化工分离工程重点
化工分离工程 重点
精馏是借助多级平衡手段提高产品（液体混合物）纯度的一种蒸馏操作。
精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异，通过逐级平衡实现组分分离。
普通精馏不适合于以下状况的物料：1、相对挥发度接近1的组分；2、待分离组分间形成恒沸物；3、待分离组分是热敏物质；4、待分离组分是难挥发组分，且含量低。
理论板符合以下三条假设：1）进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质，使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡；2）在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀，板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同；3）该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离，不存在夹带、泄漏。
相平衡常数K组分i 的相平衡常数定义为：Wilson 方程特点：1、仅需用二元参数即能预计多元系的活度系数；2、适用范围广，对极性互溶系统有较高的正确度；3、活度系数方程包括了温度影响。
缺点：不能预计液液平衡时的活度系数。
NRTL 方程特点：1、适用于汽液平衡（VLE ），也适用于液液平衡（LLE ）；2、需要有关二元系的三个模型参数才能预测多元相平衡；3汽液平衡的预测精度比威尔逊差，含水系统预计精度甚好。
UNIQUAC 方程 特点：具有NRTL 的优点，适用于分子大小相差悬殊的混合物。
关键组分：进料中按分离要求选取的两个组分（大多是挥发度相邻的两个组分），它们对物系的分离起着控制作用，且它们塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的，因而在设计计算中起着决定性作用。
挥发度大的为轻关键组分，挥发度小的称重关键组分。
芬斯克方程：用于计算全回流操作时，达到规定分离要求所需要的最少理论板数Nm 。
恩德吾特方程：用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。
吉利兰关联式：常用的特殊精馏① 萃取精馏：添加萃取剂改变体系中各组分的汽液平衡关系。
② 恒沸精馏：添加物与分离组分形成恒沸物改变汽液平衡关系。
③反应精馏：添加物与体系中的某组分反应生成新物质，从而改变原分离体系的汽液平衡关系。
分离工程知识点总结
分离工程知识点总结一、分离工程概述1.1 分离工程的定义分离工程是指利用特定的设备和工艺将混合物中的不同组分分离出来，以实现材料的纯化、浓缩或者提取等目的的工程过程。
分离工程广泛应用于化工、制药、食品等行业中，是一项重要的工业过程。
1.2 分离工程的分类根据不同的分离原理和分离过程，分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离包括过滤、离心、蒸馏、结晶等；化学分离包括萃取、吸附、电泳、凝聚等。
1.3 分离工程的应用分离工程在化工生产中扮演着重要的角色，比如原料的提取、产品的纯化、废水的处理等都离不开分离工程。
此外，分离工程也被广泛应用于制药、食品、环保等领域。
二、分离工程的原理与设备2.1 过滤过滤是利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来的物理分离方法。
常见的过滤设备包括板框压滤机、真空过滤机、滤筒式过滤器等。
2.2 离心离心是利用离心力将混合物中的不同密度的组分分离出来的物理分离方法。
离心设备有离心机、离心沉降机等。
2.3 蒸馏蒸馏是利用液体的沸点差异将混合物中的不同组分分离的方法。
蒸馏设备包括塔式蒸馏装置、蒸馏锅、蒸馏塔等。
2.4 结晶结晶是利用物质溶解度的差异将混合物中的组分分离的物理分离方法。
结晶设备包括结晶器、结晶槽等。
2.5 萃取萃取是利用溶解度的差异将混合物中的组分分离的化学分离方法。
萃取设备包括萃取塔、萃取槽等。
2.6 吸附吸附是利用吸附剂将混合物中的组分吸附的化学分离方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
2.7 电泳电泳是利用电场作用将混合物中的带电粒子分离的化学分离方法。
2.8 凝聚凝聚是利用沉淀剂将混合物中的悬浮物分离出来的方法。
三、分离工程的工艺流程3.1 分离工程的基本流程分离工程的基本流程包括进料、分离、收集和处理废物四个步骤。
进料是将混合物送入分离设备，分离是利用特定的原理将混合物中的组分分离，收集是将分离出来的组分进行收集，处理废物是处理分离工程产生的废弃物。
化工原理分离工程知识点
化工原理分离工程知识点化工原理分离工程是化学工程中的一个重要分支，涉及到物质的分离、提纯和纯化等工艺。
分离工程的目的是通过物理或化学手段，将混合物中的不同成分分开，以满足产品质量要求，并实现资源的合理利用。
下面将介绍一些关于化工原理分离工程的知识点。
1.分离工程的分类：-相平衡分离工程：利用物理性质（如沸点、溶解度等）不同的物质在相平衡时的差异进行分离，包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
-膜分离工程：利用半透膜对混合物进行分离，包括逆渗透、超滤、气体渗透等。
-色谱分离工程：利用分子在固定相上的吸附与解吸作用的不同，进行分离，包括气相色谱、液相色谱等。
-离子交换分离工程：利用离子交换剂对混合物中的离子进行选择性吸附和解吸，包括离子交换层析、电渗析等。
-超临界流体分离工程：利用超临界流体对混合物进行溶解和脱溶，包括超临界流体萃取、疏水液相色谱等。
