化工分离工程知识点培训资料
化工分离工程

化工分离工程第一章绪论1.1概述1.1.1 分离过程的发展与分类随着世界工业的技术革命与发展,特别是化学工业的发展,人们发现尽管化工产品种类繁多,但生产过程的设备往往都可以认为是由反应器、分离设备和通用的机、泵、换热器等构成。
其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-于是研究化学工业中具有共同性的过程和设备的规律,并将之运用于生产的“化学工程”这一学科应运而生。
分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离过程的对象都是两相或两相以上的非均相混合物,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传质分离过程的特点是相间传质,可以在均相中进行,也可以在非均相中进行。
传统的单元操作中,蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶等单元操作大多在两相中进行。
依据处于热力学平衡的两相组成不相等的原理,以每一级都处于平衡态为手段,把其他影响参数均归纳于效率之中,使其更符合实际。
它的另一种工程处理方法则是把现状和达到平衡之间的浓度梯度或压力梯度作为过程的推动力,而把其他影响参数都归纳于阻力之中,传递速率就成为推动力与阻力的商了。
上述两种工程处理方法所描述的过程,都称作平衡级分离过程。
分离行为在单级中进行时,往往着眼于气相或液相中粒子、离子、分子以及分子微团等在场的作用下迁移速度不同所造成的分离。
热扩散、反渗透、超过滤、电渗析及电泳等分离过程都属此类,称速率控制分离过程,都是很有发展潜力的新分离方法。
综上所述,分离过程得以进行的基础是在“场”的存在下,利用分离组分间物理或化学性质的差异,并采用工程手段使之达到分离。
显然,构思新颖、结构简单、运行可靠、高效节能的分离设备将是分离过程得以实施乃至完成的保证。
1.1.2 分离过程的地位广泛的应用、科技的发展、环境的需要都说明分离过程在国计民生中所占的地位和作用,并展示了分离过程的广阔前景:现代社会离不开分离技术,分离技术发展于现社会。
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。
化工原理分离工程知识点

化工原理分离工程知识点化工原理分离工程是化学工程中的一个重要分支,涉及到物质的分离、提纯和纯化等工艺。
分离工程的目的是通过物理或化学手段,将混合物中的不同成分分开,以满足产品质量要求,并实现资源的合理利用。
下面将介绍一些关于化工原理分离工程的知识点。
1.分离工程的分类:-相平衡分离工程:利用物理性质(如沸点、溶解度等)不同的物质在相平衡时的差异进行分离,包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
-膜分离工程:利用半透膜对混合物进行分离,包括逆渗透、超滤、气体渗透等。
-色谱分离工程:利用分子在固定相上的吸附与解吸作用的不同,进行分离,包括气相色谱、液相色谱等。
-离子交换分离工程:利用离子交换剂对混合物中的离子进行选择性吸附和解吸,包括离子交换层析、电渗析等。
-超临界流体分离工程:利用超临界流体对混合物进行溶解和脱溶,包括超临界流体萃取、疏水液相色谱等。
2.蒸馏:-原理:利用混合物中组分的不同沸点差异,将其在不同温度下从液相转变为蒸汽相,再通过冷凝收集纯净的成分。
-分类:常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、萃取蒸馏等。
-应用:石油分馏、酒精提纯、药物合成等。
-原理:利用两个不相溶液体相之间的互溶性差异,将所需组分从一个相转移到另一个相中,实现分离和纯化。
-分类:液液萃取、固液萃取、溶剂萃取等。
-应用:食用油提取、天然产物提纯、有机物合成等。
4.结晶:-原理:利用溶液中物质浓度的变化,在适当的条件下使溶质以晶体形式析出,实现分离和纯化。
-分类:汽提结晶、真空结晶、冷结晶等。
-应用:糖类、盐类、有机物的制备和纯化等。
5.吸附:-原理:利用固体表面对一些组分的选择性吸附作用,实现分离和纯化。
-分类:气相吸附、液相吸附、离子交换等。
-应用:含油气分离、环保废气处理、污水处理等。
6.膜分离:-原理:利用半透膜对混合物进行分离,使其中的一些组分通过膜而其他组分被截留。
-分类:逆渗透、超滤、气体渗透等。
-应用:海水淡化、废水处理、气体分离等。
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。
《分离工程》知识点笔记

《分离工程》知识点笔记第一章:分离工程概论1.1 分离过程的重要性在化学工业中,分离技术扮演着至关重要的角色。
从原油提炼到制药生产,从食品加工到废水处理,几乎所有的化工过程中都离不开有效的分离操作。
通过这些操作,可以将原料中的有用成分与不需要的杂质分开,或是根据产品的不同规格要求进行提纯。
因此,掌握先进的分离技术对于提高产品质量、降低能耗以及减少环境污染具有重要意义。
1.2 常见的分离技术简介分离方法依据其物理或化学性质的不同而异,主要包括但不限于以下几种:•蒸馏:利用组分沸点差异实现液体混合物的分离。
•吸收:一种或多种气体被溶解于液体溶剂中以达到净化目的。
•萃取:借助另一种液体(萃取剂)选择性地提取原溶液中的某一成分。
•吸附:固体表面吸引并保持流体分子的能力,广泛应用于空气净化及水处理领域。
