分离工程

分离过程是混合过程的逆过程，因此需加入分离剂来达到分离目的. 分离过程分为机械分离和传质分离两大类.

分离剂可以使能量或物质,有时也可以两种都应用.

衡量分离过程的难易程度用分离因子表示,处于相平衡状态的分离程度为固有分离因子(理想分离因子).

分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度,其定义式为…

固有分离因子是根据相对挥发度来计算的,它与实际分离因子的差别用级效率来表示.

传质分离过程分为平衡分离和速率分离.速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种推动力(压差,浓度差,电位差)作用下经过某种介质时的传质速率(透过率,迁移率,扩散速率)差异而实现分离的.

分离过程是一个熵减少的过程,速率分离可分为膜分离和场分离两大类. 机械分离过程的分离对象是两相以上的混合物,通过简单的分相就可以分离,而相间并无物质传递发生.这类过程有过滤,沉降,离心分离,旋风分离,和静电除尘.

当分离因子αi,j=1时，表示组分i和j之间并没有分离.当αi,j>1,组分i 富集于1相,而组分j富集于2相.当αi,j<1,组分i富集于2相,组分j富集于1相.

分离因子与固有分离因子的关系是αsi,j>αi,j

分离过程:分离工程是将以混合物转变为组分互不相同的两种或几种产品的操作.分离过程的特点:分离某种混合物成为不同产品的过程,是个熵减少的过程,不能自法进行,因此需要外界对系统做功(或输入能量和加入物质)方能进行.分离过程可以分为几类:1气液传质过程,如吸收.2汽液传质过程,如液体的精馏和蒸馏;3液液传质过程,如萃取;4,液固分离过程,如结晶,浸取;5气固传质过程,如固体干燥,吸附.

分离因子:表示任一分离过程所达到的分离程度,因为分离装置的目的是为了生产不同的产品,故以产品组分之间的关系来定义.αi,j为固有分离因子，也称相对挥发度，它不受分离设备的影响.将实际分离设备所能达到的分离因子与理想分离因子的差别用级效率来表示.

常用的汽液相平衡的基本关系式为PφiV yi=PφiLxi和PφiV yi=fiLγiLxi

相对挥发度的定义是两组分的相平衡常数之比.

相平衡条件是汽液两相中温度压力相等,且每一组分的化学位相等.

完全理想系的相平衡关系是Pyi=Pi0xi.

泡点温度:一定压力下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化产生第一个汽泡时的温度.

泡点压力:是指在一定温度下降低系统压力,当液体混合物开始汽化产生气泡时的压力.用于泡点计算的调整公式为……若初始温度所求得∑kixi>1,说明ki值越大，表明所设温度高于泡点温度.若初设压力所求得的∑kixi>1,说明ki值偏大,表明所设压力低于泡点压力.

若初设温度所求得的∑yi/ki>1,说明ki值偏小，表明所设温度低于泡点温度.

若初设压力P求得的∑yi/ki>1,说明ki值偏小,表明所设压力高于泡点压力.

单级分离是指两相经一次紧密接触达到平衡状态后随即引离得过程,由于平衡两相的组分不同,因而可起到一个平衡级的分离作用.

闪蒸按照体系与环境有无热量交换分为等温闪蒸和绝热闪蒸.

若组分为zi的物系，∑kizi<1,时其相态为过冷液体.在进行闪蒸计算时,徐判断混合物在指定温度作用下是否处于两相态区.

平衡常数计算ki=pi0,的成立条件是气相是理想气体,液相是理想溶液. 气液相平衡k值越大,说明该组分越易挥发.当气相为理想气体混合物,液相为非理想溶液时,其气液相平衡关系为Pyi=γPixi.系统温度大于露点时,体系处于过热汽相.

当物系处于泡露点之间时,体系处于气液两相.进行等温闪蒸时,对满足(∑kizi>1,∑zi/ki>1,)条件时系统处于两相区.

在一定温度下和压力下，由物料组成计算出的∑kixi-1>0,且∑zi/ki-1<0,该进料状态为过热汽相.

纯组分的蒸发不是闪蒸过程,闪蒸过程有部分冷凝,部分汽化,气焓截流等.

泡点温度(压力)是在恒温(压)下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化出现第一个气泡时的温度(压力),简称泡点.

露点压力(温度)是在恒压(温)下加热液体混合物,当气体混合物开始冷凝出现第一液滴时的压力(温度),简称露点.

判断一个化工设备中的物料所处的状态.首先通过分析确定该化工设备中的物料组成zi,然后测定其温度和压力,根据Ki=f(TD)计算后,对进料作如下检验:∑kizi=1,T=Tb,进料处于泡点.

>1,T>Tb,可能为气液两相区.<1,T1,TTb,进料为过热蒸汽.

只有∑kizi>1,和∑zi/ki>1,时,混合物处于汽液两相区.

多相分精馏中,关键组分是指有设计者指定浓度或提高分离要求的组分. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为分配组分.分配组分是指在溜出液和釜液均出现的组分;非分配组分是指仅在溜出液或釜液出现的组分.

清晰分割是指溜出液中除了重关键组分外,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.

非清晰分割法假设各组分在塔内的分布在全回流时分布一致.

特殊精馏是既加入能量分割剂,又加入物质分离剂的精馏过程.如加入的新组分和被分离系统的一个或几个组分形成最低恒沸物从塔顶蒸出,这种特殊精馏叫恒沸精馏,加入的恒沸剂为新组分.

恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时,恒沸剂从塔釜出来.

最低恒沸物压力降低使恒沸组成中汽化潜热小的组分增加.恒沸剂的沸点应比原溶液沸点相差10’C以上.

在一定温度和组成下,AB混合物形成最低沸点,恒沸物的条件为(p>Pa0>Pb0)

由耳波和马多克恩关联图求理论级数时，要求进料状态必须是泡点进料.

均相恒沸物在低压下其活度系数之比Y1,Y2应等于(P20)与（P10）之比. 若加入的新组分不与原系统中任一组分形成恒沸物,而其沸点又较原系统任一组分高.从釜液离开精馏塔.这类特殊精馏叫萃取精馏,所加入的新组分叫作萃取剂.

A,B两组分的相对挥发度αab越小，AB两组分越难分离.

吉利兰关联图,关联了四个物理量之间的关系,最小理论级数,最小回流比,理论级数.

简捷法的描述,1,计算简便,2可为精确计算提供初值.3所需物性数据少. 多组分精馏中,回流比小于最小回流比时无论多少理论级都不能满足分离要求.

全回流操作不能用于正常生产稳定过程.

当精馏塔在全回流操作时,所需理论板数最少,不进料,不出产品.有关理论板数Nm，Nm与进料组成和进料状态均无关.

用芬斯克公式求全塔理论板数时,式中相对挥发度应为全塔相对挥发度的平均值.

全回流操作时,精馏塔进料F=0,馏出液D=0和釜液W=0的流率.

如果二元物系,A12>0,A21>0,则此二元物系所形成的溶液一定是正偏差溶液.

如果二元物系有最低恒沸物存在,则此二元物系所形成的溶液一定是正偏差溶液.

对于气体为理想气体,液体为非理想溶液的二元物系,形成恒沸物需满足条件….

对一个恒沸精馏过程,从塔内分出的最低温度的恒沸物,则有较纯组分的