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第三章多组分精馏⼀、填空题1、仅在塔顶或塔釜出现的组分为（）。
2、在多组分精馏过程中，全回流时所需理论板数（），在最⼩回流⽐下所需理论板数（）。
3、萃取精馏塔在萃取剂加⼊⼝以上需设（）。
4、恒沸精馏过程恒沸剂的加⼊不仅影响原溶液组分( )，同时与原溶液中的⼀个或⼏个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（）出来。
5、关键组分中，挥发度⼤的组分为（）；挥发度⼩的组分为（）。
6、清晰分隔法的假设为（），（）。
7、在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和（），与进料组成（）。
8、萃取精馏是指原溶液加⼊新组分后不形成共沸物且S 沸点（），从（）采出。
9、多组分精馏中，关键组分是指（）的组分。
10、常⽤吸附剂有（），（），（），（）。
⼆、单项选择题1、多组分精馏中，若轻重组分均为⾮分配组分，则恒浓区出现在：( )(A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处(C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处2、对⼆元均相共沸物，s i P 相差增⼤，最低共沸物向哪个区移动：( )(A) ⾼沸点组分多浓度区 (B) 低沸点组分多浓度区(C) ⾼沸点组分低浓度区 (D) 低沸点组分低浓度区3、在均相恒沸物条件下，活度系数和压⼒关系为：( ) (A) 1221γγ=s s p p (B) 2121γγ=s s p p (C) 1221γγ≥s s p p (D) 2 121γγ≤s s p p4、多组分精馏中，若轻重组分均为分配组分，则恒浓区出现在:( )(A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处(C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处5、萃取精馏塔内⽓液相流率的分布规律为:( )(A) 从上到下⽓液相流率逐渐增⼤，液相流率远⼤于⽓相流率(B) 从上到下⽓液相流率逐渐减⼩，液相流率远⼤于⽓相流率(C) 从上到下液相流率增⼤，⽓相流率减⼩，液相流率⼩于⽓相流率(D) 不确定6、下列不属于以压⼒差为推动⼒的膜分离技术为:( )(A) 微滤 (B) 超滤 (C) 反渗透 (D) 渗析7、液相进料的萃取精馏过程，应该从何处加萃取剂：( )(A) 精馏段 (B) 提馏段 (C) 精馏段和进料处 (D) 提馏段和进料板8、当萃取塔塔顶产品不合格时，可采⽤下列⽅法来调节：( )(A) 加⼤回流⽐ (B) 加⼤萃取剂⽤量(C) 增加进料量 (D) 减⼩萃取剂⽤量9. 吉利兰关联图，关联了四个物理量之间的关系，下列哪个不是其中之⼀:( )(A) 最少理论板书 (B) 最⼩回流⽐(C) 压⼒ (D) 理论板书三、简答题1、试分析多组分精馏在最⼩回流情况下，恒浓区出现的位置。
第三章 多组分精馏在化工原理课程中，对双组分精馏和单组分吸收等简单传质过程进行过较详尽的讨论。
然而，在化工生产实际中，遇到更多的是含有较多组分或复杂物系的分离与提纯问题。
在设计多组分多级分离问题时，必须用联立或迭代法严格地解数目较多的方程，这就是说必须规定足够多的设计变量，使得未知变量的数目正好等于独立方程数，因此在各种设计的分离过程中，首先就涉及过程条件或独立变量的规定问题。
多组分多级分离问题，由于组分数增多而增加了过程的复杂性。
解这类问题，严格的该用精确的计算机算法，但简捷计算常用于过程设计的初始阶段，是对操作进行粗略分析的常用算法。
§3-1分离系统的变量分析设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值，但设计的第一步还不是选择变量的具体数值，而是要知道在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。
一、设计变量1.设计变量⎩⎨⎧-=：可调设计变量固定设计变量a x c v i N N N N N :v N ：描述系统所需的独立变量总数。
c N ：各独立变量之间可以列出的方程式数和给定的条件，为约束关系数。
