化工分离过程重点
化工分离过程
化工分离过程1. 引言化工分离过程是化学工程中的一个重要环节，用于将混合物中的组分分离出来，以获得纯净的产品。
它在化工生产中起着至关重要的作用，广泛应用于石油、化肥、制药、食品等行业。
本文将介绍化工分离过程的基本原理、常见的分离方法和设备，并探讨其在实际应用中的一些问题和挑战。
2. 分离过程的基本原理化工分离过程基于物质之间的差异性，通过改变条件使得混合物中的组分发生相变或物理/化学反应，从而实现组分之间的分离。
常见的差异性包括沸点、溶解度、密度、挥发性等。
3. 常见的分离方法和设备3.1 蒸馏法蒸馏法是一种基于沸点差异进行分离的方法。
它利用混合物中不同组分的沸点差异，在加热后使其中一个或多个组分汽化，并通过冷凝转变为液体，从而实现组分之间的分离。
常见的蒸馏设备包括塔式蒸馏柱、换热器和冷凝器。
3.2 萃取法萃取法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用两种不同溶剂之间的亲疏性差异，将混合物中的组分分配到不同的溶剂相中，通过提取和分离来实现组分之间的分离。
常见的萃取设备包括萃取塔、搅拌槽和分液漏斗。
3.3 结晶法结晶法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用溶液中某个组分的溶解度随温度变化而改变的特性，通过控制温度使其中一个或多个组分结晶出来，从而实现组分之间的分离。
常见的结晶设备包括结晶器和过滤器。
3.4 吸附法吸附法是一种基于吸附性差异进行分离的方法。
它利用固体吸附剂对混合物中不同组分的选择性吸附能力，通过吸附和解吸来实现组分之间的分离。
常见的吸附设备包括吸附塔和吸附柱。
3.5 膜分离法膜分离法是一种基于分子大小或分子间作用力差异进行分离的方法。
它利用特殊的膜材料将混合物中的组分分离开来，常见的膜分离设备包括膜反应器、膜过滤器和膜渗透器。
4. 实际应用中的问题和挑战化工分离过程在实际应用中面临着一些问题和挑战。
不同组分之间的物理/化学性质差异可能很小，导致难以实现有效的分离。
某些组分可能具有毒性或易燃性，需要采取特殊措施进行处理。
化工中的分离技术
化工中的分离技术化工行业是基础工业和现代工业的重要组成部分，它涉及到很多领域，比如石油、化肥、冶金、医药等。
其中，分离技术是化工行业中最重要的技术之一，它涉及到许多关键的过程。
本文将着重探讨一下化工行业中的分离技术，包括其原理、应用以及未来发展方向。
一、分离技术的原理分离技术的本质就是利用不同物质之间的不同性质，将它们分离开来。
在化工行业中，常用的分离技术有蒸馏、萃取、结晶、吸附、离子交换、膜分离等。
这些分离技术的原理和应用都有所不同，但大体上可以归为以下几类：1.物理分离：物理分离是通过物质的物理性质差异来实现分离，常见的包括蒸馏、结晶、干燥等。
例如，蒸馏是利用不同物质的沸点差异来分离的，而结晶则是将溶解在一起的固体物质通过溶液的降温或浓缩而分离。
2.化学分离：化学分离是通过物质间的化学反应来实现分离。
例如，酸碱中和反应可以用来分离一些带有酸性或碱性基团的物质。
3.生物分离：生物分离是通过利用生物体自身的特殊性质进行分离。
例如，酵母发酵和细胞培养就是常见的生物分离方法。
二、分离技术的应用在化工行业中，分离技术被广泛应用于各个领域。
下面将简单介绍一下几个比较典型的应用：1.石油化工行业：石油化工行业涉及到油、气、液体等物质的分离，例如炼油装置中就需要利用分馏列进行原油分离，从而得到各种不同重量的石油产品。
2.化学制药行业：在制药过程中，通常需要对化合物进行分离，例如通过萃取或溶剂析出获得纯的药品原料等。
3.环境保护行业：在环境保护工作中，分离技术也发挥着重要作用，例如利用各种吸附剂和离子交换树脂来除去水中的有害物质。
三、分离技术的未来发展方向目前，化工行业中的分离技术已经相对成熟，但在实践中仍存在一定的局限性，比如能源消耗、环境污染等问题。
因此，未来的分离技术发展主要会集中在以下几点：1. 身体分离技术的发展：生物分离技术是未来的发展方向之一，其具有高效、环保、低能耗等优点。
2. 膜分离技术的应用：膜分离技术因其高效、方便、低能耗等特点，受到了化工行业的青睐，未来会应用于更广泛的场合。
化工分离过程__第3章第一讲设计变量的确定
能量交换数： 1
+)
3C+7
Q V L
NDe = Nve－Nce
= C+4
NCe
物料衡算式： C
能量衡算式： 1
相平衡关系式： C+2
化学反应平衡式： 0 内在关系式： 0 2C+3
Nx = 进料＋压力 =(C+2)+1＝C+3
Na = ND-Nx =(C+4)-(C+3)=1
+)
33
精馏塔（塔内无压降）
相平衡关系式： C(P-1)+2=C+2
化学反应平衡式： 0 内在关系式： 0
Nc = 2C+3
V
L1
Q
L2
NDe = Nve－Nce
= C+4
Байду номын сангаас
14
V Q
L1
产物为两相的全凝器
L2
固定设计变量Nx = 进料＋压力＝（C+2）+1 可调设计变量Na = ND-Nx=(C+4)-(C+3)=1
如单元温度或引入的冷量
21
例1. 简单精馏塔（塔内无压降）
Nxu
