系：k cm=(DS)1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算。模型参数：表面更新率。 9、对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情况如何？ 对流传质系数的分析解法和类比解法，仅适用于一些较为简单的传质问题；由于传质设备的结构各式各样，传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善，所以目前设计上还要靠经验方法，即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。 10、雷诺类比有何意义？ 雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理，但根据边界层理论，在湍流边界层中，紧贴壁面总有一层流层存在，在层流层进行分子传递，只有在湍流中心才进行涡流传递，故雷诺类比有一定的局限性。 第二章 1、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？ 加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。 2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，当总压不很高时。
化工分离工程 重点
精馏是借助多级平衡手段提高产品（液体混合物）纯度的一种蒸馏操作。 精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异，通过逐级平衡实现组分分离。 普通精馏不适合于以下状况的物料： 1、相对挥发度接近1的组分； 2、待分离组分间形成恒沸物； 3、待分离组分是热敏物质； 4、待分离组分是难挥发组分，且含量低。 理论板符合以下三条假设： 1）进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质，使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡； 2）在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀，板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同； 3）该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离，不存在夹带、泄漏。 相平衡常数K 组分i 的相平衡常数定义为： Wilson 方程 特点：1、仅需用二元参数即能预计多元系的活度系数；2、适用范围广，对极性互溶系统有较高的正确度；3、活度系数方程包括了温度影响。 缺点：不能预计液液平衡时的活度系数。 NRTL 方程 特点：1、适用于汽液平衡（VLE ），也适用于液液平衡（LLE ）；2、需要有关二元系的三个模型参数才能预测多元相平衡；3汽液平衡的预测精度比威尔逊差，含水系统预计精度甚好。 UNIQUAC 方程 特点：具有NRTL 的优点，适用于分子大小相差悬殊的混合物。 关键组分：进料中按分离要求选取的两个组分（大多是挥发度相邻的两个组分），它们对物系的分离起着控制作用，且它们塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的，因而在设计计算中起着决定性作用。挥发度大的为轻关键组分，挥发度小的称重关键组分。 芬斯克方程：用于计算全回流操作时，达到规定分离要求所需要的最少理论板数Nm 。 恩德吾特方程：用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。 吉利兰关联式： 常用的特殊精馏 ① 萃取精馏：添加萃取剂改变体系中各组分的汽液平衡关系。 ② 恒沸精馏：添加物与分离组分形成恒沸物改变汽液平衡关系。 ③反应精馏：添加物与体系中的某组分反应生成新物质，从而改变原分离体系的汽液平衡关系。 萃取精馏是通过加入适当选择的分离媒介以改善被分离组分间的气液平衡关系。 恒沸物的形成是由于组成溶液的各组分分子间不相似，混合时引起与理想溶液偏差的结果。 实际板与理论板的差异 ① 板上汽液两相平衡的差异。理论板假设流体离开板时，汽液两相达到平衡；而实际板往往未真正达到平衡。 ② 板上两相混合程度的差异。理论板假设板上汽液两相各自完全均匀混合；而实际板通常都存在不均匀现象。 ③ 板上停留时间的差异。理论板假定板上流体均匀流动，停留时间 一致；而实际板流动不均匀，停留时间有明显差异。 ④ 两相夹带的差异。理论板假设流体离开板时两相完全分离；而实际板往往存在汽相雾沫夹带和液相泡沫夹带。 系统物性对板效率的影响 （1）液相粘度 粘度高，气泡大，传质界面小；粘度高，液相扩散系数小，传质速率降低。所以，粘度高的液相板效率较低。温度升高能降低粘度，提高板效率。 i i i x y K
化工分离工程分章重点
化工分离工程 第一章 化工分离工程概述 分离过程的分类：机械分离、传质分离 传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的传质分离过程又可分为两大类，即平衡分离过程和速率分离过程。 平衡分离过程是借助分离媒介（如热量、溶剂或吸附剂）使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。分离媒介可以是能量媒介（ESA ）或物质媒介（MSA ），有时也可两种同时应用。 蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、离子交换、吸附、干燥、浸取、泡沫吸附 速率分离过程是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。 