2015分离工程精馏复习
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《分离工程》复习题
一、填空题
1、蒸馏是分离混合物的方法,分离的基本依据是。
2、精馏塔操作中,组分i和j的相对挥发度越大,i和j越分离。
3、精馏塔操作中,随着压力的升高,相对挥发度将。
精馏塔设计中,描述理论板和实际板之间差异的参数是。
4、吸收是利用来分离气体混合物的操作。
对吸收过程而言,在吸收塔中,用液体吸收气体的操作叫,在再生塔中,被溶解的气体从溶液中释放出来称为。
5、物质可以通过、和三种不同的机理自发地进行传递。
6、三元液液体系相图通常用和表示,其中三个顶点分别表示、和。
7、为了分析和比较实际分离过程的能量利用情况,广泛采用效率来衡量有效能的利用率。
8、精馏塔设计和操作过程中,通常取回流比为R= R min。
9、溶液的表面张力与和有关。
二、简答题
1、写出精馏塔中理论板符合的假设。
2、萃取精馏中,溶剂选择的依据是什么。
3、惠特曼提出的双膜理论基于哪些假设?
4、简述分离过程中节约能耗可以采取的措施。
三、计算题
将含苯58.65%(摩尔)、甲苯30.0%和二甲苯11.35%的料液于常压下分离为两股产物,塔顶产物含苯99.5%和甲苯0.5%,塔底产物含苯0.5%、甲苯72%和二甲苯27.5%,试求分离最小功,设料液和产物均处于环境温度298K,并均可当作理想溶液。
《分离工程》复习题库一、填空题1.分离作用是由于加入___而引起的,因为分离过程是___的逆过程。
2.分离过程是___的逆过程,因此需加入___来达到分离目的。
3.分离过程中按有无物质传递现象发生来划分,分离过程可分为___和___。
4.精馏塔计算中每块板由于___改变而引起的温度变化,可用___确定。
5.若分离过程使组分i及j之间并没有被分离,则有___。
6.多组分精馏根据指定涉及变量不同可分为___型计算和___型计算。
7.平衡分离的基础是利用两相平衡___的原理,常采用___作为处理手段,并把其它影响归纳于—中。
8.速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种—作用下经过某种介质时___差异而实现分离的。
9.气液相平衡是处理___过程的基础。
相平衡的条件是气液两相中温度压力相等,每一组分的___。
10.对单相物流的独立变量数为___,对相物流的独立变量数为___。
11.完全理想系的相平衡关系为___。
12.根据泡点露点的概念,精馏塔塔顶温度即为对应塔顶汽相组的___,塔釜温度即为对应塔顶汽相组成的___。
13.计算泡点温度时,若 KIXI>1,温度应调___。
14.平衡常数与组成有关的露点的计算,需迭代露点温度和压力外,还需对___进行试差。
15.在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属___。
16.绝热闪蒸与等温闪蒸计算不同点是需要考虑___。
17.相对挥发度的定义为两组的___之比,它又称为___。
18.非清晰分割法假设各组分在塔内分布与在___时分布一致。
19.精馏塔中,温度分布主要反映物流的___,而总的级间流量分布则主要反映___的限制。
20.萃取精馏塔中,萃取剂是从塔___出来。
21.恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时,恒沸剂从塔___出来的。
22.超临界流体具有类似液体的___和类似气体的___。
23.分离最小功是分离过程中必须消耗能量的下限它是在分离过程___时所消耗的功。
