化工分離過(guò)程期末總結(jié)

化工分離過(guò)程期末總結(jié)（精華）一.名詞解釋題：.相平衡：混合物或溶液形成若干相，這些相保持著物理平衡而共存的狀態(tài)。從熱力學(xué)上看，整個(gè)物系的自由焓處于最小狀態(tài)，從動(dòng)力學(xué)看，相間無(wú)物質(zhì)的傳遞。.濃差極化：超濾分離中，由于篩分作用，原料液中的大分子溶質(zhì)被膜截留，溶劑及小分子溶質(zhì)透過(guò)膜，導(dǎo)致截留物在膜表面累積，膜表面料液溶質(zhì)濃度逐漸上升。.關(guān)鍵組分：精餾過(guò)程由設(shè)計(jì)者指定濃度或提出分離要求（如指定回收率）的那兩個(gè)組分。.泡點(diǎn):在溫度一定的情況下，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力,或在壓力一定的情況下,開始從液相中分離出第一批氣泡的溫度。.露點(diǎn)：在溫度一定的情況下，開始從氣相中分離出第一批液滴的壓力,或在壓力一定的情況下,開始從氣相中分離出第一批液滴的溫度。多組分精餾過(guò)程。.特殊精餾：向這種溶液中加入一個(gè)新的組分，通過(guò)它對(duì)原溶液中各組分的不同作用，改變它們間的相對(duì)揮發(fā)度，系統(tǒng)易于分離，這類既加入能量分離劑又加入質(zhì)量分離劑的精餾過(guò)程。.萃取精餾：加入的新組分（質(zhì)量分離劑）不與原系統(tǒng)中的任一組分形成共沸物，而其沸點(diǎn)又較原有的任一組分高，從釜液離開精餾塔..共沸精餾：加入的新組分（共沸劑）和被分離系統(tǒng)中的一個(gè)或幾個(gè)組分形成最低共沸物從塔頂蒸出，這種特殊精餾稱為共沸精餾。.清晰分割：餾出液中除了關(guān)鍵組分之外，沒有其他重組分；釜液中除了輕關(guān)鍵組分之外，沒有其他輕組分。.多效精餾:是通過(guò)擴(kuò)展工藝流程,來(lái)節(jié)減精餾操作能耗的一種途徑。.熱泵精餾:用泵或壓縮機(jī)把熱量從溫度較低的塔底送到溫度較高的塔釜，這種將精餾塔與制冷循環(huán)結(jié)合起來(lái)就構(gòu)成了熱泵精餾。二.簡(jiǎn)答題：1、共沸精餾和萃取精餾的異同點(diǎn)？共同點(diǎn)：都加入S使；計(jì)算所用基本關(guān)系都是物量衡算、熱量衡算和相平衡關(guān)系。不同點(diǎn)：（1）共沸精餾中所用S至少與被分離物料中一個(gè)組分形成共沸物，萃取精餾無(wú)此限制；（2）共沸精餾中S從塔頂蒸出，消耗熱能較大；（3）萃取精餾只可用于連續(xù)操作（4）共沸精餾T較低，更適合分離熱敏性物料。2、物理吸收過(guò)程和精餾過(guò)程的比較相同點(diǎn)：均屬于傳質(zhì)分離過(guò)程。不同點(diǎn)：①精餾過(guò)程是氣液相雙向傳質(zhì)，利用組分的揮發(fā)度的不同實(shí)現(xiàn)分離,物理吸收過(guò)程是氣相分子向液相的單方向分子擴(kuò)散和傳質(zhì)過(guò)程，利用組分在吸收劑中溶解度的不同實(shí)現(xiàn)分離。②精餾指定兩個(gè)關(guān)鍵組分的分離要求,而吸收只能指定一個(gè)關(guān)鍵組分③精餾引入能量媒介，吸收引入物質(zhì)媒介。④精餾塔一般是一股進(jìn)料兩股出料，吸收塔有兩股進(jìn)料和兩股出料。⑤由于吸收液從塔頂注入，富氣（原料氣）由塔底加入，吸收過(guò)程放出溶解熱，因此吸收塔內(nèi)從塔頂?shù)剿?，關(guān)鍵組分氣、液相濃度都是上升的,一般情況下,溫度也是逐步上升的。精餾塔內(nèi)可視作恒摩爾流計(jì)算,并可按清晰分割和非清晰分割對(duì)物料進(jìn)行預(yù)分配。.實(shí)際板與理論板的差異①理論板：a離開板的氣液相濃度達(dá)到平衡；b氣液兩相完全混合，板上濃度均一；c均勻流動(dòng)，各點(diǎn)停留時(shí)間相同；d.無(wú)霧沫夾帶、漏液、液相泡沫夾帶等②實(shí)際板：a.達(dá)到平衡要無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間。影響因素：塔板結(jié)構(gòu)、流動(dòng)情況和物性等。b板上液相濃度徑向分布，液體入口處濃度高，進(jìn)入的氣相各點(diǎn)濃度不相同。c不均勻流動(dòng)，各點(diǎn)停留時(shí)間不同d有霧沫夾帶、漏液、液相泡沫夾帶等.等溫等壓分離理想氣體和理想溶液耗功的規(guī)律①將等分子混合物分離成兩個(gè)純組分時(shí)所需一Wmin,T要比分離其它混合物所需一Wmin,T要大。此時(shí)無(wú)因次最小功為0.6931。②同一進(jìn)料組成yA,F分離成兩個(gè)純組分比分離成兩個(gè)非純組分所需-Wmin,T要大，產(chǎn)品純度越高，一Wmin,T越大。.等溫分離非理想物系最小功耗的規(guī)律①若溶液為正偏差時(shí)，等溫分離一Wmin,T將比分離理想溶液時(shí)小；②若溶液為負(fù)偏差時(shí)，等溫分離一Wmin,T將比分離理想溶液時(shí)大；③對(duì)于完全不互溶體系，一Wmin,T=0.