气体扩散、热扩散、电渗析、电泳、反渗透、超过滤 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度，其定义为 2 211//j i j i s ij x x x x = α 分离方法的选择 可行性、分离过程类别的选择、产品的价格、产品的热敏性、物质与分子的性质、经济性、安全与环保、经验 分离过程类别的选择 ? 分子特性：分子重量、V an der Waals 体积、Van der Waals 面积、 偶极矩、极化度、双电常数、电荷、旋转 半径 ? 热力学与传递性质：蒸气压、溶解度、吸附活性、扩散特性 第二章 精馏 蒸馏（Distillation ）：借助液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作方法。 简单蒸馏（simple distillation)：混合液受热部分汽化，产生的蒸汽进入冷凝器种冷凝，分批收集不同组成的馏出液产品。 平衡蒸馏（equilibrium distillation)：釜内液体混合物被部分汽化，使气相与液相处于平衡状态，然后将气相与液相分开，是一种单级蒸馏操作。 精馏 （rectification)：液体混合物多次进行部分冷凝或部分汽化后，最终可以在气相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。 精馏计算：物料衡算，热量衡算，相平衡关系 计算方法：双组份常用图解法；多组分常用简捷法、严格计算法 普通精馏不适用下列物料的分离： （1）待分离组分间的相对挥发度很接近于1。此时，它们的分离需要很多理论板数和很大的回流比，因此设备投资和操作费用很大，不经济。一般认为，当分离所需的理论板数大于100时，精馏已不适用。 （2）待分离组分形成恒沸物，此时相对挥发度等于1，平衡的汽液两相组成一样，普通精馏无法实现分离。 （3）待分离物料是热敏性的，或是在高温下易发生聚合、结垢、分解等不良反应的。 （4）待回收的组分是难挥发组分，且在料液中含量很低。此时能量消耗太大，不经济。 理论板、板效率和填料的理论板当量高度 理论板：进入该板的不平衡的物流发生了充分的接触传质，离开了两相的物流间达到了平衡；在该板上发生传质接触的汽液两相各自完全混合，板上各点的汽相和液相浓度各自一样；该板上充分接触后的汽液两相实现了机械上的完全分离，离开该板的汽流中不夹带雾滴，液流中不夹带气泡，也不存在漏液。 板效率： 1 *1++--= j j j j MV y y y y E
化工分离过程
●分离过程分类：1机械分离：利用机械力简单的将两相混合物相互分离的过程，对象多是两相混合物，分离时相间无物质传递；2传质分离：①平衡分离：依据被分离混合物各组分在不互溶的两相平衡分配组成不等的原理进行的分离过程，有能量介入时可分为蒸发和蒸馏等，物质介入时可分为吸收、萃取、吸附、干燥等；②速率控制分离：依据被分离组分在均相中的传递速率差异而进行分离的，包括膜分离；3反应分离：一般情况下可逆反应、不可逆反应、分解反应可考虑用于分离。 ●分离技术在化工生产中的作用与地位：分离技术：指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物ide一种手段。作用：①提高原料或中间产物的组分浓度（增浓）②提高产品纯度（纯化）③安全生产的需要④环保的要求⑤副产品的回收利用。地位：分离技术广泛应用于石油、化工、医药、冶金、原子能等许多工业领域中，其所需的装备和能量消耗在整个过程中常占有主要地位。分离工程：通过适当的技术与装备，耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程。 ●膜分离的概念：膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程。 ●膜分离的原理：膜分离过程是以具有选择透过性的膜作为分离介质，在膜的两侧存在一定量的能量差作为推动力，由于混合物中各组分透过膜的迁移速率不同而实现分离、提纯。它本质上是一种速率控制的分离过程。 ●膜分离的优越性及各种膜分离的应用：优越性：1在常温下进行，有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质2无相态变化3无化学变化4选择性好，可在分子级内进行分离。5适应性强，处理规模可大可小，可连续也可间歇进行，工艺简单，操作方便6能耗低，只需电能驱动。应用：目前膜分离技术已被广泛地应用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水的制取；医药工业如人工脏器的制备、医药的浓缩提纯等；食品工业如果汁浓缩、饮料灭菌；石油化学工业；环境保护如废水中有用物质的回收。 ●微滤、超滤、反渗透、纳滤的特点、原理和模型：微滤：微滤膜截留的是粒径.>0.1μm 以上的微粒。膜的粒径范围为0.05-10μm，有两种操作方式终端微滤和错流微滤。超滤：超滤的分离组分是大分子或直径不大于0.2μm的微粒。所施加的操作压力大约在0.2-1.0Mpa范围内。模型：位阻微孔模型、浓差极化边界层与凝胶层阻力模型。反渗透：通常用于截留溶液中的盐或其他小分子物质，操作压差通常依据被处理溶液的溶质大小及其浓度而定，通常在2Mpa左右，也可高达10Mpa，甚至20Mpa。模型：溶解扩散模型。纳滤：介于反渗透与超滤之间为纳滤过程，其膜的脱盐率取决于膜性质及被分离物质的大小，操作压差约为0.5-3.0Mpa。纳滤用于分离溶液中相对分子质量几百至几千的物质。 ●浓差极化现象、危害及其防治方法：概念：在膜分离过程中，大分子溶质被截留下来，而在膜表面处积聚，形成大分子溶质浓度边界层，膜表面处的溶质浓度变得比原溶液主体浓度大，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差，浓度差的存在导致紧靠膜面溶质反向扩散到主体溶液中，这种现象称为浓差极化。危害：超滤过程中的浓差极化，被截留的组分积累在膜的表面上，形成浓度边界层，严重时足以使操作过程无法进行。因此，浓差极化现象是超滤过程中应加以考虑的一个重要问题。防治方法：浓差极化现象是不可避免的，但是是可逆的，在很大程度上可以通过改变流道结构或改变料液的流动状态来降低这种影响。 ●电渗析过程的浓差极化现象、危害和防治方法：①概念：当采用过大的工作电流时，在膜-液界面上会形成离子耗竭层，在离子耗竭层中，溶液的电阻会变得相当大，当恒定的工作电流通过离子耗竭层时会引起非常大的电压降，并迫使其溶液中的水分子解离，产生H+和OH-来弥补及传递电流②危害：1淡化室离子耗竭，产生极化电位，使电流效率下降2膜产生酸碱腐蚀离子膜，降低使用寿命3浓缩室离子累积，产生凝胶层（二次膜），膜电流增大，有效膜面积下降，通道变大③防治方法：1改善膜面流动状况2改善进料水质，降低