进料变量数： C+2
F Q
压力等级数： 1
+)
C+3
Nau
分配器数： 0
侧线采出： 0
传热单元： 1
串级数： 2
+)
3
22
例2. 有侧采的精馏塔 Nxu
进料变量数： C+2 压力等级数： 1
C+3
Nau
分配器数： 1 侧线采出： 1 传热单元： 2
化工分离工程知识点
化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域，其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离，以得到纯净的物质。
分离工程在化工生产中起着至关重要的作用，可以帮助提高产品的纯度、品质和收率，同时也可以实现资源的高效利用。
在化工分离工程中，有许多重要的知识点，下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。
1.分离原理在化工分离工程中，常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。
其中，蒸馏是最常用的一种分离方法，它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。
吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。
萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。
膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。
离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。
2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一，其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
在蒸馏工程中，常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。
蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好，适用于对物质纯度要求较高的情况。
3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法，其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度，从而实现溶质的分离。
在结晶工程中，通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。
结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。
4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法，其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。
在吸附工程中，常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。
吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。
5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法，其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。
化工原理 第七章 传质与分离过程概论
渗 析
点渗析
三、传质分离方法
（2）场分离 场分离是指在外场（电场、磁场等）作用下， 利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离 的单元操作过程。
电 泳
场分离
热扩散 高梯度磁场分离
三、传质分离方法
钕铁硼永磁场
磁化精馏实验装置
三、传质分离方法
3.分离方法的选择 分离方法选择的考虑因素
被分离物系的相态 被分离物系的特性 产品的质量要求 经济程度
第七章 传质与分离过程概论
7.1 概述 7.1.1 传质分离过程 7.1.2 相组成的表示方法
一、质量浓度与物质的量浓度
1.质量浓度 质量浓度定义式
A
mA
V
N
kg /m3
密度
混合物的总质量浓度
总
i 1
i
一、质量浓度与物质的量浓度
二、相际传质过程与分离
均相物系的分离方法 均相物系 某种过程 两相物系
根据不同 组分在各 相中物性 的差异， 使某组分 从一相向 另一相转 移：相际 传质过程
实现均相物系的分离 相际传质过程
均相物系分离
二、相际传质过程与分离
示例：空气和氨分离 空气
水
吸 收 塔
空气＋氨 氨水
三、传质分离方法
1.平衡分离过程 （1）气液传质过程 气液传质过程是指物 质在气、液两相间的转移， 它主要包括气体的吸收 （或脱吸）、气体的增湿 （或减湿）等单元操作过 程。
ij Ki / K j
