化工分离工程》刘佳琪复习

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化工分离工程知识点

化工分离工程知识点

化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域,其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离,以得到纯净的物质。

分离工程在化工生产中起着至关重要的作用,可以帮助提高产品的纯度、品质和收率,同时也可以实现资源的高效利用。

在化工分离工程中,有许多重要的知识点,下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。

1.分离原理在化工分离工程中,常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。

其中,蒸馏是最常用的一种分离方法,它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。

结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。

吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。

萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。

膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。

离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。

2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一,其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。

在蒸馏工程中,常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。

蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好,适用于对物质纯度要求较高的情况。

3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法,其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度,从而实现溶质的分离。

在结晶工程中,通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。

结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。

4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法,其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。

在吸附工程中,常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。

吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。

5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法,其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。

中南大学_邱运仁_化工分离工程_复习笔记

中南大学_邱运仁_化工分离工程_复习笔记

第一章.绪论和吸收1.几种物质混合在一起是自发过程,熵增加的过程。

分离是混合的逆过程,熵减过程,需要在分离设备中添加分离剂,(分为能量分离剂和质量分离剂)。

2.分离因子(根据实际产品组成)是表示任一分离过程所达到的分离程度,a sij =(x i1/x j1)/(x i2/x j2),若其=1表示组分i 和j 之间不能被分离;若>1表示i 富集于1相,j 富集于2相;若<1表示i 富集于2相,j 富集于1相。

固有分离因子(根据气液相平衡组成),a ij =(x i /x j )/(x i /x j )。

气液相物系的最大分离程度又称为理想分离因子。

将实际分离设备所能达到的分离因子和理想分离因子之间的差别用板效率来表示,板效率= a sij / a ij 。

处于气液相平衡状态的分离程度是固有分离因子。

3.分离过程的分类,按照分离过程中有无物质传递现象发生,分为机械分离过程(非均相混合物)和传质分离过程。

传质分离过程按所依据的物理化学原理不同又分为平衡分离和速率分离;平衡分离利用两相平衡组成不等的原理,包括气液、汽液、液液、液固、气固传质分离,并把其它影响归纳于效率中。

速率分离(同相)利用溶液中不同组分在某种推动力作用下经过某种介质时的传质速率差异而实现分离,包括膜分离、场分离。

平稳分离的过程是(吸收,萃取)。

4.分离工程研究内容:研究和处理传质分离过程的开发和设计中遇到的工程问题,包括适宜的分离方法的选择,分离流程和操作条件的确定和优化。

5.绿色分离工程是指分离过程绿色化的工程实现,通过对传统分离过程进行改进、优化,使过程对环境的影响最小甚至没有等途径,也要利用开发及使用新型的分离技术,如超临界技术、膜分离技术等。

6.分离过程的开发方法有逐级经验放大法、数学模型法等。

7.在计算吸收设备时,需要对吸收组分作气、液两相的物料衡算,所得出在气、液相浓度的关系式称为操作线方程。

另外还须求得两相的相平衡方程式。

化工分离工程复习必备

化工分离工程复习必备

化工分离工程复习必备(简答题与名词解释)(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。

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相对挥发度提高,即与塔顶组分形成正偏差,与塔底组分形成负偏差或者理想溶液。

工艺角度:溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度;溶剂在操作中是热稳定的;溶剂与混合物种任何组分不反应;溶剂比不得过大;无毒、不腐蚀、价格低廉、易得。

吸收塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流?吸收过程是气相中的某些组分溶到不挥发吸收剂中去的单向传递过程。

吸收剂吸收了气体中的溶质而流量不断增加,气体的流量则相应的减少,塔中气相和液相总流率向下都是增大的。

吸附质被吸附剂吸附—脱附机理?①吸附质从流体主体通过分子扩散和对流扩散传递到吸附剂的外表面;②吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结构的内表面;③吸附质沿孔表面扩散并被吸附在孔表面上;④吸附质从吸附剂的内表面脱附;⑤吸附质沿径向扩散传递到吸附剂的外表面;⑥吸附质从吸附剂的外表面扩散到流体主体。

精馏过程全回流操作特点?①不进料也不出料;②无精馏段与提馏段之分;③两板之间任一截面上上升蒸汽组成与下降液相组成相等;④达到指定分离程度所需的理论板数最少。

在萃取精馏中,由相对挥发度表达式分析,为什么加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度?在萃取精馏中,原溶液,112≈α汽相为理想气体,液相为非理想溶液,,1212112≈⨯γγ=αsspp对于特定物系,sspp21不可改变,要使,112>α只有21γγ增加,加S后可使)()(2121γγ>γγs。