高考化学之化学工艺流程中的分离提纯知识点
高考化学之化学工艺流程中的分离提纯知识点 1．化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。 2．常考分离提纯的操作 （1）从滤液中提取一般晶体（溶解度随温度升高而增大）的方法：蒸发浓缩（至少有晶膜出现）、冷却结晶、过滤、洗涤（冰水洗、热水洗、乙醇洗等）、干燥。 （2）从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤（如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来）、洗涤、干燥。 （3）减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）或失去结晶水（如题目要求制备结晶水合物产品）。 （4）洗涤 ①洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水等至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2~3次。 ②用冰水洗涤晶体的目的：洗去晶体表面的可溶性杂质，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 ③用乙醇或其他有机溶剂洗涤晶体的目的：洗去晶体表面可溶性杂质、降低因晶体溶解而引起的损耗、乙醇等有机溶剂
易挥发有利于晶体干燥。 ④检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 （5）萃取与反萃取 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂里提取到另一种溶剂里使溶质和溶剂分离的分离方法。如用CCl4萃取水中的Br2。 ②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。 （6）其他 ①蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。 ②减压蒸馏（减压蒸发）的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、挥发。 4．根据溶解度曲线判断结晶的方法 （1）溶解度受温度影响较小的（如NaCl）采取蒸发结晶的方法； （2）溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法； （3）带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，特别应注意的是若从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶
化工分离过程
一．名词解释 相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。 全塔效率：理论板数与实际板数的比值。 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。 清晰分割：馏出液中除了重关键组分没有其他重组分，而釜液中除了轻关键组分没有其他轻组分的情况。 约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。 相平衡：混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小状态，从动力学看，相间无物质的静的传递。 分离过程：将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。 渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透。 独立变量数：描述一个过程所需的独立变量的总数。 设计变量数：设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的差。 泡点温度：当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。露点温度：当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度。气化率：气化过程的气化量与进料量的比值。
冷凝率：冷凝过程的冷凝量与进料量的比。 精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。 闪蒸：是连续单级蒸馏过程。该过程使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽或含难挥发组分较多的液体。 半透膜：能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜。 反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透。 二．简答题 1.适宜进料位置的确定原则：在操作回流比下精馏段与提 馏段理论板数之比，等于在全回流条件下用芬斯克公式分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。 2.萃取精馏中，萃取剂在何处加入？为何？ 在进料板之上，与塔顶保持有若干块塔板。溶剂的沸点比被分离组分高，那样可以使塔内维持较高的溶剂浓度，及起回收溶剂的作用。 3.从热力学角度和工艺角度简述萃取精馏中萃取剂的选 择原则？热力学角度：溶剂的沸点要足够高，以避免与系统中任何组分形成共沸物；萃取剂应能使的体系的
