分離工程填空問答題

1、汽液相平衡是處理（汽液傳質(zhì)分離）過程的基礎(chǔ)。相平衡的條件是（所有相中溫度壓力 相等，每一組分的化學(xué)位相等）。常用的氣液相平衡關(guān)系為（）。完全理想體系的相平衡關(guān)系式為（）。汽液兩相為理想溶 液時(shí)的相平衡關(guān)系式為（）。相對(duì)揮發(fā)度的定義為兩組分的（汽液組成）之比.一定壓力下加熱液體混合物，當(dāng)液體混合物開始汽化，產(chǎn)生的第一個(gè)汽泡時(shí)的溫度叫（泡 點(diǎn)）。一定溫度下壓縮汽體混合物，開始冷凝時(shí)產(chǎn)生的第一個(gè)液滴時(shí)的壓力叫（露點(diǎn)壓力）。在分離流程中常遇到的部分汽化和冷凝過程屬（等溫閃蒸）過程。單級(jí)分離是指兩相經(jīng)過（接觸后達(dá)到相平衡）后隨即分離的過程。在進(jìn)行閃蒸計(jì)算時(shí)，需判斷混合物在指定溫度和壓力下是否處于（兩相區(qū)

2、）。當(dāng)混合物在一定的溫度和壓力下，滿足（）條件，混合物處于兩相區(qū)，可通過物料平衡 和相平衡計(jì)算求出其平衡汽液相組成。根據(jù)泡、露點(diǎn)的概念，精餾塔塔頂溫度即為對(duì)應(yīng)塔頂氣相組成的（露點(diǎn)），塔釜溫度即 為對(duì)應(yīng)塔釜液相組成的（泡點(diǎn)）。泡點(diǎn)壓力是指一定（溫度）下減低系統(tǒng)壓力，液體混合物開始汽化產(chǎn)生的第一個(gè)汽泡時(shí) 的壓力。一定壓力下冷卻汽體混合物，當(dāng)汽體混合物開始冷凝時(shí)產(chǎn)生的第一滴液滴時(shí)的溫度叫 （露點(diǎn)溫度）。系統(tǒng)溫度大于露點(diǎn)時(shí)，體系處于（過熱蒸汽）區(qū)。系統(tǒng)溫度小于泡點(diǎn)時(shí)，體系處于（過冷液相）區(qū)。當(dāng)體系處于泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度之間時(shí)，體系處于（汽液兩相）區(qū)。計(jì)算泡點(diǎn)壓力時(shí)，如果YKx1，壓力應(yīng)（調(diào)高）。計(jì)算泡點(diǎn)壓

3、力時(shí)，如果EkX1，溫度應(yīng)（調(diào)低）。計(jì)算泡點(diǎn)溫度時(shí)，如果EkXZ1，壓力應(yīng)（調(diào)低）。計(jì)算露點(diǎn)壓力時(shí)，如果Ey/Kv1，壓力應(yīng)（調(diào)高）。計(jì)算露點(diǎn)溫度時(shí)，如果EyZ/K1，溫度應(yīng)（調(diào)高）。計(jì)算露點(diǎn)溫度時(shí)，如果Ey/K Ex1二; Td=T調(diào)整T否怎樣判斷一個(gè)化工設(shè)備中物料所處的狀態(tài)？如果處于兩相區(qū)，采用什么方法計(jì)算其平衡 組成？（假設(shè)相平衡常數(shù)與組成無關(guān)）寫出該計(jì)算方法的思路。答：通過分析確定該化工設(shè)備的進(jìn)料組成Zz，然后測定其壓力、溫度，計(jì)算Ki，對(duì)進(jìn)料進(jìn) 行檢驗(yàn)：EKx.1，TTb，可能為汽液兩相區(qū)；EkX1, TTd，可能為汽液兩相區(qū);Zyl/K.Td，進(jìn)料為過熱蒸汽；Ey 1/K 1, T