通常将 K 值大的当作分子，故一般大于 1 。当 偏离 1 时，便可采用平衡分离过程使均相混合物得 以分离，越大越容易分离。
三、传质分离方法
化工分离过程相关知识
化工分离过程相关知识简介化工分离过程是化学工业中常见的一种操作，主要用于分离和纯化化学物质。
这些过程常常涉及将混合物分离为纯净的组分，以满足特定的要求和应用需求。
本文将介绍化工分离过程的常见类型、原理以及在工业中的应用。
分离过程的类型化工分离过程可分为物理分离过程和化学分离过程两种类型。
物理分离过程物理分离过程是指通过利用物质间的物理性质差异，将混合物中的组分分离出来。
常见的物理分离过程包括：1.蒸馏：依靠混合物中各组分的沸点差异，通过加热混合物并收集和冷凝产生的蒸馏液，实现组分的分离。
2.结晶：通过溶解度差异，使混合物中的某些组分结晶出来，然后进行分离。
3.吸附：利用不同物质对吸附剂的选择性吸附，实现混合物中组分的分离。
4.萃取：利用溶剂间的互溶性差异，通过将混合物与不同溶剂接触，使组分在不同溶剂中分配不同，从而实现分离。
化学分离过程化学分离过程是指通过利用化学反应原理来实现混合物分离的过程。
常见的化学分离过程包括：1.中和反应：通过加入适量的酸或碱来使混合物中的酸性或碱性组分发生中和反应，从而实现分离。
2.氧化还原反应：利用化合物的氧化还原性质，通过适当氧化剂或还原剂的添加，将混合物中的某些组分氧化或还原，从而分离出来。
3.沉淀反应：通过加入适量的沉淀剂，使混合物中的某些组分生成沉淀，然后进行分离。
4.酯化反应：通过酯交换反应，将混合物中的脂肪酸或脂肪醇与酸酐反应生成酯，从而进行分离。
分离过程的原理化工分离过程的原理基于物质的性质和相互作用。
以下是一些常见的分离原理：1.沸点差异：蒸馏过程利用不同组分的沸点差异，通过加热混合物使其沸腾，然后通过冷凝收集产生的蒸馏液，从而分离出各组分。
2.溶解度差异：结晶过程利用混合物中某些组分的溶解度差异，在适当的溶剂中溶解并结晶出来，然后进行分离。
3.亲疏性差异：吸附过程利用混合物中组分对吸附剂的亲疏性差异，实现组分在吸附剂上的选择性吸附和分离。
4.分配系数差异：萃取过程利用混合物中组分在不同溶剂中的分配系数差异，通过溶液与溶剂的接触使组分在不同溶剂中分配不同，从而进行分离。
《化工分离过程》
《化工分离过程》化工分离过程的基本原理是根据化合物之间的性质差异，利用不同的分离原理将混合物分离成纯净的组分。
常见的分离原理包括物理性质差异（如沸点、沸点、相对分子质量等）和化学性质差异（如酸碱性、溶解度等）。
混合物中的化合物可以是液体、气体或固体，分离过程需要根据不同的化合物性质选择合适的分离技术。
常见的分离技术有蒸馏、萃取、吸附、结晶等。
蒸馏是利用液体化合物的不同沸点将其分离的技术。
一般情况下，液体化合物的沸点在常压下不同，通过加热混合物，将低沸点物质汽化并后冷凝得到纯净的组分。
萃取是利用液体-液体的分配系数差异将化合物分离的技术。
在两个不相溶的溶剂中，将其中一种组分转移到另一相中，从而实现分离。
吸附是利用固体吸附剂与化合物之间的亲和力差异而实现分离的技术。
结晶是利用溶解度差异将化合物从溶液中析出的技术。
除了上述常见的分离技术，还有一些特殊分离技术被广泛应用于化工过程中。
例如，渗透膜分离技术可以通过选择性渗透膜将混合物中的成分分离出来。
通过渗透膜的孔径大小和化合物的分子量来选择性地分离，并可应用于气体、液体和固体的分离。
固体相变分离技术是利用化合物在不同温度下的相变特性分离的技术。
通过控制温度，使其中一化合物发生相变，并利用相变后的物性差异进行分离。
化工分离过程在工业生产中有着广泛应用。
例如，在石油化工领域，蒸馏技术被用于石油的提炼和馏分分离。
在制药工业中，萃取、溶剂结晶等技术被应用于药物的提取和纯化。
在化肥生产中，吸附分离技术被用于气体的纯化和脱硫。
化工分离过程的应用也涉及到食品、化妆品、环境保护等领域。
总之，化工分离过程是化学工程中的重要课题，通过合理选择分离技术，可以将混合物中的化合物分离出来，得到纯净的组分。
理解和应用化工分离过程对于提高化工工艺的效率和产品质量具有重要意义。
化工传质与分离过程
化工传质与分离过程
一、化工传质与分离过程
1. 定义
化工传质与分离过程指的是通过物理、化学或其他方式将原料中的物
质从一种物料中分离出来的过程，而另一种物料就是传质该物质的媒介。
2. 目标
将原料通过不同方式分离，将其形成符合工艺要求的单一物质料或多
种物质料。
3. 方法
（1）蒸馏：即利用不同沸点液体的差别，用蒸汽来将高沸点液体蒸发，得到更高沸点或低沸点液体；
（2）萃取：即利用萃取剂把溶解物从溶液中萃取出来分离；
（3）透析：即利用分子过滤的原理，将分子的大小作为界限，把分子
大的物质离开分子小的物质，得到分离的结果；
（4）聚类：即利用物料聚合的方法，将多种物料按照一定的聚类规则，聚合成一定形态一致的多种物料，进行分离；
（5）沉淀：即利用水溶液的pH值或溶质的活性，把有溶解或悬浮的
物质分离为比较纯净的物质。
4. 作用
（1）物料的分解：将原料中的物质按照一定的分离过程，分解成多种
物质；
（2）物料的提纯：将原料中的物质通过分离过程，可以提纯成单种物料，使之更加纯净；