化工分离过程重点
化工分离过程重点 1、相平衡：指混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态，从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小的状态；从动力学看，相间表观传递速率为零。 2、区域熔炼：是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理，通过多次熔融和凝固，制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。 3、独立变量数：一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。 4、反渗透：是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。 5、相对挥发度：溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。 6、理论板：是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。 7、清晰分割：若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况为清晰分割。 8、全塔效率：完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。默弗里板效率：实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。 9、泡点：在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时的温度。露点：在一定压力下，混合气体开始冷凝，即开始出现第一个液滴时的温度。10、设计变量：设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值，如进料流率，浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入（或输出）量、传热面大小以及理论塔板数等。这些物理量都是互相关联、互相制约的，因此，设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称设计变量。 简答题：1、分离操作的重要意义
答：分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或者催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另一方面对反应产物起着分离提纯的作用，已得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。此外，分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。2、精馏塔的分离顺序答：确定分离顺序的经验法：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；4）分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。 3、精馏过程的不可逆答：精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起：1、通过一定浓度梯度的动量传递；2、通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合；3、通过一定温度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合。 4、填料塔的选择板式塔与填料塔的选择应从下述几方面考虑1）系统的物性：A当被处理的介质具有腐蚀性时，通常选用填料塔；B对于易发泡的物系，填料塔更适合；C对热敏性物质或真空下操作的物系宜采用填料塔；D进行高粘度物料的分离宜用填料塔；E分离有明显吸热或放热效应的物系以采用板式塔为宜；2）塔的操作条件；3）塔的操作方式。 5、填料种类的选择：A填料的传质效率要高；B填料的通量要大，在同样的液体负荷条件下，填料的泛点气速要高；C具有同样的传质效能的填料层压降要低；D单位体积填料的表面积要大，传质的表面利用率要高；E填料应具有较大的操作弹性；F填料的单位重量强度要高；G填料要便于塔的拆装、检修，并能重复利用。（简述） 6.进料板位置的选择：答：从上往下计算时，如果S j HK j LK R j HK j LK y y y y ? 和提馏段操作线计算的结果，则第j 级不是进料级，继续做精馏
化工分离过程试题库(重点)