所以加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度。

“化工分离过程”考资料资料精

“化工分离过程”考资料资料精

“化工分离过程”考资料1. 陈洪钫. 基本有机化工分离工程. 北京: 化学工业出版社, 1981.2. 陈洪钫, 刘家祺. 化工分离过程. 北京: 化学工业出版社, 1995.3. 刘家祺, 姜忠义, 王春艳. 分离过程与技术. 天津: 天津大学出版社, 2001.4. 刘家祺. 分离过程. 北京: 化学工业出版社, 2002.5. 李淑芬, 姜忠义. 高等制药分离工程. 北京: 化学工业出版社,2004.6. 刘家祺. 传质分离过程. 北京: 高等教育出版社, 2005.7. 刘家祺. 分离过程与模拟. 北京: 清华大学出版社, 2007.8. 史季芬. 多级分离过程——蒸馏、吸收、萃取、吸附. 北京: 化学工业出版社, 1991.9. 吴俊生, 邓修等. 分离工程. 上海: 华东化工学院出版社, 1992.10. 郁浩然. 化工分离工程. 北京: 中国石油出版社, 1992.11. 蒋维钧. 新型传质分离技术. 北京: 化学工业出版社, 1992.12. (日)大矢晴彦著,张瑾译. 分离的科学与技术. 北京: 中国轻工业出版社 1999.13. 邓修,吴俊生. 化工分离工程. 北京: 科学出版社, 2000.14. 耿信笃. 现代分离科学理论导引. 北京: 高等教育出版社, 2001.15. 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McGraw-Hill Professional, 2007.网上资源:1. 泡露点及闪蒸过程计算Free Software about bubble point and dew point1.1 Flash Calculator/chemsim.htm#FTTech("FLSC") is a self-contained, easy-to-use product for getting single flash solutions and bubble or dew points. It contains Digital Analytics' vapor-liquid equilibrium database and modelling methodology which includes Peng-Robinson EOS, UNIFAC, and Wilson methods.1.2 ThermoSolver/education/Thermosolver/ThermoSolver is a software program which accompanies the textbook Engineering and Chemical Thermodynamics by Milo Koretsky. This software allows students to perform complex thermodynamics calculations, and explore thermodynamics for systems which would be impossible to solve without a significant investment in programming.•Thermodynamic properties for 350+ compounds are provided.•Saturation pressure calculator can be used with 338 species in the database. •Solver for the Peng-Robinson and Lee-Kesler equations of state is provided. •Fugacity coefficients can be solved for pure species or mixtures.•Models for Gibbs energy can be fit to isobaric or isothermal vapor-liquid equilibrium data. Sample data sets are provided. The results can be plotted.•Bubble-point and dew-point calculations can be made.•Equilibrium constant (KT) solver is provided.•General chemical reaction equilibria solver is provided.•Equations used in the calculation process can be viewed.1.3 BR AET Calculation Shareware/fractional-distillation/shareware.htmlThis program is a useful utility when estimating boiling points at reduced pressures. It allows the calculation of AET (Atmospheric Equivalent Temperature) by entering the actual temperature and pressure. The actual temperature can be calculated by entering the AET and the actual pressure.2.精馏过程计算2. Free Software about distillation2.1 /McCabe-Thiele.html2.2 Online Calculation of a Binary Distillation Column2.3 Pressure Swing Adsorption Calculator by James Ritter at the University of South CarolinaAdsorption and Chromatography Software at the University of Bath Basic programs and MS Excel spreadsheets employing the tanks in series modelNumerical Simulation of Nonlinear Multicomponent Chromatography Quattro Pro spreadsheet developed by D. D. Frey at UMBC. It's more sophisticated and accurate than the U. of Bath and UMCP software. Assorted online calculators for engineering problems3.膜分离过程计算3. Free Software about Membrane Separation3.1 Membrane Simulator Version 2.0/koros/index.php?do=resources3.2 Membrane Simulation 2.0/Default.asp?Category=Simulation4. 美国麻省理工学院“分离”开放课程网站(1) /OcwWeb/Chemical-Engineering/10-32Spring-2005/CourseHome/(2)/OcwWeb/Chemical-Engineering/10-445Summer-2005/CourseHome/。