（3）物料的精制：将原料中中的物质通过传质分离，可以使溶液中的物质增添成分，以达到高精度处理；
（4）物料的控制：通过传质分离，可以控制几种物料中比例、浓度和均匀性，以达到高效率工艺。
5. 应用
化工传质分离过程用于各种化工行业中，如原油加工，把原油分成石油气体、石油液体和各类残渣，并可获得更多的油产品；在电解废水处理中，能有效分离废水中的铁离子和阴离子，使铁离子含量尽可能降低；在食品饮料行业中，能有效把原料中的活性成分分离出来，以符合食品饮料行业的要求。
化工分离学复习知识点
化工分离学复习知识点分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
常用的传质分离过程又可分为两大类，即平衡分离过程和速率控制分离过程膜分离是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。
超滤是一种以压力差为推动力，按粒径选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
反渗透又称逆渗透，也是以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。
电渗透是一种以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择渗透性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作。
相平衡指的是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。
分离因子在精馏过程又称为相对挥发度，相对于平衡常数而言，随温度和压力的变化不敏感，若近似当做常数，能简化计算。
分离因子与1的偏离程度表示组分i和j之间分离的难易程度。
aij=(yi/yj)/(某i/某j)=Ki/Kj活度系数法P16所谓活度系数的基准态是指活度系数等于1的状态，待补充фi为校正处于饱和蒸汽压下的蒸汽对理想气体的偏离，指数校正项也称普瓦廷因子，是校正正压力偏离饱和蒸汽压的影响。
汽相逸度系数P19公式待补充对于石油化工和炼油中重要的轻烃类组分，经过广泛的实验研究，得出了求平衡常数的一些近似图，称为P-T-K图状态方程法优点1不需要基准态；2只需要P-V-T数据，原则上不需要有相平衡数据；2容易应用对比状态理论；4可以用在临界区缺点2没有一个状态方程能完全适用于所有的密度范围；2受混合规则的影响很大；3对于极性物质、大分子化合物和电解质系数都很难应用活度系数法优点1简单的液体混合物的模型已能满足要求；2温度的影响主要表现在fLi上，而不在ri上；3对许多类型的混合物，包括聚合物、电解质的系数都能应用缺点1需用其他的方法获得液体的偏摩尔体积（在计算高压汽液平衡时需要此数据）；2在含有超临界组分的系统应用不够方便，必须引入亨利定律；3难以在临界区内应用试差法中，若所设温度T求得ΣKi某i>1，表明Ki值偏大，所设温度偏高。
化工分离过程第三章
化工分离过程第三章在化工生产中，分离是一个非常重要的过程。
分离过程的目的是将混合物中的两种或多种组分分离开来，以便得到纯净的产品。
化工分离过程主要包括物理分离和化学分离两种形式。
物理分离过程是通过物理性质上的差异来进行分离。
常见的物理分离方法有蒸馏、萃取、吸附、结晶、离心、过滤等。
下面我们将分别介绍其中一些常用的物理分离方法。
蒸馏是一种基于不同沸点的原理进行分离的方法。
将混合物加热，使其中沸点较低的组分先转化为气体，然后再经过冷凝转化为液体，从而实现组分的分离。
蒸馏可分为常压蒸馏和减压蒸馏，根据实际需求来选择。
萃取是通过溶剂的选择性溶解性，将其中的一种或几种组分从混合物中提取出来。
通常使用有机溶剂，溶剂选择需要根据组分的性质和溶解度来确定。
吸附是一种基于吸附剂对混合物中其中一种组分具有选择性吸附能力的原理进行分离的方法。
利用吸附剂对特定组分的亲和性，将其吸附在固体表面上，从而分离出纯净的组分。
结晶是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
将溶解性物质溶解在合适的溶剂中，然后通过恒温加热或冷却的方式使之结晶出来，从而分离出纯净的晶体。
离心是通过利用离心力将混合物中不同密度的组分分离开来的方法。
将混合物置于高速旋转的离心机中，利用离心力使组分沉淀或分散，然后再将其分离出来。
过滤是通过筛选方法将混合物中较大颗粒的固体分离出来的方法。
通过选用合适的过滤介质将混合物通过滤去，从而分离出较大颗粒的固体。
除了物理分离过程外，化工生产中还存在一种常见的化学分离过程，即化学反应。
化学反应是指在适当的条件下，将混合物中的不同组分通过化学变化转化为其他物质的过程。
化学分离过程通常需要借助催化剂和适当的反应条件来实现。
总之，化工分离过程是一项非常重要的工作，它能够将混合物中的各种组分分离出来，以获得纯净的产品。
物理分离过程包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、离心和过滤等方法，化学分离过程则通过化学反应来实现。
在实际应用中，需要选择合适的分离方法和条件，以满足不同的生产需求。
