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。

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
S
j
HK
j
LK
R
j
HK
j
LK
y
y
y
y
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
<
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
+
+
+
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S
j
HK
j
LK
R
j
HK
j
LK
y
y
y
y
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
>
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
+
+
+
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S
j
HK
j
LK
R
j
HK
j
LK
x
x
x
x
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
<
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
,
,
,
,
和S
j
HK
j
LK
R
j
HK
j
LK
x
x
x
x
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
>
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
+
+
+
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。

6.常用的热泵流程有以下三种：1、用外部制冷剂的热泵；2、压缩塔顶蒸汽的热泵；3、用再沸器液体闪蒸的热泵。