化工分离工程

化工分离工程

主要内容
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 绪论 精馏 吸收 液液萃取 分离过程的节能 其他分离技术和分离方 法的选择
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
第1章 绪论
基本要求: 1)了解分离操作在化工生产中的重要性; 2)熟悉分离过程的分类; 3)掌握分离因子的概念及意义; 4)了解分离方法的选择;
结晶
吸附 干燥 浸取 离子交换
液体
气体或液体 湿物料 固体 液体
冷或热
固体吸附剂 热 溶剂 固体树脂
液体+固体
固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
过饱和
吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2)速率控制分离过程
过程名称 气体扩散 原 料 气体 分离剂 压力梯度和膜 产 品 气体 分离原理 多孔膜中扩散的速 率差异 热扩散速率差异 膜对不同离子的选择 性渗透 胶质在电场下的迁 移速率差异 溶质溶解度与溶剂 在膜中的扩散速率 分子大小差异

精馏中,分离因子又称为相对挥发度,它相对于汽液平 衡常数而言,对温度和压力的变化不敏感,可近似看作 常数,使计算简化。
(2)分离因子的意义
1)双组分中的相对挥发度 已知A、B两组分挥发度为:
A pA / xA B pB / xB
由Dalton分压定律可知:pA+pB=p,而pA=yAp,pB=yBp, 所以:
WHY
Why Separate?
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应(Reactive) 分离 萃取物 (Extractive Natural raw material) 配制(Formulation) 分离

化工分离工程知识点

化工分离工程知识点

化工分离工程知识点化工分离工程是指利用物质在不同条件下的物理或化学特性差异,将混合物中所需组分转移到其他相或纯化的工艺过程。

在化工生产中,分离工程广泛应用于原料提纯、混合物分离、产物纯化等过程中。

以下是化工分离工程的一些重要知识点:1.操作变量和过程控制:分离过程中的操作变量包括温度、压力、流速、液位等,这些变量的调节对分离效果有重要影响。

合理地控制这些变量可以提高分离效率和产品质量。

2.物理分离过程:物理分离过程是利用物质的物理性质差异进行的分离,常见的物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等。