化工分离过程(第10讲)(3.3.1萃取精馏)
ln 1 2 S A21 x2 x1 x2 x2 2 x1 A12 A21
xS A1S AS 2 2 x1 AS1 A1S xS A2 S AS 2 C x2 x1
A12 , A21 A1S , AS 1 A2 S , AS 2
24
3.3.1.2 萃取精馏的原理和溶剂的选择
一. 溶剂的作用
（1）对原溶液1、2组分产生不同的作用，提高α12
体现：原溶液沸点差不大（ A12’ ≈0）非理想性不很强时， 若：A1S’>0; A2S’>0，有： A1S’- A2S’>0，加S后， α12/s/α12>1 （2）稀释原溶液 体现：原溶液沸点差大，非理想性很强时，α12 →1 加S后，浓度下降，而xS增加，由(3-23)： A12’(1-xS)(1-2x1’)值小，突出了PiS作用。
化工分离过程
Chemical Separation Processes
第三章 多组分多级分离过程 分析与简捷计算
特殊精馏
当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接 近 1 时，用普通精馏是无法实现分离或是经济上不 合理的。 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，使系统变得易于分离。 这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精 馏称为特殊精馏或称增强精馏。
3.3.1 萃取精馏 3.3.1.1 萃取精馏的流程 3.3.1.2 萃取精馏原理和溶剂的选择 3.3.1.3 萃取精馏过程分析 3.3.1.4 萃取精馏的计算 3.3.2 吸）过程
6
3.3.1 萃取精馏
萃取精馏是向原料液中加入第三组分(称为
萃取剂或溶剂),以改变原有组分间的相对挥发度而 达到分离要求的特殊精馏方法。 要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高 得多,且不与组分形成共沸液,容易回收。萃取精馏 常用于分离各组分挥发度差别很小（ ＜1.05）的 溶液。
化工分离过程(总复习)
蒸馏分离广泛应用于石油、化工、食品等领域，如石油工业中的原油分馏、酒精工业中的酒 精提纯等。
萃取分离
萃取分离是利用混合物中各组分在两 种不互溶溶剂中的溶解度不同，使其 中一种组分从一种溶剂转移到另一种 溶剂中，从而实现分离的方法。
萃取分离可以分为单级萃取、多级萃 取和逆流萃取等。单级萃取是将原料 液加入到有机溶剂中，经过充分混合 后进行分离；多级萃取是将单级萃取 的有机溶剂和原料液多次循环接触， 以提高萃取效果；逆流萃取则是采用 两股逆向流动的液体，使原料液和有 机溶剂在接触过程中不断更新，提高 传质效率。
萃取分离在化工、环保、食品等领域 有广泛应用，如工业废水处理中的重 金属离子去除、天然产物提取等。
再沸器
再沸器的作用是为蒸馏塔提供热源， 使液体混合物沸腾汽化。
萃取设备
混合澄清槽
混合澄清槽是实现液液萃取过程 的常用设备，通过搅拌使两种液 体充分混合，再通过沉降分离出
萃取相和萃余相。
离心萃取器
离心萃取器利用离心力的作用， 使两种液体在旋转中分离，实现
液液萃取。
萃取塔
萃取塔是实现连续液液萃取过程 的设备，通过填料或塔盘使两种 液体逆流接触，达到萃取的目的。
超滤膜组件
超滤膜组件是实现超滤分离过程的设备，通过半透膜使水 分子和部分溶质透过，而大分子溶质被截留，达到净化或 分离的目的。
纳滤膜组件
纳滤膜组件是实现纳滤分离过程的设备，通过半透膜使不 同分子量的溶质被截留，达到净化或分离的目的。
04
分离过程操作与控制
化工分离过程 总复习
则： Kizi 1 应该成立 ,如果
Kizi 1 说明TB<T.
再假设闪蒸温度就是进料的露点温度：
则： zi /Ki1应该成立 ,如果 zi /Ki1说明TD>T.
综合两种试算结果,只有TB<T< TD成立, 才能构成闪蒸问题.
16
一.二 单级平衡过程
闪蒸过程计算的基本关系：
物料平衡关系： FizLixViy FLV
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.
5
一.二 单级平衡过程
一、相平衡的定义和条件
相平衡时，各相的T、P，组分在各相的化学位相 同（相平衡的条件）。
i 1i2i3 ip
T T T
P P P
fˆi fˆi fˆi
6
一.二 单级平衡过程
Nm i,H K
di fi wi
27
一.三 多组分多级分离过程分析与简捷计算
四、实际回流比、理论板数和适宜进料位置的确定 由吉利兰图或由耳波和马多克斯关联图求N
求理论板数的查图方法、步骤、使用条件及注意 的问题.
适宜进料位置的确定方法. 五、简捷法[FUG]设计精馏塔的步骤
[一]根据工艺条件和经验数据确定对关键组分的分离要求；
29
一.三 多组分多级分离过程分析与简捷计算
[七]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；
[八]由全塔效率求操作回流比下的实际板数； [九]由热量衡算求冷凝器和再沸器的热负荷. 其中,[二]、[四]、[五]必须熟练掌握.