2.蒸馏：-原理：利用混合物中组分的不同沸点差异，将其在不同温度下从液相转变为蒸汽相，再通过冷凝收集纯净的成分。
-分类：常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、萃取蒸馏等。
-应用：石油分馏、酒精提纯、药物合成等。
-原理：利用两个不相溶液体相之间的互溶性差异，将所需组分从一个相转移到另一个相中，实现分离和纯化。
-分类：液液萃取、固液萃取、溶剂萃取等。
-应用：食用油提取、天然产物提纯、有机物合成等。
4.结晶：-原理：利用溶液中物质浓度的变化，在适当的条件下使溶质以晶体形式析出，实现分离和纯化。
-分类：汽提结晶、真空结晶、冷结晶等。
-应用：糖类、盐类、有机物的制备和纯化等。
5.吸附：-原理：利用固体表面对一些组分的选择性吸附作用，实现分离和纯化。
-分类：气相吸附、液相吸附、离子交换等。
-应用：含油气分离、环保废气处理、污水处理等。
6.膜分离：-原理：利用半透膜对混合物进行分离，使其中的一些组分通过膜而其他组分被截留。
-分类：逆渗透、超滤、气体渗透等。
-应用：海水淡化、废水处理、气体分离等。
华东理工大学《化工分离工程》教学大纲
华东理工大学《化工分离工程》教学大纲教学重点与难点1. 绪论讲解分离过程的特征，区分分离因子和固有分离因子，讲解用其判断一个分离过程分离的难易程度。
讲解平衡分离的的原理和处理的手段。
本章重点：掌握分离过程的特征，分离因子和固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。
本章难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易程度，分离因子与板效率之间的关系。
2. 单级平衡过程熟练掌握多组分非理想体系平衡常数计算方法；重点讲解汽液相平衡关系常用的两种形式；会用相平衡常数和相对挥发度表示相平衡关系；至少会一种求算活度系数和逸度系数；泡点和露点计算要教会学生会查阅P-T-K 列线图，求算烃类物质的K值，讲解例题2-3；2-4 说明泡、露点的计算方法；了解平衡常数与组成有关的泡、露点计算。
本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子。
多组分物系的泡点方程、露点方程；计算方法。
等温闪蒸过程和部分冷凝过程。
闪蒸方程；闪蒸过程的计算。
本章难点：多组分非理想体系平衡常数计算。
多组分物系的泡点温度和泡点压力、露点温度和露点压力的计算。
等温闪蒸过程和部分冷凝过程的计算。
3. 多组分多级分离过程分析与简捷计算掌握多组分或复杂物系设计变量的确定方法，多组分精馏、共沸和萃取精馏、吸收和蒸出等过程的基本原理、流程及其简捷计算方法，以及塔内的流率、浓度和温度分布特点，熟练掌握多组分多级分离工程的简捷计算方法。
通过例3-2 说明关键组分等概念和总结清晰分割的两种计算方法；会推导芬思克公式，了解不清晰分割物料衡算的计算思路。
熟悉简捷法求算精馏过程理论板数的步骤。
从萃取剂作用说明其如何改变关键组分间的相对挥发度，推导萃取剂的选择性的计算公式，总结其在萃取剂选择中所其的作用；了解图解法求算萃取精馏过程理论板数的过程。
从共沸剂作用说明其如何改变关键组分间的相对挥发度，会用三角相图计算共沸剂的用量。
与精馏过程比较说明精馏为双向传质过程而吸收为单向传质过程，推导平均吸收因子法的公式，通过例3-8 说明多组分吸收简捷计算的方法，蒸出因子的公式与吸收过程一起学习。
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。
《分离工程》知识点笔记
《分离工程》知识点笔记第一章：分离工程概论1.1 分离过程的重要性在化学工业中，分离技术扮演着至关重要的角色。
从原油提炼到制药生产，从食品加工到废水处理，几乎所有的化工过程中都离不开有效的分离操作。
通过这些操作，可以将原料中的有用成分与不需要的杂质分开，或是根据产品的不同规格要求进行提纯。
因此，掌握先进的分离技术对于提高产品质量、降低能耗以及减少环境污染具有重要意义。
1.2 常见的分离技术简介分离方法依据其物理或化学性质的不同而异，主要包括但不限于以下几种：•蒸馏：利用组分沸点差异实现液体混合物的分离。
•吸收：一种或多种气体被溶解于液体溶剂中以达到净化目的。
•萃取：借助另一种液体（萃取剂）选择性地提取原溶液中的某一成分。
•吸附：固体表面吸引并保持流体分子的能力，广泛应用于空气净化及水处理领域。
•结晶：通过控制温度等条件使溶液中的溶质形成晶体沉淀出来。
•膜分离：依靠半透膜的选择透过性对物料进行浓缩和净化。
•干燥：去除物料中水分或其他挥发性物质的过程。
•沉降与过滤：基于颗粒大小差异来分离悬浮体系的方法。
1.3 分离过程的选择标准选择合适的分离方法时需考虑多个因素，包括但不限于：•经济成本：设备投资费用、运行维护开支及能源消耗水平。
•环境影响：是否会产生有害废弃物？如何妥善处置？•效率高低：目标产物回收率、纯度指标能否满足需求？•安全性考量：操作过程中是否存在安全隐患？应急措施是否到位？此外，还需结合具体应用场景综合分析，比如对于热敏性材料，则应避免采用高温加热方式；当面对易燃易爆物质时，则要特别注意防火防爆设计。
第二章：相平衡基础2.1 相律及其应用相律是描述系统处于平衡状态时各相之间关系的基本法则之一，由吉布斯提出。
其数学表达式为：F = C - P + 2，其中F表示自由度数，C代表独立组分数目，P指相数。
该定律揭示了给定条件下能够独立改变变量的数量上限，有助于指导实验设计与数据分析工作。
例如，在一个二元液液系统里，若已知总压强恒定不变，则只需调整温度即可观察两相间组成变化情况。
化工分离工程
根据分子间作用力不同,汽相可分为以下三类 (1) 理想气体的混合物 此时，P-V-T关系服从理想气体定律
ˆV p fi i
ˆV 1 fi
（2-24）