分离工程综合复习资料(答案)一、 不定项选择1.下列属于机械分离的是( A C )A .沉降 B. 超滤 C. 静电除尘 D. 吸附分离 2.膜分离属于(B D )A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离 3.ESA 被用于下列哪种分离过程?( B D )A. 机械分离B. 速率分离C. 平衡分离D. 传质分离4.公式Vi L i i f f K / 适用于下面哪种情况?( A )A. 汽相为理想溶液,液相为理想溶液;B. 汽相为理想气体,液相为理想溶液;C. 汽相为理想溶液,液相为非理想溶液;D. 汽相为理想气体,液相为非理想溶液;5.已知:T ,y 1,y 2 ……y C ;求解:P ,x 1,x 2……x C 属于哪种计算类型( A )A . 露点压力 B. 泡点温度 C. 露点温度 D. 泡点压力 6.在设计变量中,ea N 表示( C )A. 装置设计变量数B. 单元固定设计变量数C. 单元可调设计变量数D. 装置固定设计变量数 7.HNK 表示( C )A. 重组分 B . 重关键组分 C. 重非关键组分 D .8.根据图中恒浓区(阴影部分)的位置,判断下列说法正确的是(B )A. HNK 为分配组分,LNK 为非分配组分;B. HNK 为非分配组分,LNK 为分配组分;C. HNK为分配组分,LNK 为分配组分;D. HNK 为非分配组分,LNK 为非分配组分;9. 根据图中恒浓区(阴影部分)的位置,判断下列说法正确的是( A. HNK 为分配组分,LNK 为非分配组分;B. HNK 为非分配组分,LNK 为分配组分;C. HNK 为分配组分,LNK 为分配组分;D. HNK 为非分配组分,LNK 为非分配组分; 10.液液平衡的分离因子又称为( C ? P14)A. 相对挥发度B. 分配系数C. 相对选择性D. 回收率11.图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线,描述的是图Ⅱ中的哪个区域?( D )(第8题) (第9题)A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区12. 图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线,描述的是图Ⅱ中的哪个区域?( B )A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区D. 属于6区13.分离丙酮-甲醇的共沸物,加入下面哪种物质可使得丙酮成为轻组分?( A ) 见P75A. 水B. 乙酸甲酯C. 正己烷D. 乙醚二、1. 有其它轻组分,这种情况称为~。
复习思考题(一)填空题1、多组分精馅根据指定设计变量不同可分为()型计算和()型计算。
2、在塔顶和塔釜同时出现的组分为()o3、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在()时分布一致。
4、精馅塔计算中每个级由于()改变而引起的温度变化,可用()确定。
5、萃取精馅塔在萃取剂加入口以上需设()。
6、采用液相进料的萃取精馅时,要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值,所以在()。
7、当原溶液为非理想型较强的物系,则加入萃取剂主要起()作用。
8、要提高萃取剂的选择性,可()萃取剂的浓度。
9、最低恒沸物,压力降低使恒沸组成中汽化潜热()的组分增加。
10、在一定温度和组成下,A、B混合液形成最低沸点恒沸物的条件为()。
11、不加恒沸剂可完成恒沸物分离的方法有()和()两种。
12、分布组分是指在馅出液和釜液();非分配组分是指仅在()出现的组分。
13、多组分精馅中,关键组分是指()的组分。
14、回收率(PH K W釜液W中()与进料中HK的流率之比,回收率(P LK,D是馅出液D 中()与进料中LK的流率之比。
15、清晰分割是指馅出液中除了()夕卜,没有其他重组分,釜液中除了()夕卜,没有其他轻组分。
16、若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()蒸出。
这种特殊精馅叫恒沸精馅。
加入的新组分叫()。
17、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,从釜液离开精馅塔。
这类特殊精馅叫(),所加入的新组分叫作()。
18、在萃取精馅中所选的萃取剂使Ais值越大,溶剂的选择性()。
19、萃取精馅塔中,萃取剂是从塔()出来。
