分离工程填空问答题

1. 汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。

相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。

2. 常用的气液相平衡关系为（）。

完全理想体系的相平衡关系式为（）。

汽液两相为理想溶液时的相平衡关系式为（）。

3. 相对挥发度的定义为两组分的（汽液组成）之比.
4. 一定压力下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化，产生的第一个汽泡时的温度叫（泡点）。

5. 一定温度下压缩汽体混合物，开始冷凝时产生的第一个液滴时的压力叫（露点压力）。

6. 在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属（等温闪蒸）过程。

7. 单级分离是指两相经过（接触后达到相平衡）后随即分离的过程。

8. 在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于（两相区）。

9. 当混合物在一定的温度和压力下，满足（）条件，混合物处于两相区，可通过物料平衡和相平衡计算求出其平衡汽液相组成。

10. 根据泡、露点的概念，精馏塔塔顶温度即为对应塔顶气相组成的（露点），塔釜温度即为对应塔釜液相组成的（泡点）。

11. 泡点压力是指一定（温度）下减低系统压力，液体混合物开始汽化产生的第一个汽泡时的压力。

12. 一定压力下冷却汽体混合物，当汽体混合物开始冷凝时产生的第一滴液滴时的温度叫（露点温度）。

13. 系统温度大于露点时，体系处于（过热蒸汽）区。

14. 系统温度小于泡点时，体系处于（过冷液相）区。

15. 当体系处于泡点和露点温度之间时，体系处于（汽液两相）区。

16. 计算泡点压力时，如果∑K i x i >1，压力应（调高）。

17. 计算泡点压力时，如果∑K i x i <1，压力应（调低）。

18. 计算泡点温度时，如果∑K i x i >1，温度应（调低）。

19. 计算泡点温度时，如果∑K i x i <1，温度应（调高）。

20. 计算露点压力时，如果∑y i /K i >1，压力应（调低）。

21. 计算露点压力时，如果∑y i /K i <1，压力应（调高）。

22. 计算露点温度时，如果∑y i /K i >1，温度应（调高）。

23. 计算露点温度时，如果∑y i /K i <1，温度应（调低）。

24. 等温闪蒸计算目标函数对收敛速度和稳定性有很大影响，采用Newton-Raphson 法时，较好的目标函数为（）。

25. 绝热闪蒸与等温闪蒸计算不同点是需要考虑（热量恒算）。

1. 如何求取精馏塔塔顶温度？(假设相平衡常数与组成无关)，写出思路即可。

答：精馏塔塔顶温度即为塔顶蒸汽组成的露点。

精馏塔在一定压力下操作，塔顶压力已知。

计算思路如下：
2. 怎样判断一个化工设备中物料所处的状态？如果处于两相区，采用什么方法计算其平衡
组成？(假设相平衡常数与组成无关)写出该计算方法的思路。

答：通过分析确定该化工设备的进料组成Zi ，然后测定其压力、温度，计算Ki ，对进料进行检验：
∑K i x i >1，T>Tb ，可能为汽液两相区；
∑K i x i <1，T<Tb ，进料为过冷液体；
∑K i x i =1，T=Tb ，进料为泡点。

Φ=0
P, yi 已知Td=T
∑y i /K i >1，T<Td ，可能为汽液两相区；
∑y i /K i <1，T>Td ，进料为过热蒸汽；
∑y i /K i >1，T=Td ，进料为露点。

Φ=1
如果处于两相区，采用等温闪蒸的方法确定其平衡组成。

⑴第一类计算
思路：结束或设已知
−→−⎭
⎬⎫⎩⎨⎧=∑→=∑→→−−→−ψy i i i i i T P y y x x k e 11, 调e 或Ψ
)
()(1k k k k F F ψ'ψ-ψ=ψ+ 目标函数 1)
1(11)(--ψ+∑=-∑=ψi i i k Z x F []
2)1(1)1()(-ψ+-∑-=ψ'i i i k k Z F ⑵第二类计算
思路：结束设已知已知−→−⎭⎬⎫⎨⎧=∑→=∑→−−→−−−→−ψy i i i i P y x x k T 11
1. 方法进行物料预分布。

2. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。

3. 精馏有（2）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。

4. 非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（全回流）时分布一致。

5. 精馏塔计算每个平衡级由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。

6. 多组分精馏时，关键组分是指（指定分离要求的组分）。

7. 清晰分割是指流出液中除了（重关键组分），没有其他重组分；釜液中除了（轻关键组
分），没有其他轻组分。

8. 精馏塔中，温度分布主要反映物流的（组成），而总的级间流量分布则主要反映（热量
衡算）的限制。

9. 如果加入新组分和被分离系统中的一个或者几个组分形成最低恒沸物从（塔顶）蒸出，
这种特殊精馏叫做恒沸精馏。

加入的新组分叫（恒沸剂）。

10. 如果加入新组分不和被分离系统中的任何组分形成恒沸物，而其沸点又较原系统中任何
一个组分高，从塔釜离开精馏塔，这种特殊精馏叫做（萃取精馏）。

加入的新组分叫（萃取剂）。

11. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需要设（萃取剂回收段）。

12. 萃取精馏时，萃取剂是从塔（釜）出来。

13. 恒沸剂与组分形成最高恒沸点的恒沸物时，恒沸剂从塔（釜）出来。

14. 特殊精馏是既加入（能量分离剂），又加入（质量分离剂）的分离过程。

1. 叙述用简洁法求取普通精馏过程理论板数的步骤。

答：1）根据工艺条件和要求，确定一对关键组分；
2）由清晰分割估算塔顶、塔釜产物的量和组成；
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Nm ；
5）用Underwoood 法计算Rm ，选用适宜的操作回流比；
6）确定适宜的进料位置；
7）根据R，Rm，Nm，用Gilliland图求理论板数N。

2.以精馏过程为例，说明何为平衡级分离。

答：以平衡级精馏为例：
若两股流体接触足够充分，离开时两相达到相平衡，则称一个平衡接触级，简称平衡级。

经过平衡级后，离开的气、液两相的浓度都增加了，即气相和液相都得到了提浓，达到了分离的效果。

一个平衡级可能达到的分离程度与物料衡算关系和相平衡关系所决定。

3.简述精馏过程最小回流比时和全回流时的特点。

答：最小回流比是精馏的极限，此时为完成分离任务所需要的理论板数为无穷多；如果回流比小于最小回流比，则无论多少理论板数也不能达到分离要求。

全回流是精馏操作的极限，全回流时，不进料不出料，所需要的理论板数最少。