pi Pyi
二、汽液平衡的分类与计算
⑴ 汽液平衡的分类
2.2 相 平 衡 关 系 的 计 算
(2) 实际气体的理想溶液（实际气体的理想 混合物）
x g x ( 2 11) gi i i i
二、相平衡常数和分离因子 yi 定义：K i xi
精馏、吸收：称汽液相平衡常数
液液萃取：液液相平衡常数（或分配系数）
Ki xi ij — i对j的相对挥发度 K j yj xj （或分离因子）
yi
三、用 Ki ,ij 表示平衡关系
ˆV f V fi i
ˆ V f V y f V Py fi i i i i
(3) 实际气体
（2-25）
Hale Waihona Puke 二、汽液平衡的分类与计算⑴汽液平衡的分类 与此类似，液相也可分为理想溶液和实际 溶液（与实际气体对应）两类，但不存在理 想气体那样的溶液。 对理想溶液 g i 1 则： ˆ L f 0 x p 0f 0 x （2-26） fi i i i i i 三类不同汽相和两类不同液相可以组合成 以下五类汽-液平衡系统,它们的平衡常数计 算如下：
fiL
fiV
Vi L ( P pi0 ) g i pi0fi0 化简得： K i exp V fi P RT
即
Ki g i fi
L
f (T , P , xi )
V i
二、汽液平衡的分类与计算
化工分离工程要点
化工分离工程要点1、纯液体的逸度等于该物质的饱和蒸汽压。
2、由亨利定律*A P Ex =可知，在一定的气相平衡分压下，E 值小，液相中溶质的摩尔分数大，即溶质的溶解度大。
故易溶气体的E 值小，难溶气体的E 值大。
亨利定律不适用化学吸收的相平衡。
3、1，2|3，4，5，6其中1、4、5、6只在塔釜或塔顶出现的组分，称非分布组分，其中1为轻组分，4、5、6为重组分；2、3在塔釜和塔顶均出现的组分，称分布组分，其中2为轻关键组分，3为重关键组分。
4、化学吸收增强因子的定义：在推动力相同时，化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数用符号β表示：'1DD DE β=>斜率斜率。
5、吸收精馏萃取的原理：①吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同，而达到分离目的传质过程。
②精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异，通过逐级平衡实现组分分离。
③萃取是利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程。
6、如果水在膜表面水化层的厚度为d ，那么它的反渗透膜的临界孔径为2d 。
7、电渗析中，阳膜带负电荷，阴膜带正电荷。
与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象称反粒子迁移。
8、pH>等电点，蛋白质带负电，需要加入阳离子表面活性剂。
9、理论板的特点：进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质，离开该板的气液两相物流间达到相平衡；在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀，板上各点的气相浓度和液相浓度各自相同；该板上充分接触后的气液两相实现完全机械分离，不存在夹带、泄漏。
10、普通精馏不适用于以下状况的物料：①待分离组分间的相对挥发度接近1。
②待分离组分形成恒沸物。
③待分离组分是热敏物质。
④待回收的物质是难挥发组分且含量低。
11、威尔逊方程的缺点：只适用于气液两相平衡，不能预计液液平衡时的活度系数。
12、维里方程只适用于中低压范围，原因是略去了维里方程中第3、4、5等高次项。
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指利用物质在不同条件下的物理或化学特性差异，将混合物中所需组分转移到其他相或纯化的工艺过程。
在化工生产中，分离工程广泛应用于原料提纯、混合物分离、产物纯化等过程中。
以下是化工分离工程的一些重要知识点：1.操作变量和过程控制：分离过程中的操作变量包括温度、压力、流速、液位等，这些变量的调节对分离效果有重要影响。
合理地控制这些变量可以提高分离效率和产品质量。
2.物理分离过程：物理分离过程是利用物质的物理性质差异进行的分离，常见的物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等。
蒸馏是将混合物中易汽化的组分在恒定温度下蒸发和冷凝的过程，常用于液体混合物的分离。
萃取是将混合物中的其中一种组分用溶剂提取分离出来的过程，常用于有机物的提取纯化。
吸附是利用吸附剂对混合物中的其中一种组分吸附分离的过程，常用于气体混合物的分离。
膜分离是通过半透膜对混合物进行分离的过程，常用于液体和气体的分离。
3.化学分离过程：化学分离过程是利用物质的化学性质差异进行的分离，常见的化学分离方法包括晶体化、结晶、萃取等。
晶体化是将溶液中其中一种组分结晶出来的过程，常用于溶液中固体颗粒的分离。
结晶是将溶液中其中一种溶质通过结晶再溶解的过程，常用于固体的纯化。
萃取是利用溶剂间的亲溶性差异将混合物中的其中一种组分从液相转移到溶剂相的过程，常用于有机物的提取分离。
4.质量传递与传质机理：分离过程中的质量传递包括传质、传热和传质传热等。
在气液分离过程中，气体的质量传递主要由气体的扩散控制；在液液分离过程中，液滴的分离与质量传递过程密切相关。
在传质的过程中，传质机理包括对流传质、扩散传质、吸附分离等。
5.设备与操作方式：常用的分离设备包括蒸馏塔、萃取塔、吸附塔、结晶器等。
不同的操作方式也会影响分离效率和产品质量，例如间歇操作、连续操作和半连续操作等。
6.分离流程优化与节能减排：分离工程的目标是实现高效、低能耗的分离过程。