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一.三 多组分多级分离过程分析与简捷计算
一.三.三 萃取精馏和共沸精馏
石油化工行业学习资料——分离过程(基础)
石油化工行业学习资料——分离过程（基础）1、相平衡定义由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。
热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。
2、分离过程的特征分离某种混合物成为不同产品的过程，是个熵减小的过程，不能自发进行，因此需要外界对系统作功（或输入能量）方能进行。
分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度。
3、萃取精馏与共沸精馏的相同点和不同点是什么？（1）相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。
（2）不同点：①可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多，且萃取剂用量不像共沸剂受限制；②共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；③共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易，流程较简单，只用于连续操作；④同样压力下共沸精馏温度低，适于热敏性物料。
4、超临界萃取定义？超临界萃取是利用流体在临界点附近所具有的特殊溶解性能进行萃取的一种化工分离技术。
在超临界状态下，将超临界流体（SCF）与待萃取的物质接触，利用超临界流体的高渗透性、高扩散性和高溶解能力，对萃取物中的目标组分进行选择性提取，然后借助减压、升温的方法，使超临界流体变为普通气体，被萃取物质则基本或完全排出，从而达到分离提纯的目的。
超临界流体与萃出物的分离方法有3种：恒温加压溶质与气体分离、恒压升温溶质与气体分离、吸附分离（在分离器中加入吸附剂吸附不需要的溶质后，萃取物的目标产物与气体分离）。
超临界流体是温度及压力均处于临界点以上的流体。
5、超临界流体的特性？①处于临界点的状态可实现液态到气态的连续过度；②无论多大压力都不会使其液化；③具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。
影响萃取效率的因素除萃取物的特性外，主要决定于超临界流体的温度、压力及改性剂的种类和含量。
一般而言，增大压力可提高SCF的浓度，有利于萃取；升高温度可提高溶质的溶解度，有利于溶质的扩散。
化工分离过程重点
化工分离过程重点1、相平衡：指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的状态；从动力学看，相间表观传递速率为零。
2、区域熔炼：是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理，通过多次熔融和凝固，制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。
3、独立变量数：一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。
4、反渗透：是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。
5、相对挥发度：溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。
6、理论板：是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。
7、清晰分割：若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况为清晰分割。
8、全塔效率：完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。
默弗里板效率：实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。
9、泡点：在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时的温度。
露点：在一定压力下，混合气体开始冷凝，即开始出现第一个液滴时的温度。
10、设计变量：设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值，如进料流率，浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入（或输出）量、传热面大小以及理论塔板数等。
这些物理量都是互相关联、互相制约的，因此，设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称设计变量。
简答题：1、分离操作的重要意义答：分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或者催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另一方面对反应产物起着分离提纯的作用，已得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。
此外，分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。
2、精馏塔的分离顺序答：确定分离顺序的经验法：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；4）分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。
化工传质与分离过程
化工传质与分离过程化工传质与分离过程指的是在化工行业中，通过传质过程和分离过程实现物质的转移和分离操作。
传质过程是指物质在不同相（包括气相、液相和固相）之间的传递过程，分离过程则是将混合物中的不同组分进行分离的过程。
本文将对传质与分离过程的基本原理以及常用的传质与分离技术进行详细介绍。
一、传质过程传质过程主要包括质量传递和能量传递两个方面，其中质量传递是指物质在不同相之间的传递过程，能量传递是指通过传质过程实现能量的转移。
传质过程的基本原理为溶质在物理力场的作用下从高浓度处向低浓度处传递，经典的传质过程有扩散、对流和反应等。
1.扩散：扩散是指溶质由高浓度处向低浓度处自发传递的过程，其主要原理是在浓差梯度作用下，溶质由高浓度区域经过空间的携带和碰撞，向低浓度区域移动，直到达到平衡。
扩散过程可以分为分子扩散、界面扩散和体扩散等。
2.对流：对流是指溶质在流体介质中由于流场的存在而引起的传递过程。
对流传质主要分为强迫对流和自然对流两种类型。
强迫对流是通过外加的外力使得流体产生不均匀速度场，从而引起的传质；自然对流则是由于温度和密度的差异，引起流体的密度变化，进而形成流体的自然循环。
3.反应：反应传质是指传质过程中 beginspace 同时 Beginspace 进行化学反应的传质过程。
在反应传质过程中，溶质通过扩散或对流到达反应界面，参与反应之后再分散到溶液中。
传质过程的研究对于理解物质转移和分离过程的机理、改进传质分离过程的性能和优化操作条件具有重要的意义。
二、分离过程分离过程是指将混合物中的不同组分分离出来的操作过程，常用的分离技术有凝固、蒸馏、萃取、吸附和膜分离等。
以下将详细介绍其中的几种分离技术。