要确定i N ，需正确确定v N 和c N ，一般采用郭慕孙发表在AIchE J （美国化学工程师学会），1956（2）：240-248的方法，该法的特点是简单、方便，不易出错，因而一直沿用至今。
郭氏法的基本原则是将一个装置分解为若干进行简单过程的单元，由每一单元的独立变量数e v N 和约束数e c N 求出每一单元的设计变量数e i N ，然后再由单元的设计变量数计算出装置的设计变量数E i N 。
在设计变量i N 中，又被分为固定设计变量x N 和可调设计变量a N ，x N 是指确定进料物流的那些变量（进料组成和流量）以及系统的压力，这些变量常常是由单元在整个装置中的地位，或装置在整个流程中的地位所决定，也就是说，实际上不要由设计者来指定，而a N 才是真正要由设计者来确定的，因此郭氏法的目的是确定正确的a N 值。
化工原理多组分精馏简介多组分精馏是一种常见的化工分离技术，广泛应用于石油、化工、药品等行业中。
本文将介绍多组分精馏的基本原理、设备和操作、影响因素，以及应用案例等内容。
基本原理多组分精馏是通过不同组分的挥发性差异实现分离的一种方法。
在一个精馏塔中，原料液体进入塔顶，经过加热后蒸发，蒸汽上升并与冷却剂进行接触，冷却后变为液体，得到精馏液。
根据不同的沸点，各组分在塔内得到部分蒸发和凝结，最后在塔顶和塔底得到不同组分的纯化产品。
设备和操作多组分精馏通常由以下设备组成：1.精馏塔：用于将混合物分离成多个组分的关键设备。
塔内通常有填料或板式反应器，以增加传质效果。
2.热交换器：用于加热和冷却原料和冷却剂。
3.冷凝器：用于将蒸汽冷却成液体，以获取精馏液。
4.回流器：用于控制精馏液的回流或提供塔顶的回流液。
在操作多组分精馏塔时，需要注意以下几点：1.控制塔顶温度：通过调节加热和冷却剂的流量，控制塔顶温度，确保所需组分能够得到纯化。
2.控制回流比：回流比是回流液与塔顶出口流量的比值。
通过调节回流比，可以改变塔内的传质效果，影响分离效果。
3.利用塔内温度梯度：塔内温度从塔底到塔顶逐渐增加，利用温度差异来实现组分的分离。
影响因素多组分精馏的效果受到多个因素的影响，以下是几个重要的影响因素：1.组分挥发性差异：组分之间的沸点差异越大，精馏效果越好。
2.塔设计：塔的高度、填料或板式的选择，对传质效果和分离效果有直接影响。
3.温度梯度：塔内温度梯度越大，分离效果越好。
4.回流比：适当的回流比可以改善传质效果，提高精馏效果。
5.操作参数：加热剂和冷却剂的流量、操作压力等参数的调节，会直接影响精馏过程的效果。
应用案例多组分精馏在化工领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例：1.石油炼油：通过多组分精馏，将原油中的各种烃类分离出来，得到汽油、柴油、煤油等产品。
2.药品制造：制药工业中，多组分精馏被用于纯化药物原料，去除杂质，提高药品的纯度和品质。
普通多组分精馏的原理普通多组分精馏是一种常用的物理分离技术，用于将多种组分按照其沸点的差异进行分离和纯化。
其基本原理是利用不同组分的沸点差异，通过加热液体混合物，使其中一个或多个组分蒸发，然后再将蒸汽冷凝，得到纯净的组分。
普通多组分精馏过程中涉及到一系列的操作和装置，其中最基本的装置是精馏塔。
精馏塔通常由一个高度较高的塔筒和一系列水平安装的塔板组成，塔板上设有大量密布的塔板孔和下料孔。
液体混合物通过上部喷淋塔板进入塔筒内，然后在塔板孔的作用下形成多个液滴。
从塔顶向下流动的反流液体与从塔底向上流动的精馏液体相接触，通过蒸汽-液体平衡，发生质量传递和传热过程。
在普通多组分精馏中，通常会选择一种组分作为轻组分，其沸点较低，而将其他组分作为重组分，其沸点较高。
加热后，轻组分蒸发，并被吸附到塔顶的冷凝器中，冷凝成液体，被称为顶产品。
剩余的液体在精馏塔内逐渐升温，重组分逐渐蒸发，与轻组分的冷凝液发生交替相接触，通过多次汽液平衡，使得各组分逐渐富集。
普通多组分精馏的效率受到一系列因素的影响。
首先是加热方式，通常可以选择直接加热或间接加热。
直接加热是通过将加热介质直接接触到精馏塔内，实现对液体的加热，优点是传热效率高，但缺点是介质可能会与组分发生反应。
间接加热是通过介质流经换热器，间接传递热量给液体，优点是可控性好，但传热效率较低。
其次是塔板设计和操作参数的选择。
塔板设计要考虑到液滴的传递和分离，以及液体和气体的接触效率。