分離過(guò)程熱力學(xué)效率的一般規(guī)律①只依靠外加能量的分離過(guò)程，熱力學(xué)效率較高；②除加入￡5人，還需加入乂$人的分離過(guò)程，熱力學(xué)效率較低；③速率控制的分離過(guò)程熱力學(xué)效率更低。.精餾過(guò)程熱力學(xué)不可逆的原因三傳的不可逆性：a.流體流動(dòng)是有壓力差；b.傳熱時(shí)有一定溫差；c.傳質(zhì)過(guò)程有濃度差。.提高精餾過(guò)程熱力學(xué)效率的途徑①降低流動(dòng)過(guò)程的壓力差,變板式塔為填料塔是降低提高生產(chǎn)能力的主要途徑②減小塔頂冷凝器和塔底再沸器的溫度差，常采用高效換熱器或改進(jìn)操作方式③在較小R或不同R（設(shè)中間再沸器或中間冷凝器）下操作，降低傳熱傳質(zhì)的不可逆性，提高熱力學(xué)效率；④采用雙效或多效精餾.對(duì)普通精餾塔塔序選擇的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則①按相對(duì)揮發(fā)度遞減的順序逐個(gè)從塔頂分離出各組分；②最難分離組分應(yīng)放在塔序的最后；③應(yīng)使各塔的餾出液和釜液摩爾流率盡量接近；④分離回收率很高的組分的塔應(yīng)放在塔序最后；⑤進(jìn)料含量高的組分盡量提前分出。.簡(jiǎn)捷法（FUG）設(shè)計(jì)精餾塔的步驟（1）根據(jù)工藝條件和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定對(duì)關(guān)鍵組分的分離要求（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計(jì)算塔頂和塔底溫度及全塔相對(duì)揮發(fā)度的平均值；（4）利用芬斯克方程求出Nm；（5）利用芬斯克方程計(jì)算非關(guān)鍵組分分配比，然后按非清晰分割作物料衡算；（6）用恩德伍德公式求Rm；（7）由吉利蘭圖或耳波和馬多克斯圖求N并確定適宜進(jìn)料板位置；（8）由全塔效率求操作回流比下的實(shí)際板數(shù)；（9）由熱量衡算求冷凝器和再沸器的熱負(fù)荷。.萃取精餾過(guò)程S作用可歸納為以下幾點(diǎn)（稀釋效應(yīng)）①溶液性質(zhì)的影響,最好為與1形成正偏差,與2形成負(fù)偏差的體系；②溶劑濃度的影響（稀釋作用）使原溶液中各組分的作用減弱，S量要大（一般X為0.6?0.8）。S.共沸物的特征a共沸點(diǎn)對(duì)應(yīng)共沸組成X=y；b過(guò)了共沸點(diǎn)，輕、重組分互換；c原料組成在共沸點(diǎn)一側(cè)，可得一純組分和一共沸物。.確定連續(xù)操作共沸精餾兩端產(chǎn)品的幾點(diǎn)考慮（1）精餾產(chǎn)品不僅與塔的分離能力有關(guān)，還與全部進(jìn)料組成所在區(qū)域有關(guān)（2）加入S對(duì)精餾的影響（量要合適）；（3）共沸劑加入位置。填空題：.分離過(guò)程分為機(jī)械分離過(guò)程和傳質(zhì)分離過(guò)程兩類。.傳質(zhì)分離過(guò)程用于各種均相混合物的分離,分為平衡分離過(guò)程和速率分離過(guò)程。.平衡分離過(guò)程：借助分離媒介（如熱能、溶劑或吸附劑）使均相混合物系統(tǒng)變成兩相系統(tǒng)，再以混合物中各組分在處于平衡兩相中的不等同的分配為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分離。.分離媒介分為能量媒介（ESA）和物質(zhì)媒介（MSA）。.速率分離過(guò)程：借助某種推動(dòng)力（如濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用，某些情況下在選擇性透過(guò)膜的配合下，利用各組分?jǐn)U散速度的差異而實(shí)現(xiàn)混合物的分離操作。.氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素：泡沫，蒸汽夾帶和液體夾帶，液面梯度，漏液，液泛，壓力降，停留時(shí)間。.氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率的影響因素：操作條件（溫度，壓力，塔內(nèi)氣液負(fù)荷），物理性質(zhì)（涉及氣液密度，液相粘度，表面張力，擴(kuò)張系數(shù)，起泡性質(zhì)，相平衡常數(shù)，相對(duì)揮發(fā)度等），塔結(jié)構(gòu)因素。.-Wmin,T的意義：表示分離過(guò)程能耗的最低限。三.公式：2、活度系數(shù)法表示K的簡(jiǎn)化形式(1)汽相為理想氣體，液相為理想溶液vps%-：卞g-I平衡關(guān)系：月一火再一力吃(2)汽相為理想氣體，液相為非理想溶液犬_匕一上即1平衡關(guān)系：x=0=噂可(3)汽相為理想溶液，液相為