化工分离过程试题库(复习重点) 第三部分名词解释 1. 分离过程：将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。 2. 机械分离过程：原料本身两相以上，所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程。 3. 传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类。 4. 相平衡：混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态。从热力学上看，整个物系的自由焓处于最小状态，从动力学看，相间无物质的静的传递。 5. 相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度。 6. 泡点温度：当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。 7. 露点温度：当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度。 8. 设计变量数：设计过程需要指定的变量数，等于独立变量总数与约束数的差。 9. 独立变量数：描述一个过程所需的独立变量的总数。 10. 约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。 11. 回流比：回流的液的相量与塔顶产品量的比值。 12. 精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组成的过程。 13. 全塔效率：理论板数与实际板数的比值。 14. 精馏的最小回流比：精馏时有一个回流比下，完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多，回流比小于这个回流比，无论多少块板都不能完成给定的分离任务，这个回流比就是最小的回流比。实际回流比大于最小回流比。 15. 理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。 16. 萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值。 17. 萃取精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中任何组分形成恒沸物，从塔底出来的精馏过程。 18. 共沸精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精馏过程。 19. 吸收过程：按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程。 20. 吸收因子：操作线的斜率（L/V）与平衡线的斜率（KI）的比值。 21. 绝对吸收率：被吸收的组分的量占进料中的量的分率。 22. 半透膜：能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜。 23. 渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透。 24. 反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时，纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透。 25. 吸附过程：当用多几性的固体处理流体时，流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程。 第四部分问题题 1. 简述绝热闪蒸过程的特点。 绝热闪蒸过程是等焓过程，节流后压力降低，所以会有汽化现象发生，汽化要吸收热量，由于是绝热过程，只能吸收本身的热量，因此，体系的漫度降低。
化学工程中的分离过程及其应用
化学工程中的分离过程及其应用化学工程作为一门应用学科，是一门运用化学原理、物理原理 和工程技术手段研究化学过程及其工业应用的学科。其中，分离 过程是化学工程的一个重要组成部分，主要是针对各种混合物， 通过物理或化学手段将其按照不同的性质分离开来，以得到所需 的单一成分或分离物。本文将从分离过程的基本原理、分离技术 的种类、应用案例等方面进行论述。 一、分离过程的基本原理 分离过程的基本原理是根据混合物分子的不同特性进行分离， 主要分为物理方法和化学方法两类。 物理方法：利用混合物各组分的物理性质，例如沸点、蒸气压、溶解度等，通过升降温、降低压力、实现溶剂分离、蒸汽淬灭等 操作来实现分离。典型的物理分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、 过滤等。
化学方法：利用混合物各组分化学性质的差异，例如酸度、碱度、氧化还原性等，通过反应分离或析出，实现组分的分离。典 型的化学分离技术包括中和沉淀法、氧化还原法等。 在实际工程应用过程中，分离过程还可能会涉及多重学科领域 的知识，并将不同的物理和化学分离技术组合使用，以便更好地 实现分离和纯化的效果。 二、分离技术的种类 1、膜分离技术：基于空气、水、液体等物质与膜（如聚合物、陶瓷、金属等）交互作用的特性，通过物质的间隔和筛选等物理 特性实现分离。其中，可以分为压力驱动、电化学、重力、电场 驱动等多种类型。典型的膜分离技术包括逆渗透、超滤、纳滤、 微滤等。目前，膜分离技术已广泛应用于电子、能源、环保、医药、生物等行业领域。 2、蒸馏技术：通过在一段加热管道内加入待分离的混合物， 利用各组元素的沸点差异实现分离。当混合物加热到高温，低沸 点的成分蒸发出来，通过冷凝器内深度冷却，实现分离。蒸馏技 术目前广泛应用于制药业、食品工业。
化工分离过程基本概念