操作参数包括物料负荷、回流比、塔板孔的尺寸等，这些参数对精馏的效率和分离效果有着重要影响。
最后是冷凝器的设计。
冷凝器通过将蒸汽冷却并凝结，改变气体和液体之间的相态，从而实现组分的分离。
冷凝器的设计应考虑到冷却介质的选择、冷凝速率以及顶部温度等因素。
普通多组分精馏是一种常见的分离技术，在石油化工、化学工程等领域具有广泛应用。
根据不同的需求，可以选择不同的操作策略和装置设计，以实现高效的分离和纯化。
化工原理多组分精馏多组分精馏是指在一个系统中同时存在具有不同挥发性的多个组分，通过精馏过程将这些组分分离出来。
这种精馏过程主要应用于化工工业中，其中最常见的就是原油的精馏。
原油是一种复杂的多组分混合物，其中包括烷烃、烯烃、芳烃等多种组分，它们具有不同的挥发性和沸点。
通过多组分精馏可以将原油中的不同组分分离出来，获取高纯度的单一组分或者组分的混合物。
多组分精馏的基本原理是利用组分之间的沸点差异来实现分离。
在一个精馏塔中，通过加热并提供充足的汽化热量，将原油中的各种组分分别汽化成蒸汽。
然后，将蒸汽冷凝成液体，通过不同位置的收集器收集不同组分的液体。
多组分精馏的关键是精馏塔的设计和操作。
一般而言，精馏塔分为顶部回流装置和底部放流装置。
顶部回流装置可以将部分液体回流到塔顶，提供充足的冷却和平衡，使塔内的温度和组分浓度分布达到稳定状态。
底部放流装置用于获取精馏产物，可以根据需要进行连续放流或间歇放流。
在精馏过程中，通过适当调节顶部回流比例、塔内温度和压力等操作参数，可以实现对不同组分的分离。
具体来说，高沸点组分会在上部冷凝器中快速冷凝成为液体，回流到塔顶，而低沸点组分则主要通过中部冷凝器冷凝，并作为精馏产物从塔底放流。
多组分精馏的效果受到多个因素的影响，包括塔板数目、温度和压力梯度、顶部回流比例等。
通常情况下，增加塔板数目可以提高分离效果，但同时也会增加塔设备的复杂性和能耗。
温度和压力梯度可以通过在塔内设置冷凝器和加热器来实现，不同的温度和压力梯度可以提高对不同组分的分离效果。
顶部回流比例的调节可以通过改变塔顶放流的液体量来实现，适当增加回流比例可以提高精馏塔的分离效果。
总之，多组分精馏是一种常用的分离技术，可以将具有不同挥发性的组分分离出来。
通过合理的设计和操作，可以实现高效的分离效果，对于化工工业中的原油精馏等过程具有重要意义。
多组分共沸混合物精馏工艺流程的研究1、萃取精馏的原理在基本有机化工生产中，经常会遇到组分的相对挥发度比较接近，组分之间也存在形成共沸物的可能性。
若采用普通精馏的方法进行分离，将很困难，或者不可能。
对于这类物系，可以采用特殊精馏方法，向被分离物系中加入第三种组分，改变被分离组分的活度系数，增加组分之间的相对挥发度，达到分离的目的。
如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物，溶剂与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出，塔底得到重组分，这种操作称为共沸精馏；如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物，其沸点又较任一组分的沸点高，溶剂与重组分将随釜液离开精馏塔，塔顶得到轻组分，这种操作称为萃取精馏。
2、溶剂甄选原理由于萃取精馏混合物多为强非理想性的系统，所以工业生产中选择适宜溶剂时主要应考虑以下几点：（1）选择性：溶剂的加人必须使待拆分组分的相对溶解度提高明显，即为建议溶剂具备较低的选择性，以提升溶剂的利用率；2）溶解性：要求溶剂与原有组分间有较大的相互溶解度，以防止液体在塔内产生分层现象，但具有高选择性的溶剂往往伴有不互溶性或较低的溶解性，因此需要通过权衡选取合适的溶剂，使其既具有较好的选择性，又具有较高的溶解性；（3）沸点：溶剂的沸点应当低于原进料混合物的沸点，以避免构成溶剂与组分的共沸物。
但也无法过低，以防止导致溶剂回收塔釜梅过低。
目前提炼减压蒸馏溶剂甄选的方法存有实验法、数据库查阅法、经验值方法、计算机辅助分子设计法用实验法甄选溶剂就是目前应用领域最广泛的方法，可以获得较好的结果，但是实验花费很大，实验周期较长。
实验法存有轻易法、沸点仪法、色谱法、气论调等。
实际应用领域过程中往往须要几种方法融合采用，以延长吻合目标溶剂的时间。
溶剂甄选的通常过程为：经验分析、理论指导与计算机辅助设计、实验检验等。