蒸馏是将混合物中易汽化的组分在恒定温度下蒸发和冷凝的过程,常用于液体混合物的分离。

萃取是将混合物中的其中一种组分用溶剂提取分离出来的过程,常用于有机物的提取纯化。

吸附是利用吸附剂对混合物中的其中一种组分吸附分离的过程,常用于气体混合物的分离。

膜分离是通过半透膜对混合物进行分离的过程,常用于液体和气体的分离。

3.化学分离过程:化学分离过程是利用物质的化学性质差异进行的分离,常见的化学分离方法包括晶体化、结晶、萃取等。

晶体化是将溶液中其中一种组分结晶出来的过程,常用于溶液中固体颗粒的分离。

结晶是将溶液中其中一种溶质通过结晶再溶解的过程,常用于固体的纯化。

萃取是利用溶剂间的亲溶性差异将混合物中的其中一种组分从液相转移到溶剂相的过程,常用于有机物的提取分离。

4.质量传递与传质机理:分离过程中的质量传递包括传质、传热和传质传热等。

在气液分离过程中,气体的质量传递主要由气体的扩散控制;在液液分离过程中,液滴的分离与质量传递过程密切相关。

在传质的过程中,传质机理包括对流传质、扩散传质、吸附分离等。

5.设备与操作方式:常用的分离设备包括蒸馏塔、萃取塔、吸附塔、结晶器等。

不同的操作方式也会影响分离效率和产品质量,例如间歇操作、连续操作和半连续操作等。

6.分离流程优化与节能减排:分离工程的目标是实现高效、低能耗的分离过程。

《化工分离工程》练习题及参考答案

《化工分离工程》练习题及参考答案

《化工分离工程》练习题及参考答案一、选择题1. 当操作温度降低时,多组分吸收的吸收因子()A. 增大B. 不变C. 减小D. 不能确定2. 能透过反渗透膜的是()A. 溶剂B. 无机离子C. 大分子D. 胶体物质3. 汽相为理想气体,液相为理想溶液的体系,相平衡常数的计算式可简化为()A. B. C. D.4. 下列哪一个膜分离过程不能用筛分机理来解释()A. 微滤B. 反渗透C. 纳滤D. 超滤5. 多组分吸收中,难溶组分一般在()被吸收A. 靠近塔釜几级B. 塔中部几级C. 靠近塔顶几级D. 全塔范围内被吸收6. 进行等温闪蒸时,温度满足()时,系统处于两相区(T b:泡点温度,T d:露点温度)A. T<T dB. T d>T>T bC. T>T bD. T>T d7 简单绝热操作理论板的设计变量数是()A. 4C+8B. 2C+3C. 2C+5D. 08. 下列哪一个是机械分离过程()A. 精馏B. 吸收C. 电渗析D. 过滤9. 萃取精馏塔若饱和蒸汽进料,则萃取剂加入位置在()A. 精馏段上部B. 进料级C. 提馏段上部D. 塔顶10. 多组分物系达到相平衡,下列说法错误的是()A. 体系的熵达到最大值B. 自由焓达到最小值C. 相间没有传质D. 相间表观传递速率为零二、填空题1. 分离的最小功表示,最小分离功的大小标志着。

2. 相平衡的条件是汽液两相中、和相等。

3. 化工生产中将反应和分离相结合的一种操作称作。

4. 通常所说多组分精馏的FUG简捷计算法中,F代表Fenske方程,用于计算,U代表Underwood 公式,用于计算,G代表Gilliland关联,用于确定。

5. 对多组分物系的精馏分离,应将或的组分最后分离。

三、简答题1. 何为分离过程?分离过程的基本特征是什么?2. 简述精馏和吸收过程的主要不同点。

参考答案一、选择题AAABCBCDAC二、填空题1. 分离的最小功表示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。

化工分离工程01[1]

化工分离工程01[1]

精选课件
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结论:
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行; 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合,即:
G总=势能项+熵项=µi+RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外,还存在各种相互作用(势能 ) 各组分趋向于分配在低势能相。(自由能降低)
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12
1.1分离过程在工业生产中的地位和 作用
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10
Ti4+留在水相
Ti4+的亲水作用势能驱使Ti4+留在水相; Ti4+的浓度差产生的化学势驱使Ti4+均匀分布在整个空间; Ti4+的亲水作用势能远大于浓度差化学势,所以,Ti4+留在水相
Fe3+进入乙醚相
Fe3+的浓度差产生的化学势驱使Fe3+均匀分布在整个空间; [(C2H5)2OH]+[FeCl4]的亲溶剂(疏水)势能驱使Fe3+进入乙醚相 ; 亲溶剂势能远大于浓度差化学势,所以,Fe3+进入乙醚相
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8
实例3:Fe3+和Ti4+的混合实验(一)
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
抽调隔板后Fe3+和Ti4+将自发混合均匀,这是因为: 体系中除浓度(活度)差外不存在其他势场。 浓度差对化学势的贡献属熵的贡献, 熵增势能驱使Fe3+和Ti4+在整个体系范围内从有序向无序变化。
萃取:5、6
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《分离工程》 本 一、填空(本大题共9小题,每空1分,共25分) 1、分离过程可分为 、 两大类。 2、在平衡分离过程中,平衡关系用分离因子表示为ij 。分离因子在精馏中又称为 ,在液液平衡中又称为 。 3、对于一四组分气液平衡物系而言,其自由度数f等于 。 4、吸收过程按溶质数多少可分为 和 ; 按吸收温度状况可分为 和 。 5、超临界流体萃取有 、 和 等三种操作方法。 6、闪蒸温度必须介于物系的 与 之间。 7、吸附剂的再生方法有 、 、 、 。 8、结晶分离的传质推动力为 。 9、膜分离过程按分离体系不同可分为 、 。按推动力不同可分为 、 、 。 1、一烃类混合物中含有乙烷30%、丙烷30%、正丁烷40%。其安托因方程参数见下表。试求30℃时的泡点压力及此时的气相组成。(物系可认为是完全理想物系)(10分)。安托因

方程为:lnBpATC 组分 A B C T(K) P(mmHg) 乙烷 15.6637 1511.42 -17.16

丙烷 15.726 1872.46 -25.16

丁烷 15.6782 2154.9 -34.42

2、将苯(A)——甲苯(B)——对二甲苯(C)混合物送入精馏塔分离,进料流量为100kmol/h,组成为ZA=0.4、ZB=0.4、ZC=0.2,要求苯在塔顶回收率为95%,甲苯在塔釜的回收率为95%。组分相对平均挥发度αAB=2.0,试按清晰分割法求全回流条件下所需理论板数及塔顶与塔底的流量及组成。(10分) 3、具有三块理论板的吸收塔,用来处理下列组成的气体(VN+1),在操作条件下各组分平均吸收因子见下表。富气与贫油流率均为100kmol/h,试用平均吸收因子法计算各组分的吸收率、吸收液与尾气的量及组成。(14分) 组分 VN+1,i L0i Ai C2H6 60 0 0.8 C3H8 30 0 3 n-C4H10 10 0 10 n-C6H14 0 100

