化工分离过程期末总结

化工分离过程期末总结（精华）一.名词解释题：.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，相间无物质的传递。.浓差极化：超滤分离中，由于筛分作用，原料液中的大分子溶质被膜截留，溶剂及小分子溶质透过膜，导致截留物在膜表面累积，膜表面料液溶质浓度逐渐上升。.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）的那两个组分。.泡点:在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力,或在压力一定的情况下,开始从液相中分离出第一批气泡的温度。.露点：在温度一定的情况下，开始从气相中分离出第一批液滴的压力,或在压力一定的情况下,开始从气相中分离出第一批液滴的温度。多组分精馏过程。.特殊精馏：向这种溶液中加入一个新的组分，通过它对原溶液中各组分的不同作用，改变它们间的相对挥发度，系统易于分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏过程。.萃取精馏：加入的新组分（质量分离剂）不与原系统中的任一组分形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高，从釜液离开精馏塔..共沸精馏：加入的新组分（共沸剂）和被分离系统中的一个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏称为共沸精馏。.清晰分割：馏出液中除了关键组分之外，没有其他重组分；釜液中除了轻关键组分之外，没有其他轻组分。.多效精馏:是通过扩展工艺流程,来节减精馏操作能耗的一种途径。.热泵精馏:用泵或压缩机把热量从温度较低的塔底送到温度较高的塔釜，这种将精馏塔与制冷循环结合起来就构成了热泵精馏。二.简答题：1、共沸精馏和萃取精馏的异同点？共同点：都加入S使；计算所用基本关系都是物量衡算、热量衡算和相平衡关系。不同点：（1）共沸精馏中所用S至少与被分离物料中一个组分形成共沸物，萃取精馏无此限制；（2）共沸精馏中S从塔顶蒸出，消耗热能较大；（3）萃取精馏只可用于连续操作（4）共沸精馏T较低，更适合分离热敏性物料。2、物理吸收过程和精馏过程的比较相同点：均属于传质分离过程。不同点：①精馏过程是气液相双向传质，利用组分的挥发度的不同实现分离,物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程，利用组分在吸收剂中溶解度的不同实现分离。②精馏指定两个关键组分的分离要求,而吸收只能指定一个关键组分③精馏引入能量媒介，吸收引入物质媒介。④精馏塔一般是一股进料两股出料，吸收塔有两股进料和两股出料。⑤由于吸收液从塔顶注入，富气（原料气）由塔底加入，吸收过程放出溶解热，因此吸收塔内从塔顶到塔釜，关键组分气、液相浓度都是上升的,一般情况下,温度也是逐步上升的。精馏塔内可视作恒摩尔流计算,并可按清晰分割和非清晰分割对物料进行预分配。.实际板与理论板的差异①理论板：a离开板的气液相浓度达到平衡；b气液两相完全混合，板上浓度均一；c均匀流动，各点停留时间相同；d.无雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等②实际板：a.达到平衡要无限长时间。影响因素：塔板结构、流动情况和物性等。b板上液相浓度径向分布，液体入口处浓度高，进入的气相各点浓度不相同。c不均匀流动，各点停留时间不同d有雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等.等温等压分离理想气体和理想溶液耗功的规律①将等分子混合物分离成两个纯组分时所需一Wmin,T要比分离其它混合物所需一Wmin,T要大。此时无因次最小功为0.6931。②同一进料组成yA,F分离成两个纯组分比分离成两个非纯组分所需-Wmin,T要大，产品纯度越高，一Wmin,T越大。.等温分离非理想物系最小功耗的规律①若溶液为正偏差时，等温分离一Wmin,T将比分离理想溶液时小；②若溶液为负偏差时，等温分离一Wmin,T将比分离理想溶液时大；③对于完全不互溶体系，一Wmin,T=0.分离过程热力学效率的一般规律①只依靠外加能量的分离过程，热力学效率较高；②除加入£5人，还需加入乂$人的分离过程，热力学效率较低；③速率控制的分离过程热力学效率更低。.精馏过程热力学不可逆的原因三传的不可逆性：a.流体流动是有压力差；b.传热时有一定温差；c.传质过程有浓度差。.提高精馏过程热力学效率的途径①降低流动过程的压力差,变板式塔为填料塔是降低提高生产能力的主要途径②减小塔顶冷凝器和塔底再沸器的温度差，常采用高效换热器或改进操作方式③在较小R或不同R（设中间再沸器或中间冷凝器）下操作，降低传热传质的不可逆性，提高热力学效率；④采用双效或多效精馏.对普通精馏塔塔序选择的经验规则①按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；②最难分离组分应放在塔序的最后；③应使各塔的馏出液和釜液摩尔流率尽量接近；④分离回收率很高的组分的塔应放在塔序最后；⑤进料含量高的组分尽量提前分出。.简捷法（FUG）设计精馏塔的步骤（1）根据工艺条件和经验数据确定对关键组分的分离要求（2）按清晰分割作物料衡算，求D、W、XiD和XiW的初值；（3）由XiD和XiW计算塔顶和塔底温度及全塔相对挥发度的平均值；（4）利用芬斯克方程求出Nm；（5）利用芬斯克方程计算非关键组分分配比，然后按非清晰分割作物料衡算；（6）用恩德伍德公式求Rm；（7）由吉利兰图或耳波和马多克斯图求N并确定适宜进料板位置；（8）由全塔效率求操作回流比下的实际板数；（9）由热量衡算求冷凝器和再沸器的热负荷。.萃取精馏过程S作用可归纳为以下几点（稀释效应）①溶液性质的影响,最好为与1形成正偏差,与2形成负偏差的体系；②溶剂浓度的影响（稀释作用）使原溶液中各组分的作用减弱，S量要大（一般X为0.6〜0.8）。S.共沸物的特征a共沸点对应共沸组成X=y；b过了共沸点，轻、重组分互换；c原料组成在共沸点一侧，可得一纯组分和一共沸物。.确定连续操作共沸精馏两端产品的几点考虑（1）精馏产品不仅与塔的分离能力有关，还与全部进料组成所在区域有关（2）加入S对精馏的影响（量要合适）；（3）共沸剂加入位置。填空题：.分离过程分为机械分离过程和传质分离过程两类。.传质分离过程用于各种均相混合物的分离,分为平衡分离过程和速率分离过程。.平衡分离过程：借助分离媒介（如热能、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平衡两相中的不等同的分配为依据而实现分离。.分离媒介分为能量媒介（ESA）和物质媒介（MSA）。.速率分离过程：借助某种推动力（如浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。.气液传质设备处理能力的影响因素：泡沫，蒸汽夹带和液体夹带，液面梯度，漏液，液泛，压力降，停留时间。.气液传质设备的效率的影响因素：操作条件（温度，压力，塔内气液负荷），物理性质（涉及气液密度，液相粘度，表面张力，扩张系数，起泡性质，相平衡常数，相对挥发度等），塔结构因素。.-Wmin,T的意义：表示分离过程能耗的最低限。三.公式：2、活度系数法表示K的简化形式(1)汽相为理想气体，液相为理想溶液vps%-：卞g-I平衡关系：月一火再一力吃(2)汽相为理想气体，液相为非理想溶液犬_匕一上即1平衡关系：x=0=噂可(3)汽相为理想溶液，液相为