化工分离第三章3

第三章 多组分精馏和特殊精馏3-7.(P163) 在一精馏塔中分离苯(B)，甲苯(T)，二甲苯(X)和异丙苯(C)四元混合物。

进料量200mol/h ，进料组成z B =0.2,z T =0.3,z X =0.1，z C =0.4 (mol)。

塔顶采用全凝器，饱和液体回流。

相对挥发度数据为：BT α=2.25，TT α=1.0，XT α=0.33，CT α=0.21。

规定异丙苯在釜液中的回收率为99.8%，甲苯在馏出液中的回收率为99.5%。

求最少理论板数和全回流操作下的组分分配。

解：根据题意顶甲苯(T)为轻关键组分，异丙苯(C)为重关键组分， 则苯(B)为轻组分，二甲苯(X)为中间组分。

以重关键组分计算相对挥发度。

71.1021.025.2==BC α762.421.00.1==TC α 5714.121.033.0==XC α 1=CC α由分离要求计算关键组分在塔顶釜的分配。

h kmol W C /84.79998.04.0200=⨯⨯=hkmol D C /16.084.795.0200=-⨯=h kmol D T /7.59995.03.0200=⨯⨯= h kmol W T /3.07.593.0200=-⨯=所以37.7762.4lg 3.084.7916.07.59lg[lg ]lg[=⨯=⋅=TCTCCTm W W D D N α 由HH NmiH i i W D W D ⋅=α与ii i W D F +=求出非关键组分的分布苯： 437.7108.784.7916.071.10⨯=⨯=B B W D ∴B W =0，B D =200⨯0.2=40Kmol/h二甲苯：056.084.7916.05714.137.7=⨯=X X W D ，X D +X W =200⨯0.1=20求得X D =1.06，X W =18.94，。

第三章 非均相物系的分离第一节 概 述一、 化工生产中常遇到的混合物可分为两大类：第一类是均相物系—如混合气体、溶液，特征：物系内各处性质相同，无分界面。

须用吸收、蒸馏等方法分离。

第二类是非均相体系— 1．液态非均相物系固体颗粒与液体构成的悬浮液； 不互溶液体构成的乳浊液；2．气态非均相物系固体颗粒（或液体雾滴）与气体构成的含尘气体（或含雾气体）； 气泡与液体所组成的泡沫液等。

特征：物系内有相间的界面，界面两侧的物性截然不同。

（1）分散相：往往是液滴、雾滴、气泡，固体颗粒，µm 。

（2）连续相：连续相若为气体，则为气相非均相物系。

连续相若为液体，则为液相非均相物系。

二、 非均相物系分离的目的：1）净制参与工艺过程的原料气或原料液。

2）回收母液中的固体成品或半成品。

3）分离生产中的废气和废液中所含的有害物质。

4）回收烟道气中的固体燃料及回收反应气中的固体触媒等。

总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件，保护环境，节约能源及提高经济效益。

常用分离方法：1）重力沉降：微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。

2）离心分离：利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。

亦称离心沉降。

此法适用于较细的微粒悬浮体系。

3）过滤：使悬浮体系通过过滤介质，将微粒截留在过滤介质上而获得分离。

4）湿法净制：使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。

5）电除尘：使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。

本章主要讨论：利用机械方法分离非均相物系，按其涉及的流动方式不同，可大致分为沉降和过滤两种操作方式。

三、 颗粒和流体相对运动时所受到的阻力 流体以一定的速度绕过静止颗粒时或者固体颗粒在静止流体中移动时 流体对颗粒的作用力——ye 力F d22u AF d ρξ= [N]式中，A —颗粒在运动方向上的投影，πd p 2u —相对运动速度ξ—阻力系数， ξ=Φ（Re ）=Φ（d p u ρ/μ）层流区：Re <2， ξ=24/Re ──Stokes 区过渡区：Re=2—500， Re 10=ξ ──Allen 区 湍流区：Re=500--2⨯105， ξ≌0.44 ──Newton 区第二节 重力沉降一、球形颗粒的自由沉降自由沉降──对于单一颗粒在流体中的沉降或者颗粒群充分地分散、颗粒间互不影响，不致引起相互碰撞的沉降过程。

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。