20、恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时,恒沸剂从塔()出来。
21、均相恒沸物在低压下其活度系数之比Y1/K应等于()与()之比。
22、特殊精馅是既加入(),又加入()的精馅过程。
(二)、选择题1、A (轻组分)、B两组分的相对挥发度CUB越小,则()。
a.A、B两组分越容易分离;b.原料中含轻组分越多,所需的理论级数越少;c.A、B两组分越难分离;d.与A、B两组分的分离难易程度无关。
第9章液体精馏 内容小结复习题1 蒸馏概述蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。
轻组分:混合物中的易挥发组分;重组分:混合物中的难挥发组分例:蒸馏是分离的一种方法,其分离依据是混合物中各组分的,分离的条件是。
答:均相液体混合物,挥发性差异,造成气液两相系统精馏操作压力的选择减压蒸馏:降低了液体的沸点。
应用场合:分离沸点较高的热敏性混合液,混合物沸点过高的物系(避免采用高温载热体)。
加压蒸馏:提高冷凝温度避免使用冷冻剂。
应用场合:分离常压下呈气态的物系,馏出物的冷凝温度过低的物系。
举例:脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时,冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却,石油气常压呈气态,必须采用加压蒸馏。
2 双组分溶液的气液相平衡例:当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时,气液两相温度,但气相组成液相组成,而两相的量可根据来确定。
答: 相等,大于,杠杆规则例:当气液两相组成相同时,则气相露点温度液相泡点温度。
答:大于例:双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比,若α=1表示。
物系的α值愈大,在x-y图中的平衡曲线愈对角线。
答:易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离理想溶液的含义例:理想溶液满足拉乌尔定律,也满足亨利定律;非理想稀溶液满足亨利定律,但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性,服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性例:精馏塔分离某二元物系,当操作压强降低时,系统的相对挥发度 ( ),溶液的泡点( ),塔顶蒸汽冷凝温度( )。
答:增大,减小,减小3 平衡蒸馏与简单蒸馏4 精馏例:精馏塔的作用是。
答:提供气液接触进行传热和传质的场所。
例:在连续精馏塔内,加料板以上的塔段称为,其作用是;加料板以下的塔段(包括加料板)称为_____,其作用是。
答:精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分例:离开理论板时,气液两相达到状态,即两相相等,____互成平衡。
萃取精馏中,萃取剂在哪里参加?为何?在进料板之上,与塔顶保持有假设干块塔板。
溶剂的沸点比被别离组分高,那样可以使塔内维持较高的溶剂浓度,及起回收溶剂的作用。
从热力学角度和工艺角度简述萃取精馏中萃取剂的选择原则?热力学角度:溶剂的沸点要足够高,以防止与系统中任何组分形成共沸物;萃取剂应能使的体系的相对挥发度提高,即与塔顶组分形成正偏差,与塔底组分形成负偏差或者理想溶液。
工艺角度:溶剂与被别离物系有较大的相互溶化度;溶剂在操作中是热稳定的;溶剂与混合物种任何组分不反响;溶剂比不得过大;无毒、不腐蚀、价格低廉、易得。
汲取塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流?汲取过程是气相中的某些组分溶到不挥发汲取剂中去的单向传递过程。
汲取剂汲取了气体中的溶质而流量不断增加,气体的流量则相应的减少,塔中气相和液相总流率向下都是增大的。