化工分离工程01[1]
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精选课件
11
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行； 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，即：
G总＝势能项＋熵项＝µi＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能 ） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
精选课件
12
1.1分离过程在工业生产中的地位和 作用
精选课件
10
Ti4+留在水相
Ti4+的亲水作用势能驱使Ti4+留在水相； Ti4+的浓度差产生的化学势驱使Ti4+均匀分布在整个空间； Ti4+的亲水作用势能远大于浓度差化学势，所以，Ti4+留在水相
Fe3+进入乙醚相
Fe3+的浓度差产生的化学势驱使Fe3+均匀分布在整个空间； [(C2H5)2OH]+[FeCl4]的亲溶剂（疏水）势能驱使Fe3+进入乙醚相 ； 亲溶剂势能远大于浓度差化学势，所以，Fe3+进入乙醚相
精选课件
8
实例3：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
抽调隔板后Fe3+和Ti4+将自发混合均匀，这是因为： 体系中除浓度（活度）差外不存在其他势场。 浓度差对化学势的贡献属熵的贡献， 熵增势能驱使Fe3+和Ti4+在整个体系范围内从有序向无序变化。
萃取：5、6
化工分离工程知识汇总
F ′(v ) = − ∑
[1 + v(k i − 1)]
Z i (k i − 1)
2 2
v k +1
F (v ) = vk − F ′(v)
2. 名词解释
①关键组分： 关键组分： 在设计或操作控制中，有一定分离要求， 在设计或操作控制中，有一定分离要求， 且在塔顶、 且在塔顶、塔釜都有一定数量的组分称为关 键组分。 键组分。 轻关键组分，指在塔釜 塔釜液中该组分的浓度 轻关键组分，指在塔釜液中该组分的浓度 有严格限制，并在进料液中比该组分轻 有严格限制，并在进料液中比该组分轻的组 分及该组分的绝大部分应从塔顶 塔顶采出 分及该组分的绝大部分应从塔顶采出 重关键组分， 重关键组分， 塔顶 重 塔釜
3、计算公式
F = V + L, FZ i = Vy i + Lx i
相平衡关系式：
y i = k i xi
k i = f (T , P)
∑ x i = 1, ∑ y i = 1 Zi Zi xi = = (1 − e)k i + e vk i + (1 − v)
ki Z i ki Z i yi = = (1 − e)k i + e 1 + v( k i − 1)
p ≈ 1 ，主体流动的影响可略去。 pBm
等分子反向扩散（精馏）单向扩散(吸收） 等分子反向扩散（精馏）单向扩散(吸收）
双膜论
惠特曼要点： 1、气液相界面两侧各存在一层静止的或作层 、 流流动的气膜和液膜 • 2、传质阻力集中于该两测的液膜和气膜 、 • 3、界面无阻力 、
1 1 1 = + K x mk y kx
★对原溶液1、2组分产生不同的作用，提高 α 12
化工分离工程知识汇总
化工分离工程知识汇总化工分离工程是化学工程领域中的一个重要分支，其主要目的是通过物理或化学方法将混合物中的组成分离出来，从而获得纯净的产品或者将有害物质去除。
本文将从分离方法、设备、操作技术等方面对化工分离工程的知识进行汇总。
一、分离方法常见的化工分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、离子交换等。
蒸馏是利用不同物质的沸点差异将混合物中的不同组分分离出来的方法。
它分为常压蒸馏、减压蒸馏和气体液体平衡蒸馏等。
萃取是利用溶剂选择亲和性不同的物质将其从混合物中提取出来的方法。
吸附是利用固体吸附材料选择性吸附混合物中的一些成份的方法。
结晶是通过溶解、结晶和分离过程将溶液中的物质从混合物中分离出来的方法。
离子交换是利用固体材料上的活性基团与混合液中的离子发生交换反应，实现离子的分离的方法。
二、分离设备常见的化工分离设备包括蒸馏塔、吸附塔、萃取塔、结晶器等。
蒸馏塔是进行蒸馏过程的关键设备，其结构和工作原理根据分离目标的不同而异。
吸附塔是用于吸附分离的设备，通常包括填料塔和板塔两种类型。
萃取塔主要用于液液萃取过程，其中常用的设备有萃取塔、倾斜板塔和浮球塔等。
结晶器是用于结晶分离的设备，常见的有搅拌式结晶器和冷却结晶器。
三、操作技术化工分离工程中的操作技术包括物料平衡、热平衡、动力学分析和能耗分析等。
物料平衡是指在分离过程中对物料流量、物料浓度等的平衡计算和控制。
热平衡是指在蒸馏、萃取等过程中对热量的平衡计算和控制。
动力学分析是指对分离过程中反应速率和平衡的研究和分析。
能耗分析是对分离过程中能量转化和损失情况进行评估和分析，以寻找能耗较低的操作条件和改进措施。
四、应用领域化工分离工程在许多化学工业中都有广泛的应用。
例如，在石油化工行业中，蒸馏塔和吸附塔常被用于石油精制和气体分离过程中；在化学制药行业中，结晶器常被用于药物的提纯和分离；在环保领域中，离子交换器常被用于水处理和污水处理过程中的离子去除和分离等。
总结起来，化工分离工程是化学工程中的重要分支，通过不同的分离方法和设备，实现将混合物中的组成分离出来的目的。
分离工程各章知识点总结
分离工程各章知识点总结分离工程是指对混合物中不同组分进行分离和提纯的工艺过程。
在化工生产中，分离工程是非常重要的一部分，它涉及到原料的提取、产品的纯化、废物的处理等诸多方面。
分离工程的核心是通过不同的分离方法，将混合物中的各种组分分离出来，以获得纯度较高的单一物质。