化工分离过程 1.膜分离：是借助于膜的选择渗透性，对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富 集的方法。膜分离过程一般不发生相变，与有相变的分离法相比能耗低。膜分离过程在常温下进行，因而特别适用于热敏性物质的分离。 2.聚合物膜分：致密膜、微孔膜、非对称膜、复合膜、离子交换膜。 3.膜的性能包括膜的分离透过特性和物化稳定性。 4.膜的分离透过特性包括渗透通量、分离效率和通量衰减系数。 5.渗透通量通常用单位时间内通过单位膜面积的透过通量表示，对任何一种膜分离过程， 总希望得到比较大的渗透通量。 6.膜分离设备有：板框式膜器、卷式膜器、管式膜器。 7.渗透：是由于化学位梯度存在而引起的自发扩散现象。 8.浓差极化对过程的影响：（1）由于浓差极化，膜表面处溶液浓度升高，使溶液的渗透压 升高，当操作压力一定时，过程的有效推动力下降，导致渗透通量下降。（2）随渗透通量增加，浓差极化比急剧增加，截留率降低，这就是说浓差极化的存在对渗透通量的增加提出了限制。（3）膜表面处溶质浓度高于溶解度时，在膜表面上将形成沉淀，使透过膜的阻力增加，为避免出现结晶沉淀，；料液主体浓度不高于一定值。 9.反离子迁移：溶液中带负电荷的阴离子电场的作用下向阳极运动，并通过阴膜，而被阳 膜所阻挡，这种与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象。 10.电渗析的传递过程只有反离子迁移产生脱盐作用。 11.气体膜分离：是指利用气体气体混合物中各组分在致密膜中渗透速率的不同使各组分分 离的过程。 12.气体膜分离既无相变化，又不用质量分离剂，是一种节能的分离方法。 13.气体膜分离的基本原理：在膜两侧压力的作用下，组分通过高分子膜的机理比较复杂， 有多种机理模型。 14.气体透过膜的步骤：（1）在膜的高压侧，气体混合物中的渗透组分溶解在膜表面上(2) 溶解在膜表面上的组分从膜的高压侧通过分子扩散传递到膜的低压侧（3）在膜的低压侧表面，组分解析到气相。所以，气体透过致密膜是溶解、扩散和解析过程。 15.吸附平衡：在一定条件下，当流体与吸附剂接触时，流体中的吸附质将被吸附剂吸附吸 附，经过足够长的时间，吸附质在两相中的含量达到一定值不再变化。 16.最小功的数值决定于要分离的混合物的组成。压力和温度以及分离所得产品的组成、压 力和温度。 17.精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起：（1）通过一定压力的动量传递（2）通 过一定温度梯度的热量或不同温度物流的直接混合（3）通过一定的浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合。可见，如果降低流体流动过程产生的压力降，减少传热过程的温度差，减少传质过程的两相浓度与平衡浓度的差别，都将使精馏过程的净功消耗降低。 18.对于普通精馏塔所组成的塔序可以从以下规则加于考虑：（1）按相对挥发度递减的顺序 可以从塔顶分离出各组分（2）最困难的分离应放在塔序的最后（3）应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近（4）分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后（5）进料中含量高的组分尽量提前分出 19.分离过程可分为机械分离和传质分离。 20.工业上传质分离分：平衡分离过程和速率分离过程 21.平衡分离过程：是借助分离媒介（如热量、熔剂、吸附剂），使均匀相混合物系统变成 两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分
化工原理分离工程知识点
说明分离过程与分离工程的区别? 答:分离过程:是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作;分离工程:是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学,研究分离过程中分离设备的共性规律，是化学工程学科的重要组成部分。 实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么? 答:前者是根据实际产品组成而计算，后者是根据平衡组成而计算。两者之间的差别用级效率来表示。错误:固有分离因子与分离操作过程无关 怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度? 答:分离因子的大小与1相差越远，越容易分离;反之越难分离。 按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为哪两类? 答:平衡分离过程:采用平衡级(理论板)作为处理手段，利用两相平衡组成不相等的原理，即达到相平衡时,原料中各组分在两个相中的不同分配，并将其它影响参数均归纳于级效率之中，如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。速率分离过程:通过某种介质，在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下，依靠传递速率的差别来操作，而把其它影响参数都归纳于阻力之中。如超滤、反渗透和电渗析等。通常,速率控制过程所得到的产品，如果令其互相混合，就会完全互溶。 分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，举例说明分离剂的类型。 答:分离过程的原料可以是一股或几股物料，至少必须有两股不同组成的产品，这是由分离过程的基本性质决定的。分离作用是由于加入(媒介)而引起的，分离剂可以是能量(ESA)或物质(MSA),分离剂有时也可两种同时应用。例如，要把糖水分为纯净的糖和水需要供给热量，使水分蒸发，水蒸气冷凝为纯水,糖在变浓的溶液中结晶成纯糖。或供给?令量，使纯水凝固出来，然后在较高剃温度下使其隔出化;这里所加入的分离剂为ESA。也可将糖水加压，通过特殊的固体膜将水与糖分离。这里所加入的分NEW口e录制小视频离剂为MSA。此外，ESA还可以是输入或输出的功，以驱动泵、压缩机;在吸收、萃取、吸附、离子交换、液膜固膜分离中，均须加入相应的MSA。
化工工艺分离过程解析