吸附质被吸附剂吸附—脱附机理?①吸附质从流体主体通过分子扩散和对流扩散传递到吸附剂的外外表;②吸附质通过孔扩散从吸附剂的外外表传递到微孔结构的内外表;③吸附质沿孔外表扩散并被吸附在孔外表上;④吸附质从吸附剂的内外表脱附;⑤吸附质沿径向扩散传递到吸附剂的外外表;⑥吸附质从吸附剂的外外表扩散到流体主体。
精馏过程全回流操作特点?①不进料也不出料;②无精馏段与提馏段之分;③两板之间任一截面上上升蒸汽组成与下降液相组成相等;④到达指定别离程度所需的理论板数最少。
在萃取精馏中,由相对挥发度表达式分析,为什么参加萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度?在萃取精馏中,原溶液,112≈α汽相为理想气体,液相为非理想溶液,,1212112≈⨯γγ=αsspp对于特定物系,sspp21不可改变,要使,112>α只有21γγ增加,加S后可使)()(2121γγ>γγs。
所以参加萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度。
精馏过程的热力学不可逆性主要由哪些原因引起的?精馏操作的热力学不可逆性,是由于进入层级的汽液两相的温度、压力和组成,与它们对应平衡的温度、压力和组成的差距所造成,因此在层级间汽液两相要进行传热和传质,损失了有效能,所以其不可逆性主要由压力差、温度差及浓度差引起的。
蒸馏一、蒸馏复习题1.蒸馏操作的作用和依据分别是什么?蒸馏操作的分类方法有哪些?2.什么是泡点、露点和沸点,如何用泡点方程和露点方程计算液相及气相组成?3.写出挥发度和相对挥发度的概念,相对挥发度的大小对精馏操作有何影响?理想溶液的相对挥发度确定方法。
写出用相对挥发度表示的相平衡方程。
4.说明回流在精馏操作中的重要性和必要性。
连续精馏装置包括哪些设备?作用是什么?5.何谓理论板?什么是恒摩尔假定?恒摩尔假定条件是什么?6.掌握精馏塔的全塔物料衡算,熟悉精馏过程回收率的概念和计算。
7.写出精馏段和提馏段的操作线方程,并简述其物理意义。
能在y-x图正确绘制操作线。
8.进料状态有几种?其热状态参数值的大小范围如何?热状态参数如何计算?9.写出进料线方程,并说明其物理意义。
10.分别叙述回流比和进料热状态对精馏操作的影响。
11.掌握逐板计算法和图解法求取理论塔板的方法,并说明适宜进料板位置的确定方法。
12.什么是全回流?全回流操作有何特点和实际意义。
什么是最小回流比?如何确定?13.适宜回流比的确定原则是什么?14.工业生产中对板式塔有何要求?何谓操作弹性?常见的塔板类型有哪几种?15.塔板上汽液两相有哪几种接触状态?各有何特点?工业生产中常用哪两种?16.叙述液泛、雾沫夹带、漏液等现象的形成和处理方法。
17.塔板性能负荷图对精馏设计和操作有何指导意义,它是由哪几条线组成?二、题型示例(一)填充题1.蒸馏是利用被分离的混合液中各组分的不同,而使得各组分得以分离。
2.在一定的压强下,混合液的汽液平衡线偏离对角线越远,表示混合液越分离。
3.相对挥发度数值的大小,可以用来判断混合液能被分离的难易程度,其相对挥发度越大,混合液越分离;当相对挥发度等于1时,则表示该混合液不能用分离。
4.在一块双组分精馏塔的理论塔板上,测得离开该板的的汽相中易挥发组分摩尔分率为0.9,液相中易挥发组分的摩尔分率为0.8,对应的相对挥发度为;相平衡方程可写为。
第六章精馏习题一、填空1、在t-x-y图中的气液共存区内,气液两相温度,但气相组成液相组成,而两相的量可根据来确定。
2、当气液两相组成相同时,则气相露点温度液相泡点温度。
3、双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比,若α=1表示。
物系的α值愈大,在x-y图中的平衡曲线愈对角线。
4、工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。
5、精馏塔的作用是。
6、在连续精馏塔内,加料板以上的塔段称为,其作用是;加料板以下的塔段(包括加料板)称为,其作用是。
7:离开理论板时,气液两相达到状态,即两相相等,互成平衡。
8:精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因有(1)和(2)。