•结晶:通过控制温度等条件使溶液中的溶质形成晶体沉淀出来。
•膜分离:依靠半透膜的选择透过性对物料进行浓缩和净化。
•干燥:去除物料中水分或其他挥发性物质的过程。
•沉降与过滤:基于颗粒大小差异来分离悬浮体系的方法。
1.3 分离过程的选择标准选择合适的分离方法时需考虑多个因素,包括但不限于:•经济成本:设备投资费用、运行维护开支及能源消耗水平。
•环境影响:是否会产生有害废弃物?如何妥善处置?•效率高低:目标产物回收率、纯度指标能否满足需求?•安全性考量:操作过程中是否存在安全隐患?应急措施是否到位?此外,还需结合具体应用场景综合分析,比如对于热敏性材料,则应避免采用高温加热方式;当面对易燃易爆物质时,则要特别注意防火防爆设计。
第二章:相平衡基础2.1 相律及其应用相律是描述系统处于平衡状态时各相之间关系的基本法则之一,由吉布斯提出。
其数学表达式为:F = C - P + 2,其中F表示自由度数,C代表独立组分数目,P指相数。
该定律揭示了给定条件下能够独立改变变量的数量上限,有助于指导实验设计与数据分析工作。
例如,在一个二元液液系统里,若已知总压强恒定不变,则只需调整温度即可观察两相间组成变化情况。
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。
化工分离工程要点

化工分离工程要点1、纯液体的逸度等于该物质的饱和蒸汽压。
2、由亨利定律*A P Ex =可知,在一定的气相平衡分压下,E 值小,液相中溶质的摩尔分数大,即溶质的溶解度大。
故易溶气体的E 值小,难溶气体的E 值大。
亨利定律不适用化学吸收的相平衡。
3、1,2|3,4,5,6其中1、4、5、6只在塔釜或塔顶出现的组分,称非分布组分,其中1为轻组分,4、5、6为重组分;2、3在塔釜和塔顶均出现的组分,称分布组分,其中2为轻关键组分,3为重关键组分。
4、化学吸收增强因子的定义:在推动力相同时,化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数用符号β表示:'1DD DE β=>斜率斜率。
5、吸收精馏萃取的原理:①吸收是利用液体处理气体混合物,根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同,而达到分离目的传质过程。
②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。
③萃取是利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程。
6、如果水在膜表面水化层的厚度为d ,那么它的反渗透膜的临界孔径为2d 。
7、电渗析中,阳膜带负电荷,阴膜带正电荷。
与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象称反粒子迁移。
8、pH>等电点,蛋白质带负电,需要加入阳离子表面活性剂。
9、理论板的特点:进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质,离开该板的气液两相物流间达到相平衡;在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀,板上各点的气相浓度和液相浓度各自相同;该板上充分接触后的气液两相实现完全机械分离,不存在夹带、泄漏。
10、普通精馏不适用于以下状况的物料:①待分离组分间的相对挥发度接近1。
②待分离组分形成恒沸物。
③待分离组分是热敏物质。
④待回收的物质是难挥发组分且含量低。
11、威尔逊方程的缺点:只适用于气液两相平衡,不能预计液液平衡时的活度系数。
12、维里方程只适用于中低压范围,原因是略去了维里方程中第3、4、5等高次项。
分离工程复习资料

分离⼯程复习资料化⼯分离⼯程考试⼤纲第⼀部分课程性质与⽬标第⼆部分考核内容与考核⽬标第⼀章绪论⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习,能对传质分离过程有⼀个总体了解。
⼆、考核知识点与考核⽬标(⼀)、化⼯分离操作在化⼯⽣产中的重要性(⼀般)识记:化⼯分离操作在化⼯⽣产中的重要性分析。
(⼆)、分离过程的分类和特征(次重点)识记:分离过程的分类和特征,传质分离过程的分类和特征。
第⼆章单级平衡过程⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习,使学⽣正确理解相平衡热⼒学中的基本概念,掌握平衡常数、泡点、露点和闪蒸过程的计算⽅法。
⼆、知识考核点与考核⽬标(⼀) 相平衡条件(重点)识记:相平衡条件;汽液、液液平衡表⽰⽅法。
(⼆)相平衡常数和分离因⼦(重点)识记:相平衡常数和分离因⼦的含义;状态⽅程法、活度系数法表⽰的汽液平衡常数。
应⽤:⽤状态⽅程法、活度系数法计算汽液平衡常数。
(三)活度系数法计算汽液平衡常数的通式及计算(重点)理解:活度系数法计算汽液平衡常数的四种简化形式。
应⽤:⽤活度系数法计算汽液平衡常数的前三种简化形式计算汽液平衡常数。
(四)泡点和露点计算类型(重点)识记:泡点和露点的含义及四种计算类型。
(五)泡点温度和压⼒的计算(重点)。
应⽤:⽤汽液平衡常数前三种简化形式计算泡点温度和泡点压⼒。
(六)露点温度和压⼒的计算(重点)应⽤:⽤汽液平衡常数前三种简化形式计算露点温度和露点压⼒。
(七)闪蒸过程类型(重点)识记:闪蒸的含义;闪蒸过程的类型及应⽤。
(⼋)等温闪蒸和部分冷凝过程(重点)识记:核实闪蒸问题是否成⽴的两种⽅法。