合计 100 100 《分离工程》课程试卷5参考答案及评分细则 一、填空(本大题共9小题,每空1分,共25分)(每填对一空给一分) 1、平衡分离过程、速率分离过程。

2、ijiijijjyxKxyK,相对挥发度,相对选择性。 3、4。 4、单组分吸收、多组分吸收;等温吸收、非等温吸收。 5、等温法、等压法、吸附法。 6、露点温度、泡点温度。 7、变压法、变温法、惰性气体吹扫法、置换再生法、。 8、过饱和度。 9、气体、液体。浓度差、压力差、电位差。 二、简述题(本大题共5小题,每题5分,共25分) 1、平衡常数与组成无关的泡点温度计算过程。 答:1),pTSi已知假设求出(或查出)各组分的p 2) 3)1(0005)iiKxT通常取为.泡点 4)如果 降低T,重新计算。 升高T,重新计算。

siii

pKKpiiiixyKx由已知的

1;1;iiiiKxKx2、平衡常数与组成有关的露点温度计算过程。 答:1),pTi已知假设求出(或查出)各组分的相应参数及利用维里方程计算 2)由已知的yi,取1Li求出Ki,初步算出xi 3) 校正Li,求出Ki, /iiiiyxyK由已知的 4) 1(0005)ixT通常取为.露点 5) 如果 降低T,重新计算。 升高T,重新计算。 3、萃取精馏中提高塔顶产品含量的方法有哪些。 答:1)加大采出量,减小回流量。 2)加大萃取剂用量 3)减少进料量 4、间歇精馏中的操作方式有哪几种,工业上主要采用哪一种。 答:1)恒回流比 2)恒塔顶组成 3)变优化操作(先恒塔顶组成后恒回流比)。工业中常采用变优化操作。 5、变温吸附的原理是什么?(以图示表示)。 答: 三、名词解释(本大题共4小题,每小题4分,共16分) 1、化学吸附——在吸附过程中吸附质与吸附剂分子间形成化学键的作用。 2、轻关键组分——精馏过程由设计者指定浓度或提出分离要求(如指定回收率)的那个相对易挥发的组分。 3、清晰分割——馏出液中除了HK外,没有其他重组分,釜液中除了LK外,没有其他轻组

1;1;iixx分。 4、物理吸收——气体溶质溶入到吸收溶剂中,不与溶剂发生化学反应。 四、计算题(本大题共3小题,共34分)

1、解:

1)求出各组分的饱和蒸气压,由:lnBpATC,T=303.15K,得:(3分) 2)求泡点压力,因为物系可以看作理想物系,由拉乌尔定律,得到:(2分) 321710.380250.321200.412906.8PpxpxpxmmHg乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷000

3)求平衡常数Ki,求气相组成yi。因为物系可以看作理想物系,可得:(5分) 2、解: 1)按清晰分割进行塔顶及塔底组分分配,由所给定条件可知,苯为轻关键组分,甲苯为重关键组分,由所给定的回收率可知:(4分) 苯在塔顶的量为:0.95400.9538/LLdfkmolh 苯在塔底的量为:40382/LLLbfdkmolh 甲苯在塔底的量为:0.95400.9538/HHbfkmolh 甲苯在塔顶的量为:40382/HHHdfbkmolh 对—二甲苯在塔底的量为:20/CCbfkmolh 对—二甲苯在塔顶的量为:0 2)塔顶、塔底的流量及组成的计算(3分) 2382060/0.0333;0.6333;0.3334LHCBLBHBCBbbbkmolhxxx3)全回流下理论板数的计算(3分) 3、解:

1)计算各组分吸收率,由111NiiiNiAAA,可得:(4分)

2)各组分被吸收量的计算,由1,1,1,NiiiNivvv,可得:1,1,1,NiiiNivvv(4分) 11,11,,,0.66126039.672/6039.67220.328/NNvvvkmolhvkmolh乙烷乙烷乙烷乙烷乙烷