9:精馏过程回流比R的定义式为;对于一定的分离任务来说,当R= 时,所需理论板数为最少,此种操作称为;而R= 时,所需理论板数为∞。
10:精馏塔有进料热状况,其中以进料q值最大,进料温度泡点温度。
11:某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则回流比等于,馏出液流量等于,操作线方程为。
12:在操作的精馏塔中,第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2;则它们的大小顺序为最大,第二,第三,而最小。
13:对于不同的进料热状况,x q、y q与x F的关系为(1)冷液进料:x q x F,y q x F;(2)饱和液体进料:x q x F,y q x F;(3)气液混合物进料:x q x F,y q x F f;(4)饱和蒸汽进料:x q x F,y q x F;(5)过热蒸汽进料:x q x F,y q x F;13.塔板上的异常操作现象包括、、。
14.随着气速的提高,塔板上可能出现四种不同的气液接触状态,其中和均是优良的塔板工作状态,从减少液膜夹带考虑,大多数塔都控制在下工作。
二、选择1:精馏操作时,增大回流比R,其他操作条件不变,则精馏段液气比VL (),馏出液组成x D( ),釜残液组成x W( ).A 增加B 不变C 不确定D减小2:精馏塔的设计中,若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料,其他条件维持不变,则所需的理论塔板数N T(),提馏段下降液体流量L/()。
第二章多组分精馏第一节概述一、精馏1、精馏1)定义:通过加入能量形成汽液两相体系,并利用其各组分挥发度的的差别获取高纯度产物的操作即为精馏。
2)精馏和蒸馏异同①原理、设备相同;②计算方法和物系条件有所不同3)精馏分类:简单精馏/复杂精馏/特殊精馏4)简单精馏和复杂精馏:①简单精馏:一股进料、塔顶塔底出料的精馏过程②复杂精馏:多股经进料或多股出料的精馏过程5)特殊精馏①某些物系沸点差异小、或形成恒沸物(乙醇-水),无法采用常规精馏,一般采用特殊精馏;②特殊精馏:恒沸精馏、萃取精馏③用途:分离热敏物质、沸点相近物系、恒沸物系,如乙醇-水、苯-水分离。
3、精馏单元操作和精馏设备1)精馏单元操作①精馏单元操作是一个整体,主要由精馏塔、冷凝器和再沸器、分离器等设备构成,不可分割。
②主要设备:精馏塔。
2)精馏设备①精馏塔是提供汽液充分接触及迅速分离的设备;②塔板和填料的作用:塔板上保持良好的气液接触条件,造成较大的接触表面,而且气液接触表面不断更新,以增加传质速率;保证气、液多次逆流接触,防止气液短路夹带及返混。
③板式塔:主要由塔体、塔盘、人孔、溢流堰、降液管、受液盘等部分组成。
④填料塔:主要由塔体、填料、支撑板、分布器等组成。
二、精馏过程1、精馏塔工作过程:精馏过程就是塔内每块塔板上的扩散、质量传递、热量传递、动量传递的过程三、精馏过程模拟1、精馏研究方法:1)精馏过程的每块塔板上都发生动量传递、扩散、传质、传热及相平衡等过程;2)研究方法:建立一个能够正确地描述过程的数学模型并求解,得出精馏塔内气液相的组成、温度和流量的分布等有关参数。
2、精馏过程模拟1)精馏模拟:①组分的相平衡关系式(E方程);②组分的物料衡算方程式(M方程);③塔板的热量衡算方程式(H方程);④组分的摩尔分数加和方程(S方程);⑤气液两相间的传质速率(传质效率)方程式(R方程);⑥描述精馏塔内气、液两相的非均匀混合与非理想流动性质方程式(F方程)。
2)MEFRSH方程组十分复杂,建立和求解非常困难。
往往建立简化的精馏模型(1)理论精馏塔的数学模型---平衡级模型①平衡级和理论精馏塔:满足下面理论级假设和全混级假设的精馏塔板称为理论塔板或平衡级,由若干个平衡级构成的精馏塔称为理论精馏塔。
②理论级模型:假设气液两相间的热量和质量传递速率为无穷大,即在每一块塔板上气液两相经过接触后迅速达到平衡状态,离开塔板的气相混合物与液相混合物之间处于相平衡。