应⽤:汽液平衡常数与组成⽆关的闪蒸过程的计算。
第三章多组分多级分离过程分析与简捷计算⼀、学习⽬的与要求通过本章的学习,使学⽣掌握各种常⽤的分离过程的基本原理、流程及其简捷计算;了解塔内流量、浓度和温度分布特点。
⼆、考核知识点和考核⽬标(⼀)设计变量(重点)识记:设计变量、可调设计变量、固定设计变量的含义。
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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/xi2.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 jy 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 ii i L i f x f γ=ˆ 相平衡常数:P f x y K V iOLi 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。
)2(+-+∑-∑=∴C n N N N N r ec e v u i① 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 。
⑤ 用Underwood 法计算m R ,并选适宜的操作回流比R 。
⑥ 确定适宜的进料位置。
根据m m N R R ,,,用Gilliland 图求理论板数N 。
8.萃取精馏中,萃取剂在何处加入?为何?答:在萃取精馏塔顶下几块理论板、进料板以上几块理论板处加入,在进料板以上几块板加入可以使全塔范围内保持较高的溶剂浓度,在塔顶下保留几块理论板是为了防止萃取剂从萃取精馏塔顶带出,起到回收溶剂的作用。
9.简述萃取精馏过程中塔内流率分布特点。
答:萃取精馏塔内由于大量溶剂的存在,影响塔内汽液流率分布。
大量溶剂温升导致塔内汽相流率越往上走愈小,液相流率越往下流越大。
对于溶剂而言,各板下流的溶剂液相流率大于其进料流率,且溶剂挥发性越大,两者差值越大。
10.萃取精馏和共沸精馏的相同点和不同点是什么?答:相同点:都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度,使其可以用精馏方法分离。
不同点:1)可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多,且萃取剂用量不像共沸剂受限制;2)共沸剂从塔顶蒸出,萃取剂从塔底出,因此消耗能量多;3)共沸精馏受组成限制,操作条件比较苛刻,萃取精馏可在较大范围变化,操作比较容易,流程较简单,只用于连续操作; 4)同样压力下共沸精馏温度低,适于热敏性物料。
11.吸收的有利条件是什么?低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。
试分板吸收因子对吸收过程的影响吸收因子A=L/(VKi ),吸收因子越大对吸收有利,所需的理论板数越少,反之亦然。
12.13. 逐级计算法的起点如何确定?适宜的进料板位置如何确定? 计算起点的确定对于只有轻非关键组分的物系,馏出液的组成可以准确估计,计算应该从塔顶开始。
对于只有重非关键组分的物系,塔釜液的浓度可以准确估计,计算应该从塔底开始。
如果进料中既有轻非关键组分,又有重非关键组分,则无论是馏出液或釜液的组成都不容易准确估计。
可以分别从两端开始往进料级计算 适宜进料位置确定方法之二: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,当逐级从上向下计算时,要求轻、重关键组分汽相浓度比值降低越快越好,如果满足:Sj HK j LK R j Hk j LK y y y y ⎪⎪⎭⎫⎝⎛>⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++1,1,1,1,则第j 级为进料级 从下往上计算时,要求轻、重关键组分液相浓度比值增加越快越好,如果满足:Sj HK j LK R j Hk j LK Sj HK j LK R j Hk j LK x x x x x x x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛>⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++1,1,1,1,,,,,则第j 级为进料级14.影响气液传质设备的生产能力的因素有哪些? 液泛 雾沫夹带 压力降 停留时间15.实际板和理论板的差异表现在那些地方,这些差异的影响应用什么方法来处理?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;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;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; 4)实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。
为考虑上述各种差异的影响,引进了几种效率 1)全塔效率,又称为总板效率 2)Murphree 板效率,又称干板效率 3)点效率4)理论板当量高度(HETP )5)传质单元高度16.目前常用的效率有哪几种?影响效率的因素有哪些? 全塔效率 默弗里板效率 点效率 填料塔的等板高度影响因素:传质速率 流型和混合效应 雾沫夹带 物性的影响17.精馏过程的不可逆性表现在那些方面,节省精馏过程能耗有哪些措施。