1.凝固：凝固是指物质由液体状态转变为固体状态的过程。
这种分离方法常用于分离固体颗粒和溶液之间的混合物，通过凝固可以将溶液中的固体颗粒分离出来。
2.蒸馏：蒸馏是一种利用物质的沸点差异进行分离的方法。
通过加热混合液体，使其中沸点较低的组分先从液体中蒸发出来，然后再冷凝成液体，从而实现分离不同沸点组分的目的。
化工分离工程_分离过程的分类和特征
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ；以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
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1.2.2 速率分离过程
膜分离 热扩散
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，利用各组分扩散速 率的差异实现组分的分离。
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环
例：废水
●进料提纯
例：氧化反应采用纯氧
●除去分离过程中加入的附加物质
例：共沸剂、萃取剂
●附加分离与再循环系统
例：分离废物中的有效物，循环使用
被溶解的组分与吸收剂中的活性组分发生反应 ，增加传质推动力。
化学萃取——化学反应与萃取相结合
溶质与萃取剂反应。如：络合反应；水解；聚合
反应（催化）精馏——化学反应与精馏相结合
例：酯化、皂化、酯交换、胺化、水解…
膜反应器——优良分离性能与催化反应相结合
例：利用多孔陶瓷膜催化反应器，进行丁烯脱氢 制丁二烯。丙烷脱氢制丙烯。
上述原因促使：
传统分离过程不断改进和发展 例：反应精馏；吸附；… 新分离方法不断出现和实现工业化应用 例：膜分离；热扩散；色层分离；…
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1.2 传质分离过程的分类和特征
一类：机械分离
特点：被分离物为非均相 简单的将混合物分开 如：过滤、沉降…
化工原 理内容
二类：传质分离 包含： 平衡分离过程；速率控制分离 特点：被分离物为均相
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1、相平衡：指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的状态；从动力学看，相间表观传递速率为零。
2、区域熔炼：是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理，通过多次熔融和凝固，制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。
3、独立变量数：一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。
4、反渗透：是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。
5、相对挥发度：溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。
6、理论板：是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。
7、清晰分割：若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况为清晰分割。
8、全塔效率：完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。
默弗里板效率：实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。
9、泡点：在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时的温度。
露点：在一定压力下，混合气体开始冷凝，即开始出现第一个液滴时的温度。
10、设计变量：设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值，如进料流率，浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入（或输出）量、传热面大小以及理论塔板数等。
这些物理量都是互相关联、互相制约的，因此，设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称设计变量。
简答题： 1、分离操作的重要意义答：分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或者催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另一方面对反应产物起着分离提纯的作用，已得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。
此外，分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。
2、精馏塔的分离顺序答：确定分离顺序的经验法：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分；2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近；4）分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后；5）进料中含量高的组分尽量提前分出。
3、精馏过程的不可逆答：精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起：1、通过一定浓度梯度的动量传递；2、通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合；3、通过一定温度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合。
4、填料塔的选择板式塔与填料塔的选择应从下述几方面考虑1）系统的物性：A当被处理的介质具有腐蚀性时，通常选用填料塔；B对于易发泡的物系，填料塔更适合；C对热敏性物质或真空下操作的物系宜采用填料塔；D进行高粘度物料的分离宜用填料塔；E 分离有明显吸热或放热效应的物系以采用板式塔为宜；2）塔的操作条件；3）塔的操作方式。
5、填料种类的选择：A填料的传质效率要高；B填料的通量要大，在同样的液体负荷条件下，填料的泛点气速要高；C具有同样的传质效能的填料层压降要低；D单位体积填料的表面积要大，传质的表面利用率要高；E填料应具有较大的操作弹性；F 填料的单位重量强度要高；G填料要便于塔的拆装、检修，并能重复利用。
（简述）6.进料板位置的选择：答：从上往下计算时，如果SjHKjLKRjHKjLKyyyy⎪⎪⎭⎫⎝⎛<⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++1,1,1,1,,式中下标R和S分别表示用精馏段和提馏段操作线计算的结果，则第j级不是进料级，继续做精馏段的逐级计算；如果SjHKjLKRjHKjLKyyyy⎪⎪⎭⎫⎝⎛>⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++1,1,1,1,,则第j级是进料级。