③全混级模型:塔板上的液体及塔板间的气体是完全混合的,具有均匀的压力、温度和组成;④平衡级模型可忽略R方程和F方程,即MESH方程组称为平衡级模型。
⑤平衡级模型计算:近似计算和严格计算。
(2)实际精馏塔的数学模型①实际精馏塔的数学模型分为平衡级模型、非平衡级模型和三维非平衡混合池模型②平衡级模型:理论塔平衡级模型+板效率③非平衡级模型:非平衡级模型的基本假设为全混级假设,可以忽略F方程。
其基本方程组是MERSH方程组;④三维非平衡混合池模型:使用MEFRSH方程组。
四、平衡级模型的平衡级和板效率1.平衡级1)平衡级又称理论板:是一个理想化了的进行两相间接触传质的场所;2)平衡级三个假定:2.实际板和实际板的效率1)平衡级是极端理想的状态,工业过程中无法实现;2)实际板(1)定义:工业装置运行的精馏塔的塔板,实际板的分离效果远低于理论板。
(2)实际板效率低原因:(3)点效率①定义:塔板上某一位置处理论增浓程度和实际增浓程度的差异。
②关系式11+∙+'-'-'=nn n n OGy y y y E 五、多组分精馏 1、定义:组分数大于3的气液混合物,通过连续的蒸馏手段获取高纯度的产品的单元操作。
2、适用:①组分数大于等于3;②组分间沸点存在一定差异;③轻重组分量差异不严重;④水不能作为轻组分。
3、多组分精馏流程1)具有多个流程方案:[])!1(!!)1(2--C C C2)存在最佳流程方案4、以平衡级为基准的多组分精馏塔设计方法1)简单精馏塔和复杂精馏塔2)简单精馏塔设计计算方法(1)近似计算方法主要是FUG 法和SB 法(群法);(2)严格计算主要为)(MathesonLewis LM -法、泡点(BP )法、R N -法和内外层法 3)复杂精馏塔(1)近似计算可以采用FUG 法(2)严格计算包括BP 泡点法(利用MESH 方程组)和R N -法和内外层法。
第二节 多组分系统的相平衡一、概述1、相平衡:1)定义:指混合物或溶液形成若干相,各相保持着共同的物理化学性质状态。
2)相平衡关系表示方法3)相平衡常数和相对挥发度(1)相平衡常数定义:i i i x y K /=(2)相对挥发度定义ij α: ji j i j j i i j i ij x x y y x y x y K K ////===α 2、自由度与相数、组分数关系(相律)二、多组分物系汽-液平衡1、精馏原理同一温度压力下,当汽液两相处于平衡状态时,任一组分i 的汽液两相的化学位应当相等,即iV iL μμ=2、多组分物系气液平衡1)相平衡一般式 i iV i iL iL y p x f ϕγ=2)i K 的典型表达式①低压条件 pp x y K i i i i == pp f f x y K i iL iV iV iL iL i i i γγγ=== ②中压条件若为非理想溶液、理想气体的体系,仍可用:pp f f x y K i iL iV iV iL iL i i i γγγ=== 若均为理想溶液、非理想气体的体系,可用下式:p p x y K iV i p V i i i i o i ϕϕ)(,==3)i K 的确定方法和步骤4)某一压力下某物质来说,i K 值仅受温度影响,即M p i T f K ,)(=。
因此可以通过回归得到多项式:332210t a t a t a a K i i i i i +++=三、相平衡关系的应用1、泡点和露点2、全凝器和分凝器3、泡点温度计算1)应用场合2)关系式 ∑∑==1i i i x K y3)泡点温度的计算方法和步骤试差法步骤如下:①假设一个温度;②确定假设温度下的各组分的 i p (非烃类);③计算各组分的i K (非烃类)或直接查T P K --图求得(烃类)i K ;④计算∑i i x K ;⑤判断1=≠∑i i x K ,若1=∑i i x K ,所设温度即为泡点温度;若1≠∑i i x K ,需重复①~⑤步骤。
4)计算精度:01.0<∑i i x K5)初始温度估算:∑∑=i i i x t x t4、露点温度计算1)应用①分凝器的操作温度则是汽相产品在操作压力下的露点温度;②塔顶产品全凝器冷凝后做为塔顶产品,则产物的露点温度即为塔顶温度。
2)主要关系式∑∑==1/i i i K y x3)计算方法:采用试差法,步骤与泡点温度求取相同,只是将泡点方程换成露点方程。