精馏过程的不可逆性1)流体流动,在流体流动时有压力降,当塔板数较多时,压力降也要加大,同时塔顶釜的温差也会加大,亦即净W 增大2)传热(1)一定温度梯度的热量传递塔再沸器和冷凝器中介质存在温差,因温差传热过程而引起的有效能损失为)(0LH LH T T T T QT D -= (2)不同温度物流的直接混合,塔内上升蒸汽与下流液体直接接触产生热交换时的温差,是使精馏过程热力学下降的重要因素 3)传质通过一定浓度梯度的质量传递或不同化学位物流的直接混合。
即上升蒸汽与下流液体进行传质过程时,两相浓度与平衡浓度的差别。
节省精馏过程能耗的一些措施:1)有效能的充分回收及利用;2)减少过程的净耗功;3)减少质量传递中的浓度梯度(y ∆);4)多效精馏;5)热泵精馏设计一个脱乙烷塔,从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷,进料组成、各组分的相对挥发度和对产物的分离要求见设计条件表。
试求所需最少理论板数及全回流条件下馏出液和釜液的组成。
脱乙烷塔设计条件设计分离要求馏出液中C3H6浓度 ≤2.5mol % 釜液中C2H6浓度 ≤5.0mol %解:根据题意,组分2(乙烷)是轻关键组分,组分3(丙烯)是重关键组分,而组分1(甲烷)是轻组分,组分4(丙烷)、组分5(异丁烷)和组分6(正丁烷)是重组分。
要用芬斯克公式求解最少理论板数需要知道馏出液和釜液中轻、重关键组分的浓度,即必须先由物料衡算求出D x ,2及W x ,3。
取100摩尔进料为基准。
假定为清晰分割,即0,4≈D x ,0,5≈D x ,0,6≈D x ,0,1≈W x ,则根据物料衡算关系列出下表:编号 组分 进料,f i 馏出液,d i 釜液,w i 1 CH 4 5.0 5.00 - 2 C 2H 6(LK ) 35.0 31.89 3.11 3 C 3H 6(HK )15.0 0.95 14.05 4 C 3H 8 20.0 - 20.00 5 i-C 4H 10 10.0 - 10.00 6 n-C 4H 10 15.0 - 15.00100.037.8462.16用式(3-11)计算最少理论板数:79.6091.2lg 05.1495.011.389.31lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=m N为核实清晰分割的假设是否合理,计算塔釜液重CH 4的摩尔数和浓度: 000096.0356.705.1495.01579.6=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=i w61,1105.1/-⨯==W w x W (摩尔分率) 同理可计算出组分4,5,6在馏出液中的摩尔数和浓度: 6448.04=d ,0067.05=d ,0022.06=d017.0,4=D x ,4,51077.1-⨯=D x ,5,6108.5-⨯=D x可见,CH 4、i-C 4H 10和n -C 4H 10按清晰分割是合理的。
C 3H 8按清晰分割略有误差应再行试差。
其方法为将d 4的第一次计算值作为初值重新做物料衡算列表求解如下:编号 组分 进料,f i 馏出液,d i 釜液,w i 1 CH 4 5.0 5.00 - 2 C 2H 6(LK ) 35.0 35.0-0.05W 0.05W 3 C 3H 6(HK )15.0 0.025D 15-0.025D 4 C 3H 8 20.0 0.6448 19.3552 5 i-C 4H 10 10.0 - 10.0000 6 n-C 4H 10 15.0 - 15.0000100.0DW解D 和W 完成物料衡算如下: 编号 组分 进料,f i 馏出液,d i 釜液,w i 1 CH 4 5.0 5.00 - 2 C 2H 6(LK ) 35.0 31.9267 3.0733 3 C 3H 6(HK )15.0 0.9634 14.0366 4 C 3H 8 20.0 0.6448* 19.3552* 5 i-C 4H 10 10.0 - 10.0000 6 n-C 4H 10 15.0 - 15.0000100.038.534961.4651*需核实的数据 再用式(3-11)求N m :805.6091.2lg 0366.149634.00733.39267.31lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=m N校核d 4:653.0901.00366.149634.01901.00366.149634.020805.6805.64=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=d 由于d 4的初值和校核值基本相同,故物料分配合理。
1.某原料气组成如下:组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8 i-C 4H 10 n-C 4H 10 i-C 5H 12 n-C 5H 12 n-C 6H 14 y 0(摩尔分率) 0.765 0.045 0.0350.0250.045 0.0150.0250.045先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收,平均吸收温度为38℃,压力为1.013Mpa ,如果要求将i-C 4H 10回收90%。