分离工程主要包括以下几个方面：1、分离原理：分离工程的基础是分离原理，它包括各种分离方法的基本原理，如溶剂抽提、蒸馏、结晶、萃取、吸附、色谱等。
2、分离设备：分离工程中常用的设备包括离心机、蒸馏塔、萃取塔、结晶器、过滤器、冷凝器等。
3、分离过程：分离过程包括前处理、分离操作、后处理等环节，其中前处理包括混合物的预处理和预分离，分离操作包括各种分离方法的应用，后处理包括得到的产品的进一步提纯和废物的处理。
在分离工程中，要充分考虑原料的性质、产品的要求、成本的限制等因素，综合考虑各种因素，选择合适的分离方法和设备，设计出合理的分离工艺流程。
第二章：溶剂抽提溶剂抽提是一种常用的分离方法，它适用于多种情况下，如萃取有机物质、提取植物精华、分离金属离子等。
溶剂抽提的基本原理是通过合适的溶剂，溶解目标组分，并将其与底物分离。
在实际操作中，通常是将混合物和溶剂加热混合，再通过过滤或离心等操作将底物和溶液分离开来，接着通过蒸馏等方法将溶剂去除，得到目标组分。
溶剂抽提的优点包括操作简单、效率高、选择的溶剂可以回收利用等。
但也有其缺点，如溶剂的选择和回收比较麻烦，产生的有机废物处理也相对复杂。
第三章：蒸馏蒸馏是一种基本的分离方法，适用于分离挥发性组分的情况。
它的基本原理是利用不同组分的沸点差异，通过加热混合物，使其中某些组分蒸发，再通过冷凝，将蒸气凝结收集下来，从而实现不同组分的分离。
蒸馏可以分为简单蒸馏、分馏、连续蒸馏等多种类型，根据实际需要选择合适的蒸馏方法。
蒸馏的优点包括分离效果好、操作相对简单、适用范围广等。
但它也有缺点，如耗能大、设备成本高、不适用于非挥发性组分的分离等。
化工分离工程知识点
1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？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。
Ki=yi/xi2.简述分离过程的特征？什么是分离因子，叙述分离因子的特征和用途。
答：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。
定义式：i j ij i jy y x x α=3.请推导活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式。
汽液相平衡关系：L i V i f f ˆˆ= 汽相：P y f i V i V i φˆˆ= 液相：OL ii i L i f x f γ=ˆ 相平衡常数：P f x y K V iOLi i i i i φγˆ==4.请写出活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式，并指出关系式中各个物理量的含义5.什么是设计变量，如何通过各单元设计变量确定装置的设计变量。
在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。
① 在装置中某一单元以串联的形式被重复使用，则用r N 以区别于一个这种单元于其他种单元的联结情况，每一个重复单元增加一个变量。
② 各个单元是依靠单元之间的物流而联结成一个装置，因此必须从总变量中减去那些多余的相互关联的物流变量数，或者是每一单元间物流附加（C+2）个等式。
6. 什么叫清晰分割法，什么叫非清晰分割法？什么是分配组分与非分配组分？非关键组分是否就一定是非分配组分？答：清晰分割法指的是多组分精馏中馏出液中除了重关键组分(HK)之外，没有其它重组分；釜液中除了轻关键组分(LK)之外，没有其它轻组分。
非清晰分割表明各组分在顶釜均可能存在。
在顶釜同时出现的组分为分配组分；只在顶或釜出现的组分为非分配组分。
一般情况下，LK 、HK 和中间组分为分配组分；非关键组分可以是分配组分，也可以是非分配组分，所以非关键组分不一定是非分配组分。
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。
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6、对流传质与对流传热有何异同？ 同：传质机理类似；传递的数学模型类似；数学模型的求解方法和求解结果类似。 异：系数差异：传质：分子运动；传热：能量过去 7、提出对流传质模型的意义是：对流传质模型的建立，不仅使对流传质系数的确定得以简 化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作条件，并对设备的强化、新型 高效设备的开发等作出指导。 8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩 散系数有何关系，其模型参数是什么？
溶质渗透模型 要点：①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相出于湍流状 态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前，液体 单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开始后，相界面处立即达到与气相平衡状态。 ②随着接触时间的延长，溶质 A 通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。液体单元 在界面处暴露的时间是有限的，经过时间θc 后，旧的液体单元即被新的液体单元所置换而 回到液相主体中去。在液体单元深处，仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交 换，每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系：kcm=2[D/(πθc)]1/2 对流传质 系数可通过分子扩散系数 D 和暴露时间 θc 计算。模型参数：暴露时间。