11,11,,,0.9753029.25/3029.250.75/NNvvvkmolhvkmolh丙烷丙烷丙烷丙烷丙烷

11,11,,,0.9991109.91/109.910.09/NNvvvkmolhvkmolh正丁烷正丁烷正丁烷正丁烷正丁烷

3)尾气和吸收液的流量的组成计算(6分) 由以上计算可知尾气量为:11,20.3280.750.0921.168/iVvkmolh 尾气中各组分含量为:11,/20.328/21.1680.9603yvV乙烷乙烷 吸收液的量为:011()10010021.168178.832/NNLLVVkmolh 吸收液中各组分含量为:,,/39.672/178.8320.2218NNNxlL乙烷乙烷

2、预将甲苯-烷烃二元恒沸物进行分离,现以甲醇为恒沸剂分离甲苯-烷烃的流程如图,分析各塔物流, 答:分析可知: 恒沸精馏塔:由于恒沸剂加入过量,塔底为甲醇-甲苯的混合物,塔顶烷烃-甲醇的二元恒沸物。 脱甲醇塔:塔底为甲苯,塔顶为甲苯-甲醇的二元恒沸物。 萃取塔:塔底为甲醇水溶液,塔顶为烷烃。 脱水塔:塔底为水,塔顶为甲醇。

1. 萃取精馏过程中,萃取剂的作用是什么?萃取精馏过程与共沸精馏过程有

何区别? 要点:萃取剂的作用:通过稀释原溶液和分别与原溶液组分的相互作用力不同 使原溶液组分间的相对挥发度发生改变。 (5分) 区别:共沸精馏在改变相对挥发度的同时还要与原溶液组分生成共沸物; 共沸精馏的能耗一般比萃取精馏大; 共沸精馏更适用于分离热敏性物料; 共沸精馏可连续操作,也可间歇操作,萃取精馏一般只能连续操作。

3、恒沸精馏与萃取精馏的异同点。 答:相同点:都加入第三组分,形成非理想溶液;都提高相对挥发度; 都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。 不同点:恒沸精馏加入恒沸剂形成恒沸物,沸点低,从塔顶出来; 萃取精馏不形成恒沸物,沸点高,从塔底离开。 4. 简述精馏过程最小回流时和全回流时的特点。 最小回流比是馏的极限情况之一,此时,未完成给定的分离任务,所需要理论经板数无穷多(2分),如

果回流比小于最小回流比,则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务(1分)。 全回流是精馏的极限情况之一。全回流所需的理论板数最少。此时,不进料,不出产品(2分)。 2.什么叫清晰分割法,什么叫不清晰分割法?

多组分精馏分离,馏出液中除了重关键组分外没有其他重组分,重组分全部由塔釜排出,而釜液中除了轻关键组分外没

有其它轻组分,轻组分全部由塔顶排出,这种分离情况称为清晰分割,此时非关键组分为非分配组分。(3分) 而馏出液中除了重关键组分外还有其他重组分,釜液中除了轻关键组分外还有其它轻组分,这种分离情况称为非清晰分割,此时非关键组分为分配组分。(2分) 3.简述精馏和吸收过程的主要不同点。 1)原理不同:吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。(1分)

2)传质形式不同:精馏操作中,汽液两相接触时,汽相中的较重组分冷凝进入液相,而液相中较轻组分被气化转入汽相,因此传质过程是双相传质过程;而吸收过程则是气相中的某些组分溶到不挥发的吸收剂中去的单向传质过程。(2分) 3)塔式不同:一般的精馏塔是一处进料,塔顶和塔釜出料,而吸收塔是两处进料、两处出料。(1分) 5. 气液传质设备有几种常用的级效率?影响效率的因素有哪些?

效率的表示方法主要有以下几种:

1)全塔效率,又称为总板效率(1分) 2)Murphree板效率,又称干板效率(1分) 3)点效率(1分) 4)填料塔的等板高度(HETP)(1分) 1. 实际板和理论板的差异主要表现在哪些方面?

实际板和理论板的差异: 1)理论板假定离开该板的汽、液两相达到平衡;实际板不可能达到平衡;(2分) 2)理论板上相互接触的汽液两相完全混合,板上液相浓度均一,等于离开该板溢流液的浓度;实际板板上混合不完全;(1分) 3)实际板上汽液两相存在不均匀流动,停留时间有明显差异;(1分) 4)实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。(1分) 2. 何为关键组分,何为轻关键组分、何为重关键组分?

2分离要求指定(设计者指定浓度或提出要求)的、最关心的组分称为关键组分(3分);两个关键组分中相对易挥发

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