4、=Td，進(jìn)料為露點(diǎn)。0=1如果處于兩相區(qū)，采用等溫閃蒸的方法確定其平衡組成。第一類計(jì)算一結(jié)束思路：設(shè)。或W- PT已知 k T i T 1 i yi y. =1調(diào)e或中F也)F如)-11 + 中(k -1)中k+1=中k目標(biāo)函數(shù)F（中）=Z七一1 = ZZi-F，(中)=-ZZ (k -1)1 + 3 (k . 1)1第二類計(jì)算思路：設(shè)T P已知 k Xi T Xi 3 結(jié)束中.y.Z y. =U調(diào)T在多組分精餾計(jì)算中為了給嚴(yán)格計(jì)算提供初值，通常用（清晰分割）或（非清晰分割） 方法進(jìn)行物料預(yù)分布。在塔頂和塔釜同時(shí)出現(xiàn)的組分為（分配組分）。精餾有（2）個(gè)關(guān)鍵組分，這是由于（雙向傳質(zhì)）的緣故。非清

5、晰分割法假設(shè)各組分在塔內(nèi)的分布與在（全回流）時(shí)分布一致。精餾塔計(jì)算每個(gè)平衡級(jí)由于（組成）改變而引起的溫度變化，可用（泡露點(diǎn)方程）確定。多組分精餾時(shí)，關(guān)鍵組分是指（指定分離要求的組分）。清晰分割是指流出液中除了（重關(guān)鍵組分），沒有其他重組分；釜液中除了（輕關(guān)鍵組 分），沒有其他輕組分。精餾塔中，溫度分布主要反映物流的（組成），而總的級(jí)間流量分布則主要反映（熱量 衡算）的限制。如果加入新組分和被分離系統(tǒng)中的一個(gè)或者幾個(gè)組分形成最低恒沸物從（塔頂）蒸出， 這種特殊精餾叫做恒沸精餾。加入的新組分叫（恒沸劑）。如果加入新組分不和被分離系統(tǒng)中的任何組分形成恒沸物，而其沸點(diǎn)又較原系統(tǒng)中任何 一個(gè)組分高，從塔

6、釜離開精餾塔，這種特殊精餾叫做（萃取精餾）。加入的新組分叫（萃 取劑）。萃取精餾塔在萃取劑加入口以上需要設(shè)（萃取劑回收段）。萃取精餾時(shí)，萃取劑是從塔（釜）出來。恒沸劑與組分形成最高恒沸點(diǎn)的恒沸物時(shí)，恒沸劑從塔（釜）出來。特殊精餾是既加入（能量分離劑），又加入（質(zhì)量分離劑）的分離過程。敘述用簡潔法求取普通精餾過程理論板數(shù)的步驟。答：1）根據(jù)工藝條件和要求，確定一對(duì)關(guān)鍵組分；2）由清晰分割估算塔頂、塔釜產(chǎn)物的量和組成；3）根據(jù)塔頂、塔釜組成計(jì)算相應(yīng)的溫度，求出平均相對(duì)揮發(fā)度;4）用Fenske公式計(jì)算Nm；5）用Underwoood法計(jì)算Rm，選用適宜的操作回流比；6）確定適宜的進(jìn)料位置；7）根據(jù)R, Rm, Nm,用Gilliland圖求理論板數(shù)N。以精餾過程為例，說明何為平衡級(jí)分離。答：以平衡級(jí)精餾為例：若兩股流體接觸足夠充分，離開時(shí)兩相達(dá)到相平衡，則稱一個(gè)平衡接觸級(jí)，簡稱平衡級(jí)。 經(jīng)過平衡級(jí)后，離開的氣、液兩相的濃度都增加了，即氣相和液相都得到了提濃，達(dá)到了分 離的效果。一個(gè)平衡級(jí)可能達(dá)到的分離程度與物料衡算關(guān)系和相平衡關(guān)系所決定。簡述精餾過程最小回流比時(shí)和全回流時(shí)的特點(diǎn)。