若文献资料和数据不全系列，则只有实行最基本的实验方法，或者实行极具应用领域前景的计算机优化方法以谋求最佳溶剂。
第三章 多组分精馏在化工原理课程中，对双组分精馏和单组分吸收等简单传质过程进行过较详尽的讨论。
然而，在化工生产实际中，遇到更多的是含有较多组分或复杂物系的分离与提纯问题。
在设计多组分多级分离问题时，必须用联立或迭代法严格地解数目较多的方程，这就是说必须规定足够多的设计变量，使得未知变量的数目正好等于独立方程数，因此在各种设计的分离过程中，首先就涉及过程条件或独立变量的规定问题。
多组分多级分离问题，由于组分数增多而增加了过程的复杂性。
解这类问题，严格的该用精确的计算机算法，但简捷计算常用于过程设计的初始阶段，是对操作进行粗略分析的常用算法。
§3-1分离系统的变量分析设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值，但设计的第一步还不是选择变量的具体数值，而是要知道在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。
一、设计变量1.设计变量⎩⎨⎧-=：可调设计变量固定设计变量a x c v i N N N N N :v N ：描述系统所需的独立变量总数。
c N ：各独立变量之间可以列出的方程式数和给定的条件，为约束关系数。
要确定i N ，需正确确定v N 和c N ，一般采用郭慕孙发表在AIchE J （美国化学工程师学会），1956（2）：240-248的方法，该法的特点是简单、方便，不易出错，因而一直沿用至今。
郭氏法的基本原则是将一个装置分解为若干进行简单过程的单元，由每一单元的独立变量数e v N 和约束数e c N 求出每一单元的设计变量数e i N ，然后再由单元的设计变量数计算出装置的设计变量数E i N 。
在设计变量i N 中，又被分为固定设计变量x N 和可调设计变量a N ，x N 是指确定进料物流的那些变量（进料组成和流量）以及系统的压力，这些变量常常是由单元在整个装置中的地位，或装置在整个流程中的地位所决定，也就是说，实际上不要由设计者来指定，而a N 才是真正要由设计者来确定的，因此郭氏法的目的是确定正确的a N 值。
3.2 多组分精馏基本要求：掌握多组分精馏与双组分精馏的异同，多组分精馏的简捷算法；了解多组分复杂精馏和多组分精馏的精确算法及AspenPlus 软件。
重 点：多组分精馏简捷算法。
难 点：多组分精馏精确计算。
3.2.1 多组分精馏过程分析精馏是化工生产中广泛应用的单元操作之一。
它利用液体混合物中各组分挥发度的差异使其得到分离。
在《化工原理》课程中对双组分液态混合物的精馏进行了讨论，但是在实际出产中所遇到的待进行精馏分离的液态混合物往往为多组分。
【实例】聚苯乙烯原料――苯乙烯的精制聚合反应一般要求单体的纯度很高，这里要求苯乙烯含量大于98％。
苯乙烯的制备过程：先由乙烯与苯反应生成乙苯，再由乙苯脱氢得到苯乙烯：CH 2=CH2 + CH 2－CH 3(乙苯)－H 2CH 2－CH 3CH ＝CH 2（苯乙烯）在粗产品中，除主要含有苯乙烯外，还有苯、甲苯、乙苯和焦油等组分，不能满足聚合反应对单体的纯度要求，所以要对多组分的粗苯乙烯进行精馏分离。
因此，研究多组分精馏更具有实际意义。
多组分精馏就是本节要讨论的内容，是本课程的重点之一。
双组分精馏我们已经比较熟悉，为了研究多组分的精馏，我们先比较一下多组分精馏与双组分精馏的异同，以便我们对多组分精馏有个基本的认识。
一. 多组分精馏与双组分精馏的异同 （一）相同点（两者的共性）两者均为精馏，因此有许多共同点。
1.分离依据相同——各组分挥发度的差异（沸点的差异、饱和蒸汽压的差异） 只有混合物中各组分的挥发度（沸点）不同才能通过精馏来分离。
易挥发（沸点低）的组分在塔顶馏出液中含量较高，难挥发（沸点高）的组分在塔釜液中含量较高。
2. 分离原理相同——多次部分汽化、多次部分冷凝使汽相中轻组分浓度不断提高、重组分浓度不断降低，液相中重组分浓度不断提高、轻组分浓度不断降低，从而使轻重组分分离。
2. 设备的基本组成相同——由塔体、再沸器、冷凝器等三个基本部件组成。
4. 计算的理论依据相同——三大平衡（物料衡算、相平衡和热量平衡） （二）不同点（多组分精馏的特性）多组分精馏由于组分增多，因而具有一些与双组分精馏的不同之处。