答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是由物料衡算求
得的，与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。 12.传质单元高度和传质单元数有何物理意义？ 答：传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。吸收过程 的传质阻力越大，填料层有效比面积越小，则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。
化工分离工程分章重点
化工分离工程第一章 化工分离工程概述分离过程的分类：机械分离、传质分离传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，工业上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分离过程。
平衡分离过程是借助分离媒介（如热量、溶剂或吸附剂）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离。
分离媒介可以是能量媒介（ESA ）或物质媒介（MSA ），有时也可两种同时应用。
蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、离子交换、吸附、干燥、浸取、泡沫吸附速率分离过程是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
气体扩散、热扩散、电渗析、电泳、反渗透、超过滤 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度，其定义为2211//j i j i s ijx x x x =α分离方法的选择可行性、分离过程类别的选择、产品的价格、产品的热敏性、物质与分子的性质、经济性、安全与环保、经验分离过程类别的选择▪ 分子特性：分子重量、V an der Waals 体积、Van der Waals 面积、 偶极矩、极化度、双电常数、电荷、旋转半径▪ 热力学与传递性质：蒸气压、溶解度、吸附活性、扩散特性第二章 精馏蒸馏（Distillation ）：借助液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作方法。
简单蒸馏（simple distillation)：混合液受热部分汽化，产生的蒸汽进入冷凝器种冷凝，分批收集不同组成的馏出液产品。
平衡蒸馏（equilibrium distillation)：釜内液体混合物被部分汽化，使气相与液相处于平衡状态，然后将气相与液相分开，是一种单级蒸馏操作。
精馏 （rectification)：液体混合物多次进行部分冷凝或部分汽化后，最终可以在气相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。
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化工分离工程复习题第一章1、求解分子传质问题的基本方法是什么？1）分子运动理论2）速率表示方法（绝对、平均）3）通量2、漂流因子与主体流动有何关系？p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。
因p>p BM，所以漂流因数p/p BM>1，这表明由于有主体流动而使物质 A 的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。
3、气体扩散系数与哪些因素有关？一般来说，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。
对于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力的函数。
4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？测定二元气体扩散系数的方法有许多种，常用的方法有蒸发管法，双容积法，液滴蒸发法等。
液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
6、对流传质与对流传热有何异同？同：传质机理类似；传递的数学模型类似；数学模型的求解方法和求解结果类似。
异：系数差异：传质：分子运动；传热：能量过去7、提出对流传质模型的意义是：对流传质模型的建立，不仅使对流传质系数的确定得以简化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作条件，并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。
8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么？停滞膜模型要点：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A 经过两膜层的传质方式为分子扩散。
②在气液相界面处，气液两相出于平衡状态。
③在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。
关系：液膜对流传质系数k°G=D/（RTz G）, 气膜对流传质系数k° L=D/z L对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。