化工工艺分离过程解析 摘要：在中国的化学生产行业中，生产相关化学产品所涉及的一些原材料和 最终产品实际上需要分离和纯化。这一分离措施几乎是任何化学生产系统实施中 不可错过的核心环节。因此，在化工过程的实际应用中，必须最大限度地保证分 离方法的合理性，选择最佳的分离技术，从而大大降低不同环节的成本，这是实 施分离顺序的一个至关重要的综合目的。本文主要对化学过程分离过程进行了分 析和研究。 关键词：化学技术；生产；分离技术 前言：在当前我国化学工业快速发展的过程中，为了保证化学产品的质量， 人们采用分离提纯的方法对原料进行相应的处理，从而有效控制化学工艺生产的 成本。目前，分离技术在中国化学工业的发展中具有重要意义。它不仅保证了化 工生产原料的质量，而且有效地提高了化工产品的质量，从而提高了化工行业的 经济效益和社会效益。以下是化学过程分离的介绍。 一、化学分离过程概述 化工生产中常用的分离过程基本上可分为三大类,第一类是以能量为分离剂, 例如精馏、蒸发、结晶、干燥、闪蒸等;第二类是以物质为分离剂，例如解吸、 吸收、萃取、吸附、离子交换等;第三类是利用物质的密度、粒度、表面等性质 不同而进行的机械分离过程，例如沉降、离心分离、过滤、浮选等过程。在以上 分离方法中,精馏方法往往是首选的分离方法,是实现传质分离的重要手段,通过 对精熘分离过程流程合理设计以降低各项费用,是精馏分离序列综合的主要内容。 二、化学分离工艺的分类和特点 化学生产中常用的分离工艺可分为机械分离和传质分离。机械分离过程的分 离对象是由两个或多个相组成的混合物。目的只是将每个阶段分开。只要使用简 单的机械方法，两个相就可以分离，并且两个相之间没有物质转移；例如，过滤、
化工分离技术很重要，一文带你透彻了解！
化工分离技术很重要，一文带你透彻了解！ 化工分离技术是化学工程的一个重要分支，无论是石油炼制、塑料化纤、湿法冶金、同位素分离，还是生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物，需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯。它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。 伴随着化工行业的快速发展，分离技术也获得了高速的发展。一方面，对传统分离技术的研究和应用不断进步，分离效率提高，处理能力加大，工程放大问题逐步得到解决，新型分离装置不断出现；另一方面，为了适应技术进步提出了新的分离要求，膜分离技术、超临界萃取技术、吸附技术等现有分离技术的开发、研究和应用已成为分离工程研究的前沿课题。 化工分离过程的重要性 化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种（或几种）产品的操作。一个标准的化工生产设备装置，主要是由一个反应器与具
有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成；首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料，去除有害物且使收率提高；再者对反应物在分离提纯时获得合格品，并使未反应的得到循环利用价值；另外，分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用，所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。 分离过程的分类和特征 化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。其目的只是简单地将各相加以分离，只要用简单的机械方法就可将两相分离，而两相间并无物质传递现象发生；例如，过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。 而传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程，也即是以能量与物质分离的过程。 >>>> 平衡分离过程 该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。例如：蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。 例如在传统萃取的过程中，其能量无规则地传递给萃取剂，接着萃取剂扩散到基体物质，最后由基体溶解或夹带多种成分扩散出来。微波萃取就是一种采取使微波能萃取效率得到提高的新型技术，因存
化工分离过程范文
化工分离过程范文 一、蒸馏法 蒸馏法是将液体混合物的不同成分通过升华、沸腾和凝华的循环过程进行分离的方法。其基本原理是利用组分之间的沸点差异，以得到所需的产品。例如，将含有酒精和水的混合物通过蒸馏法可以将两者分离出来。 蒸馏法的具体操作包括：混合物在加热的条件下，低沸点的组分首先蒸发成气体，然后通过冷凝器冷却后变成液体；而高沸点的组分则大部分保留在原容器中。通过循环这个过程，可以将不同沸点的组分逐渐分离出来。 二、萃取法 萃取法是利用溶剂在液相混合物中选择性地溶解一些组分，然后将溶剂与混合物分离的方法。这种方法适用于含有挥发性物质的混合物。常见的萃取法有溶剂萃取法和液液萃取法。 溶剂萃取法的原理是利用溶剂与混合物中的一种或多种有机物可溶于该溶剂，而其他组分则不溶的特点。通过重复萃取步骤，可以将目标组分逐渐分离出来。 液液萃取法则是利用两种不互溶的液体相，通过液液萃取剂选择性地将其中一种组分从混合物中分离出来。萃取剂溶解目标组分后，可以通过调节pH值或温度等条件，使目标组分从有机相转移到水相或反之。 三、膜分离法
膜分离法是利用特殊的膜对混合物中的组分进行分离的方法。根据分 离机理的不同，可以将膜分离法划分为滤膜分离、渗透膜分离和离子交换 膜分离等。 滤膜分离法是利用孔径较小的膜将混合物中的悬浊物或颗粒分离出来。渗透膜分离法是利用膜对溶液中的溶质进行选择性分离，根据膜的渗透性 和气体或溶质的渗透率的差异来实现分离。离子交换膜分离法是利用离子 交换膜对溶液中的离子进行选择性分离的方法。 四、结晶法 结晶法是通过将溶液中的溶质逐渐浓缩，使其达到过饱和状态，然后 充分结晶分离目标组分。结晶法适合于溶液中含有易于结晶的物质。 结晶过程中，需要通过控制温度、浓度、溶剂的选择以及结晶条件等，使目标组分结晶出来，而其他组分仍然保持在溶液中。通过过滤或离心操作，可以将结晶得到的固体与溶剂分离。 综上所述，化工分离过程是化学工程中非常重要的一部分。通过蒸馏法、萃取法、膜分离法和结晶法等分离方法，可以将混合物中的不同组分 分离出来，达到提高产品纯度、提取有价值的组分或废物处理的目的。化 工分离过程的选择要根据具体情况来确定，并且需要合理调控各种参数以 实现最佳分离效果。