第三节 多组分单级分离一、概述1、单级分离1)一次气液平衡过程称为单级分离,俗称闪蒸。
2)分类:平衡液化、平衡气化、绝热闪蒸3)平衡气化:进料液体经加热器加热后进入闪蒸罐得到气体和液体;4)平衡液化:进料气体经冷凝器后进入分离罐可以得到轻组分气体和重组分的液体;5)绝热闪蒸:物料经减压阀减压后闪蒸罐使得混合物中部分液体汽化。
2、用途1)闪蒸方式粗略分离混合物;2)精馏塔塔顶气体冷凝;3)精馏塔塔底物料再沸4)进料能量利用二、平衡汽化1、定义:在一定压力下,将多组分液体混合物加热至泡点和露点之间的任一温度时,便产生部分气化,并形成气液平衡的两相。
2、关系式01)1(1=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+∑e K z i ieK z K y i i i i )1(1-+= ∑∑∑--+=F i i i L i i i V i i i H z M H M e x eH y M q ,,,)1(3、两类计算类型4、应用:用于再沸器设计三、平衡液化1、定义:多组分气体混合物,在一定压力下,被冷却到一定的温度并达到气液平衡状态的过程即为平衡冷凝。
2、关系式01)1(=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+∑q K K z i i ieK z x i i i )1(1-+= ∑∑∑---=iL i i iV i i iF i i H qM x F H M q y F H M z F Q )1(3、两类计算4、求解方法5、全凝器属于第二种情况的特例,物料全液化、即液化率1=q 全凝器热负荷关系为:()∑-+=)(1D i V i i i H H x M R D Q6、分凝器:属于第一种情况,该工况下,液化后汽相组成已知,进而可得到分凝器操作温度,再设定液化率e 并通过(2-71)确定之。
四、绝热闪蒸1、概述1)定义:2)特征:与外界没有热交换、物系的温度降低,部分物质汽化。
3)用途:①相对挥发度差异很大的轻重组分分离;②确定精馏进料板温度及气液组成。
2.绝热闪蒸计算的关系式 LV L F i i L i i i V i i i L i i i Fi h h h h x M H y M H x M H Z M H e --=--=∑∑∑∑,,,, eK Z x i i i )1(1-+= 01)1(1=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+∑e K z i i以上三式为绝热闪蒸方程,可用于绝热闪蒸过程气化率及汽液组成计算。
3、绝热闪蒸计算的步骤①确定进料在塔操作压力下的泡点和露点温度;②确定绝热闪蒸后温度和汽化率;③确定汽化后的汽相组成和液相组成;④热平衡方程校核温度。
如不符合,需要重新设定温度进行计算。
4、确定绝热闪蒸温度图解法①在泡点温度和露点温度间,取若干个绝热闪蒸后的温度i t ;②用牛顿法解得各温度下的汽化率i e ;③根据物料衡算式及相平衡关系式,分别计算各温度下的汽液组成i x 、i y ;④根据热平衡式,核算各温度下的汽化率i e ';⑤在同一坐标轴上,作T e -、e T '-曲线,两曲线交点即为所求气化率、温度即为闪蒸温度(图2-12)。
第四节 物料衡算一、关键组分和物料衡算1、关键组分1)轻关键组分收率 %100⨯=ll l f d η 2)重关键组分收率: %100⨯=h h h f w η 3、关键组分选择原则4、基本物料衡算式:二、清晰分割1)规则:较轻关键组分轻的组分全部由塔顶出塔、较重关键组分重的组分全部由塔底出塔。
2)给定条件为轻重关键组分的回收率的清晰分割关系式轻关键组分:l l l f d ⨯=η l l l d f w -=重关键组分:h h h f w ⨯=η h h h w f d -=塔顶馏出物总量:∑-=++=11l i i h l f d d D塔底釜液总量:1n l h i i h W w w f →+=++∑由此可求得各组分的组成Di x 、Wi x (非关键组分在塔顶、塔底的分率)。