模型参数：组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数，组分 A 通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。
溶质渗透模型要点：①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相出于湍流状态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。
在气液未接触前，液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开始后，相界面处立即达到与气相平衡状态。
②随着接触时间的延长，溶质A 通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。
液体单元在界面处暴露的时间是有限的，经过时间θc 后，旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。
在液体单元深处，仍保持原来的主体浓度不变。
④液体单元不断进行交换，每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。
关系：k cm=2[D/( πθc)] 1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θ c 计算。
模型参数：暴露时间。
表面更新模型要点：溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。
界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄，界面上各种不同年龄的液体单元都存在。
不论界面上液体单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。
单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率，用符号S表示。
关系：k cm=(DS) 1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算。
模型参数：表面更新率。
9、对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情况如何？对流传质系数的分析解法和类比解法，仅适用于一些较为简单的传质问题；由于传质设备的结构各式各样，传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善，所以目前设计上还要靠经验方法，即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。
10、雷诺类比有何意义？雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理，但根据边界层理论，在湍流边界层中，紧贴壁面总有一层流内层存在，在层流内层进行分子传递，只有在湍流中心才进行涡流传递，故雷诺类比有一定的局限性。
第二章1、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。
2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，当总压不很高时。
3、传质推动力的表达方式：气相组成差：△y=y-y e，液相组成差：△ x=x e-x 。
气相分压差：△p=p-p e以液相组成差：△ c=c e-c 。
4、相平衡关系在吸收过程中的作用：可以判断传质进行的方向，确定传质推动力的大小，指明传质过程所能达到的极限。
5、如何判断吸收过程是属于哪种过程控制对于易溶气体，H 值很大，1/Hk L<<1/k G，此时传质总阻力的绝大部分存在于气膜之中，吸收的总推动力主要用来克服气膜阻力，这种情况称为气膜控制。
对于难容气体，H 值很小，H/ k G<<1/k L，此时传质阻力的绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，吸收总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力，这种情况称为液膜控制。
6、总吸收速率方程与膜吸收速率方程的不同：总吸收速率方程多了一个有效比表面积a7、亨利系数很大的条件是：温度升高，难溶气体的亨利系数大。
8、吸收剂萃取剂各为最小用量的多少倍吸收剂萃取剂用量都为最小用量的1.1~2.0 倍。
9. 质速度为气膜控制或液膜控制时为易溶还是难溶物质？答：气膜控制为易溶物质，液膜控制为难溶物质。
10. 气体吸收时，操作线斜率代表什么意义？答：操作线斜率L/V 称为液气比，它是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。
它反映单位气体处理量的溶剂消耗量的大小。
11. 气体吸收时，操作线如何获得？答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是由物料衡算求得的，与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。
12. 传质单元高度和传质单元数有何物理意义？答：传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。
吸收过程的传质阻力越大，填料层有效比面积越小，则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。
传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。
生产任务所要求的气体组成变化越大，吸收过程的平均推动力越小，则意味着过程的难度越大，此时所需的传质单元数也就越大。