由精馏段操作线确定yi,j,再由平衡关系求出xi,j，而下一级的yi,j+1应由提馏段操作线计算；当从下往上逐级计算时，进料位置的确定方法是：如果SjHKjLKRjHKjLKxxxx⎪⎪⎭⎫⎝⎛<⎪⎪⎭⎫⎝⎛,,,,和SjHKjLKRjHKjLKxxxx⎪⎪⎭⎫⎝⎛>⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++1,1,1,1,则第j级是适宜进料位置，xi,j+1应换成平恒精馏段操作线计算。
第一章2、分离过程可以分为机械分离和传质分离两大类，传质分离又可分为平衡分离过程和速率分离过程。
3、分离媒介可以是能量媒介（ESA）或物质媒介（MSA）。
4、当分离组分间隔相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时，就要考虑萃取精馏。
5、如果由精馏塔顶引出的气体不能完全冷凝，可从塔顶加入吸收剂作为回流，这种单元操作叫做吸收蒸出（或精馏吸收）。
6、能形成最低共沸物的系统，采用一般精馏是不合适的，常常采用共沸精馏。
7、离子交换也是一种重要的单元操作，采用离子交换树脂，有选择性的除去某组分，而树脂本身能够再生。
第二章1、相平衡热力学是建立在化学位概念基础上的，lewis提出了等价于化学位的物理量——逸度。
3、Φi s为校正处于饱和蒸汽压下的蒸汽对理想气体的偏离，指数校正项也称普瓦廷因子，是校正压力偏离饱和蒸汽压的影响。
4、若按照所设温度T和求得∑K i X i>1，标明K i值偏大，所设温度偏高。
根据差值大小降低温度重算；若∑K i X i<1，则重设较高温度。
第三章 1、设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值，如进料流率、浓度、压力、温度、热负荷、机械功的输入量、传热面大小、理论塔板数等。
2、N v是描述系统的独立变量数，N c是约束关系数，设计变量数N i，则有N i=N v-N c。
3、约束关系式包括：1）、能量平衡式；2）、物料平衡式；3）、相平衡关系式；4)、化学平衡关系式；5)、内在关系式。
4、设计变量数N i可进一步区分为固定设计变量数N x e和可调设计变量数N a e。
5、不同装置的变量数尽管不同，其中固定设计变量的确定原则是共同的，只与进料物流数和系统内压力等级数有关。
6、轻关键组分：关键组分中相易挥发的那个组分；重关键组分：不易挥发的关键组分。
7、多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可归纳为：a、在多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极大值；b、非关键组分通常是非分配的，因此重组分仅出现在釜液中，轻组分仅出现在流出液中；c、重、轻非关键组分分别在进料板上下形成几乎恒浓的区域；d、全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓度，塔内各组分的浓度分布曲线在进料板是不连续的。
8、由于分离作用主要取决于液汽比L/V，流量相当大的变化对液汽比的影响不大，而对分离效果影响也小。
级间饿两流量越接近于相等，即操作越接近于全回流，则流量变化对分离的影响也越小。
10、在精馏塔中，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了热衡算的限制。
11、在两组分混合物精馏中，当平衡线无异常情况时，在最小回流比下，将在进料板上下出现恒浓区域或称夹点区。
12、逆行分馏效应：整个精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的较低值提到冷凝器中的较高值，但在某一区域随着蒸汽的逐渐上升此比值反而下降甚至有部分被抵消的效应。
13、推导恩特伍德公式的假设：1、塔内汽相和液相为恒摩尔流率；2、各组分的相对挥发度均为常数。
14.芬斯克方程的精确度明显取决于相对挥发度数据的可靠性；由芬斯克公式还可看出，最少理论板数与进料组成无关，只决定于分离要求。
15.适宜进料位置的确定原则是：在操作回流比下精馏段与提馏段理论板数之比，等于在全回流条件下用芬斯克公式分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。
16.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度近与1或形成共沸物的系统，应用一般的精馏方法分离这种系统或在经济上是不合理的，或在技术上是不可能的；这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏过程称为特殊精馏。
17.αs/α定义为溶剂的选择性，选择性是衡量溶剂效果的一个重要标志；对于一个具体的萃取精馏过程，溶剂对原溶液关键组分的相互作用和稀释作用是同时存在的，均应对相对挥发度的提高有贡献。
18.当形成溶液时仅有氢键生成则呈现负偏差，若仅有氢键断裂，则呈现正偏差.19.用常规的气液平衡测定方法筛选溶剂是昂贵的，因此常用气相色谱法快迅速测定方法关键组分在溶剂中无限稀释活度系数和选择性。
20.吸收操作可分为以下三种类型：（1）物理吸收；（2）带有可逆反应的吸收过程；（3）进行不可逆反应的吸收过程.21.吸收过程则是气相中某些组分溶到不挥发吸收剂中去的单向传质过程。
22.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小，易挥发组分即重组分主要是在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。
23.一般说来，吸收放热使液体温度升高，故相平衡常数增大，过程的推动力减小，另一方面，由于吸收放热，气体和液体之间产生温差，这就使得在相间传质的同时发生相间传热。
24.哈顿—富兰克林方程关联了吸收率、吸收因子和理论板数。
第四章 1.严格计算法的核心是联立求解物料衡算式、相平衡和热量衡算式；围绕平衡级j能写出组分物料衡算（M）,相平衡关系（E）、每相中各组分的摩尔分率加和式（H）共四组方程，简称MESH方程。
2、对窄沸程进料的分离塔，推荐使用泡点法（即BP法），对于宽沸程或溶解度有较大差别的进料，泡点法不易收敛，故使用流率加和法（SR法）。
3、适宜进料位置的近似确定方法是以轻、重关键组分的浓度之比作为精馏效果的准则；按清晰分割处理，对于只有轻非关键组分的物系，溜出液浓度可以估计的比较精确，应选择从塔顶开始逐级计算；反之，对于只有重非关键组分的物系，塔釜浓度可以估计得比较准确，逐级计算可从塔釜开始。
4、三对角线矩阵法以方程解离法为基础，将MESH 方程按类型分成三组，即修正的M—方程，S—方程和H—方程，然后分别求解。
5、在泡点法计算程序中，除用修正的M—方程计算液相组成外，在内层循环用S—方程计算级温度，而在外层循环中用H—方程迭代气相流率。
第五章 1.气液传质设备的处理能力的影响因素：液泛、雾沫夹带、压力降、停留时间。
3.塔板上液层愈厚，气泡愈分散，表面湍动程度愈高，点效率愈高。
4.在与板上液流总方向平行的和垂直的方向上都会发生液体混合现象，前者称为纵向混合，后者称为横向混合。
（名词解释）。
5.液相纵向不完全混合对板效率起明显的有利影响；不均流动，尤其是环流会产生不利影响；横向混合能消弱液相不均匀流动的不利影响；（判断题）。
第六章 1.实际过程所需的功一定大于可逆过程的值。
2.分离的最小功表示了分离过程耗能的最低限；最小分离功的大小标志着物质分离的难易程度。
3.对于与理想情况表现正偏差的溶液，过剩焓的变化是正的，即混合过程是吸热的。
4.把任何分离过程中系统有效能的改变与过程所消耗的净功之比，定义为分离过程的热力学效率。