发布时间 : 星期日 文章分离工程更新完毕开始阅读c012ca2bfc4ffe473368abab
1、分离过程的选择
①分子性质：分子量、极性、电荷、分子尺寸；
②热力学和传递性质：蒸汽压、溶解度、吸附性能、扩散性质。 2、分离过程在化学工程中的重要性
①原料提纯：为化学反应提供符合质量的原料；清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应，提高收率。②反应产物分离纯化：得到合格的产品；为反应物的循环利用；出去有害的杂质。③环境保护方面：空气净化；水处理。④在大型石化过程中，分离装置的费用占总投资的50-90%。 3、传质分离过程的分类和特征
①机械分离：分离物为非均相简单的将混合物分开；②传质分离：被分离物为均相，有传质现象发生。
4、平衡分离过程：借助分离媒介，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相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分配。 ①分离媒介：能量（ESA）、物质（MSA）、压力；②分离原理：挥发度、溶解度、吸附能力 5、速率分离：在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性膜的配合下，利用个组分扩散速率的差异实现组分的分离。
①膜分离：利用流体中各组分对膜的渗透率的差别而实现组分分离的单元操作。
②热扩散：属场分离的一种，以温度梯度为推动力，在均匀的气体或液体混合物中出现相对分子质量较小的分子（或离子）向热端漂移的现象，建立起浓度梯度，以达到组分分离的目的。 6、设计变量的分类与计算：独立变量数Nv，设计变量数Ni，这些变量之间的约束关系数Nc（Ni=Nv-Nc），固定设计变量Nx（系统压力和进料物流变量），可调设计变量Na（其他） ①独立变量的计算：N股单相物流系统的Nv：Nv=N（c+2）+NE
②约束条件数：相平衡式、物料平衡式、能量平衡式、内在关系式（温度、压力降） 7、进料板的设计变量Ni
独立变量NveNve?N（c?2）?NE?5?（c?2）?0?5c?10约束条件数Nce相平衡式 c物料平衡式 c能量平衡式 1内在关系式（温度、压力降）L1和L2压力、温度相等 2Nce 2c+3Nie?Nve?Nce?(5c?10)?(2c?3)?3c?7e固定设计变量Nx进料 3?c?2?压力 1e可调设计变量NaN?N?N?3c?7?(3c?6?1)?0eaeiex
8、装置的设计变量Niu （郭慕孙氏法）
①将一个装置分解为若干进行简单过程的单元；②由每一单元的独立变量数和约束数求出每一单元的可调设计变量数；③由单元的可调设计变量数计算出装置的可调设计变量数；④固定设计变量指正确进料物流的那些变量（进料组成和流量）以及系统的压力。
可调设计变量数串级单元数： 2个分配器： 1个进料板： 0个 全凝器： 1个再沸器： 1个合计： 5个固定设计变量进料：c?2每级压力（包括再沸器）：N全凝器压力： 1个回流分配器压力： 1个合计：c?N?4
9、活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式
?ViL?p?pis??yi?ipis?is? exp?计算通式：Ki???xiRT?????iVppispisxi ①汽相是理想气体，液相是理想溶液：Ki?，汽液平衡关系为yi?pp②汽相是理想气体，液相是非理想溶液：Ki??ipisp，汽液平衡关系为yi??ipispxi
fiL③汽相是理想溶液，液相是理想溶液：Ki?V
fi?VmL,i?p?pis??? exp?④汽相是理想溶液，液相是非理想溶液：Ki??RT?????iVp?ipis?is10、判断闪蒸过程是否成立（判断组成是否处于泡点和露点之间）
?Zi?1，T?TD???Ki?Zi对Zi在T、P下进行露点计算：?1，有液体存在??Ki??Zi?1，过热蒸汽??Ki???ZiKi?1，T?TD??对Zi在T、P下进行泡点计算：??ZiKi?1，有气体存在
????ZiKi?1，过冷液体判断：若?ZiKi?1和?Zi?1同时成立，闪蒸问题有解。 Ki11、K和组成无关的等温闪蒸计算
f(?)??(Ki?1)Zi(Ki?1)Zi?k?1?0?f'(?)?????2i?11??(Ki?1)i?1?1??(Ki?1)?cc2??? ??????f?????kf??'kk12、多组分精馏过程分析就是分析精馏塔内的温度、流率和浓度分布 ①关键组分：由设计者指定分离要求的这2个组分 ②轻关键组分（LK）：相对易挥发的关键组分组分 ③重关键组分（HK）：相对不易挥发的关键组分组分 ④轻非关键组分（LNK）：相对挥发度比轻关键组分大的组分 ⑤重非关键组分（HNK）：相对挥发度比重关键组分小的组分