13. 气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处？答：体积吸收系数K Ya 是有效比表面积和吸收系数的乘积；体积吸收系数是表示填料层传质特性的动力学参数；体积吸收系数的物理意义：在推动力为一个单位的情况下，单位时间，单位体积，填料层内所吸收溶质的量。
14. 脱吸因数和吸收因数有何物理意义？\* MERGEFORMAT 称 为脱吸因数，是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量\* MERGEFORMA,即T 脱吸因素 S 的倒数，称为吸收因数，它是操作线斜率与平衡线斜率的比值，量纲为一。
15. 吸收塔计算中的理论级表示何种含义？答：设填料层由 N 级组成，吸收剂从塔顶进入第Ｉ级，逐级向下流动， 最后从塔底第 N 级流 出；原料气则从塔底进入第 N 级，逐级向上流动，最后从塔顶第Ｉ级排出。
在每一级上，气 液两相密切接触， 溶质组分由气相向液相转移。
若离开某一级时， 气液两相的组成达到平衡， 则称该级为一个理论级，或称为一层理论板。
16. 填料层的等板高度表示何种含义？答：等板高度 HETP 是指分离效果与一个理论级 （或一层理论板） 的作用相当的填料层高度， 又称当量高度。
等板高度与分离物系的物性、操作条件及填料的结构参数有关。
17. 多组分吸收非关键组分操作线斜率与关键组分操作线斜率区别如何？答：斜率：轻组分 ＞关键组分 ＞重组分18. 常用解吸方法有哪些？答：（ 1）气提解吸（ 以空气、氮气、二氧化碳作载气，又称为惰性气体气提 以水蒸气 作载气，同时又兼作加热热源的解吸常称为汽提 以吸收剂蒸汽作为载气的解吸。
）（ 2） 减压解吸（ 3）加热解吸（ 4）加热—减压解吸。
19. 选择吸收剂有哪些基本原则？答：（1）溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大， 这样可以提高吸收速率并减少吸收剂的耗用量。
（ 2）选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力， 而对混合气体 中的其他组分无吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。
（3）挥发度 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低， 因为吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和，吸收剂的挥发度越高，其损失量便越大。
（4）黏度 吸收剂在操作温度下的黏度越低，其在塔内的流动性越好，这有助于传质速率和传热速率的提高。
（5）所选用的吸收剂还应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、 价廉易得以及化学性质稳定等要求。
20. 什么情况下选择化学吸收？ 答：①净化或精制气体②制取某种气体的液态产品③分离混合气体以回收所需组分④工业废 气的治理。
答：纲为第三章1. 多组分精馏如何计算泡点、露点？（1）泡点及平衡气相组成的计算因y1+y2+ ⋯⋯+yn=1，将其带入ki=yi/xi 可得\* MERGEFORMAT。
要应用试差法，即先假设泡点，根据已知的压力和所设的温度，求出所设的温度，求出平衡常数，再核对\* MERGEFORMAT是否等于1。
若是，则所设的泡点正确，否则应另设温度，重复上面的计算，直至* MERGEFORM≈AT1 为止，此时的温度和气相温度即为所求。
（2）露点和平衡液相组成的计算因x1+x2+ ⋯⋯+xn=1 将其带入ki=yi/xi 可得\* MERGEFORMAT应用试差法，也可用相对挥发度法。
2. 多组分精馏如何确定关键组分？在待分离的多组分溶液中，选取工艺中最关心的两个组分，规定它们在塔顶和塔底产品中的组成或回收率，那么在一定的分离条件下，所需的理论板层数和其他组分的组成也随之而定。
由于所选定的两个组分对多组分溶液的分离起控制作用，故称它们为关键组分，其中挥发度高的那个组分称为轻关键组分，挥发度低的称为重关键组分。
3. 何为清晰分割，何为非清晰分割？清晰分割：若两关键组分的相对挥发度相差较大，且两者为相邻组分，此时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔底产品中，比轻关键组分还轻的组分全部在塔顶产品中，这种情况称为清晰分割。
非清晰分割：若两关键组分不是相邻组分，则塔顶和塔底产品中必有中间组分；或者，若进料中关键组分的相对挥发度与关键组分的相差不大，则塔顶产品中就含有比重关键组分还重的组分，塔底产品中就会含有比轻关键组分还轻的组分。
上述两种情况称为非清晰分割。
4. 多组分精馏如何确定最小回流比？\* MERGEFORMAT \*恩德伍德公式：MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT 先用试差法求出θ，再求出Rmin5. 多组分精馏如何进行进料板位置确定计算？仿照两组分精馏计算中所采用的方法; 若为泡点进料，则用经验公式计算：\* MERGEFORMAT2 ]第四章1、塔板有哪些主要类型？塔板可分为：降液管式塔板和无降液管式塔板降液管式塔板：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、喷射型塔板（舌型塔板、浮舌塔板、斜孔塔板）2、板式塔的流体力学性能包括哪些方面？⑴塔板上气液两相的接触状态1）鼓泡接触状态2）蜂窝状接触状态3）泡沫接触状态4）喷射接触状态⑵气体通过塔板的压降⑶塔板上的液面落差3、异常操作现象，是如何形成的？塔板的异常操作现象包括漏液、液泛和液沫夹带。