化工分离过程
化工分离过程 1. 引言 化工分离过程是化学工程中的一个重要环节，用于将混合物中的组分分离出来，以获得纯净的产品。它在化工生产中起着至关重要的作用，广泛应用于石油、化肥、制药、食品等行业。本文将介绍化工分离过程的基本原理、常见的分离方法和设备，并探讨其在实际应用中的一些问题和挑战。 2. 分离过程的基本原理 化工分离过程基于物质之间的差异性，通过改变条件使得混合物中的组分发生相变或物理/化学反应，从而实现组分之间的分离。常见的差异性包括沸点、溶解度、 密度、挥发性等。 3. 常见的分离方法和设备 3.1 蒸馏法 蒸馏法是一种基于沸点差异进行分离的方法。它利用混合物中不同组分的沸点差异，在加热后使其中一个或多个组分汽化，并通过冷凝转变为液体，从而实现组分之间的分离。常见的蒸馏设备包括塔式蒸馏柱、换热器和冷凝器。 3.2 萃取法 萃取法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。它利用两种不同溶剂之间的亲疏性差异，将混合物中的组分分配到不同的溶剂相中，通过提取和分离来实现组分之间的分离。常见的萃取设备包括萃取塔、搅拌槽和分液漏斗。 3.3 结晶法 结晶法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。它利用溶液中某个组分的溶解度随温度变化而改变的特性，通过控制温度使其中一个或多个组分结晶出来，从而实现组分之间的分离。常见的结晶设备包括结晶器和过滤器。 3.4 吸附法 吸附法是一种基于吸附性差异进行分离的方法。它利用固体吸附剂对混合物中不同组分的选择性吸附能力，通过吸附和解吸来实现组分之间的分离。常见的吸附设备包括吸附塔和吸附柱。
3.5 膜分离法 膜分离法是一种基于分子大小或分子间作用力差异进行分离的方法。它利用特殊的膜材料将混合物中的组分分离开来，常见的膜分离设备包括膜反应器、膜过滤器和膜渗透器。 4. 实际应用中的问题和挑战 化工分离过程在实际应用中面临着一些问题和挑战。不同组分之间的物理/化学性质差异可能很小，导致难以实现有效的分离。某些组分可能具有毒性或易燃性，需要采取特殊措施进行处理。高温高压条件下的操作也会增加设备成本和安全风险。 为解决这些问题，化工工程师们不断进行研究和创新。他们通过改进设备结构、优化操作条件和开发新型材料等方式来提高分离效率、降低能耗和提高安全性。 5. 结论 化工分离过程是化学工程中不可或缺的一环，它通过利用物质之间的差异性实现混合物中组分的分离。常见的分离方法包括蒸馏法、萃取法、结晶法、吸附法和膜分离法。在实际应用中，化工工程师们面临着一些问题和挑战，但通过不断的研究和创新，他们能够克服这些困难，提高分离效率和安全性。化工分离过程在许多行业中发挥着重要作用，为我们生活带来了许多便利和福利。
化工分离工程知识点
1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？ 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。Ki=yi/xi 2.简述分离过程的特征？什么是分离因子，叙述分离因子的特征和用途。 答：分离过程的特征：分离某种混合物成为不同产品的过程，是个熵减小的过程，不能自发进行，因此需要外界对系统作功（或输入能量）方能进行。 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度。定义式：i j ij i j y y x x α= 3.请推导活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式。 汽液相平衡关系：L i V i f f ˆˆ= 汽相：P y f i V i V i φˆˆ= 液相：OL i i i L i f x f γ=ˆ 相平衡常数：P f x y K V i OL i i i i i φγˆ== 4.请写出活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式，并指出关系式中各个物理量的含义 5.什么是设计变量，如何通过各单元设计变量确定装置的设计变量。 在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。 ① 在装置中某一单元以串联的形式被重复使用，则用r N 以区别于一个这种单元于其他种单元的联结情况，每一个重复单元增加一个变量。 ② 各个单元是依靠单元之间的物流而联结成一个装置，因此必须从总变量中减去那些多余的相互关联的物流变量数，或者是每一单元间物流附加（C+2）个等式。 6. 什么叫清晰分割法，什么叫非清晰分割法？什么是分配组分与非分配组分？非关键组分是否就一定是非分配组分？ 答：清晰分割法指的是多组分精馏中馏出液中除了重关键组分(HK)之外，没有其它重组分；釜液中除了轻关键组分(LK)之外，没有其它轻组分。非清晰分割表明各组分在顶釜均可能存在。 在顶釜同时出现的组分为分配组分；只在顶或釜出现的组分为非分配组分。 一般情况下，LK 、HK 和中间组分为分配组分；非关键组分可以是分配组分，也可以是非分配组分，所以非关键组分不一定是非分配组分。 7.叙述用简捷法作普通精馏过程理论板数的步骤。 简捷法计算理论板数步骤 ① 根据工艺条件及工艺要求，找出一对关键组分。 ② 由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量及组成。 ③ 根据塔顶塔釜组成计算相应的温度、求出平均相对挥发度。 ④ 用Fenske 公式计算m N 。