⑥清晰分割：馏出液中除了重关键组分之外，没有其他重组分；釜液中除了轻关键组分外，没有其他轻组分
⑦分配组分：在精馏塔的两端都出现的组分 ⑧非分配组分：仅在精馏塔的一端都出现的组分
13、多元精馏HNK出现浓度平台原因：LNK和LK在塔釜中浓度很小，塔的下部主要用于分离HK和HNK，因此HNK浓度下降，进料板下的几块板，用于分离进料中轻组分和重组分，因此限制了HNK含量进一步下降，出现平台。 14、HK浓度出现顶点原因：LNK和LK在塔釜中浓度很小，塔的下部主要用于分离HK和HNK，因此HK浓度上升，塔的中下部HNK出现平台，分离效果主要体现为HK和LK，此时HK浓度下降，出现顶点。
15、多组分精馏特性：①关键组分含量存在极大值；②非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在馏出液中；③重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成几乎恒浓的区域；④全部组分均存在于进料板上，但进料板含量不等于进料含量。 16、最小回流比的计算（Underwood公式）
?i?xiD?m?????Rm?1 A i
?x?1?q B??i?iF?i假设：①各组分相对挥发度是常数；②塔内汽液相流率为恒摩尔流。
计算方法：B式用于计算θ，A式用于计算最小回流比。最小回流比下的馏出液组成可用馏出液组成全回流下的馏出液组成代替。方程的根，取轻重关键组分相对挥发度之间的值，如果轻重关键组分相对挥发度不相邻，会有两个以上的Rm，取其平均值。
17、特殊精馏：当待分离组分之间形成共废物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或经济上不合理。此时，向体系中加入一种适当的新组分，通过与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，是系统变得易于分离。这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏称为特殊精力或增强精馏。分为萃取精馏、共沸精馏、反应精馏。
??18、萃取精馏的原理：ln?s???''''? A?A?A1?2x??1s2s121??xs????溶剂的作用：①加大溶剂浓度，稀释作用；②改变组分相互作用，使A1's变大，正偏差；使A1's变
小，负偏差。
19、剩余曲线：在三角相图上绘制的塔釜液相组成随时间变化的曲线，箭头的指向是温度升高
的方向。所以箭头指向的是稳定点，箭头离开的是不稳定点。
20、最少理论板数和组分分配（Fenske方程）
??x???xA?Alg???????xx?B??B?W?D?Nm??lg?AB??①两点平均：?AB??AB,D?AB,W?????? ②三点平均：??3??ABAB,DAB,W?AB,F ?AB???1?2…?N?1?N?1N③单点值Fenske方程的变形形式：摩尔分率可用摩尔数、体积或重量比来代替，得到另一种常用的一般
形式（d/w称为分配比）
??d??d??lg???????w?A?w?B??Nm? lg?AB?di?dr?Nm??????ir?利用该公式可得出非关键组分的分配：?wi?wr? ?f?d?wii?i21、反应精馏
①应用：利用精馏促进反应；利用反应促进精馏；催化精馏
②流程：确定进料位置原则，保证反应物与催化剂充分接触，保证一定的反应停留时间，保证达到预期的产物分离。
③使用物系局限性：反应和分离的温度基本相同；所有产物的相对挥发度都大于或小于反应物；所有反应物的相对挥发度都介于产物的相对挥发度之间。 22、吸收和精馏的区别
①原理不同：吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的，精馏是利用组分间相对挥发度不同使组分分离；②传质形式不同：吸收是单向传质，精馏是双向传质；③温度范围、变化不同；④在精馏过程中沸点范围相对窄，而多组分吸收中，各溶质组分的沸点范围很宽；⑤精馏有两个关键组分，吸收只有一个关键组分按组分的相对挥发度的大小。
23、吸收塔内组分分布：难溶组分仅在塔顶有吸收，易溶组分主要在塔底被吸收，关键组分在全塔均有吸收。 24、平均吸收因子法 关键组分的吸收因子：Ai?L VKi当N??时，?=A，故?LV?min?K?