化工原理第六章
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《化工原理》第六章知识要点操作。
1、 蒸馏是分离 的单元操作。
蒸馏是利用液体混合物中各组分 ,或 的不同使各组分得到分离。
4、蒸馏操作按操作方式可分为 、 、恒沸精馏、萃取精馏、水蒸气蒸馏等多种方法。
按操作压力蒸馏可分为 、 及蒸馏。
按被分离的混合物中所含组分数目可分为 及,按操作是否连续又可分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
5、平均摩尔质量求法:=均M 。
6、理想溶液的条件为组分A 、B 分子间作用力AB α,与纯组分A 的分子间作用力AA α,或纯组分B 之间的作用力BB α相等。
例如苯-甲苯,甲醇-乙醇、丙烷-丁烷等可视为理想溶液。
我们所讨论的是两个完全互溶的挥发性组分所组成的理想溶液。
7、理想溶液符合拉乌尔定律,表达式为P A = ;P B = ;蒸汽是理想气体服从道尔顿分压定律。
8、在下列图中标出液相区、气相区、气液相混合区,气相线、液相线。
C 点混合物的液相和气相两的关系符合杠杆规则: 。
混合物的沸点只能是一个范围,指出C 混合物的沸点范围。
9、掌握气液相平衡线图(y-x )因为气相中易挥发组分y 的浓度总是大于液相的浓度,故平衡线位于对角线上方,平衡线偏离对角线愈远,表示该溶液愈易 。
10、挥发度是表示某种溶液容易挥发的水准,对于纯液体,通常用其当时温度下的 来表示。
随温度的升高而挥发度 。
11、理想溶液的相对挥发度等于同温度下两纯组分的 之比。
12、气液两相达到平衡时的关系,称为气液平衡关系,写出三个气液平衡方程, 、 、。
13、由气液平衡方程能够看出,相对挥发度α〉1,则x y >。
α值越大,表示平衡时y 比x 大的愈多,故愈有利于分离。
若1=α,则x y =即表示平衡时气相组成等于液相组成,此时不能用简单蒸馏分离。
相对挥发度的大小,能够用来判断某种混合液能否用普通蒸馏方法分开及其可被分离的水准。
在精馏塔中,随着温度的变化,相对挥发度也会发生改变,通常取塔顶和塔底的平均值。
14、简单蒸馏(微分蒸馏):使混合溶液在蒸馏釜中逐渐受热气化,并持续将生成的蒸汽引入内冷凝,以达到混合液中各组分得以分离的方法。
化工原理第六章精馏第六章精馏一、精馏过程的数学描述在化工生产中,常根据混合液中各组分挥发度的不同,以精馏实现均相混合液的分离,二元连续精馏的基本流程如图6-1所示。
精馏过程的实质是伴有传热的传质过程,传质推动力取决于相互接触汽液两相偏离平衡的程度。
因此精馏过程的严格分析除了要应用相平衡、物料衡算两关系外,还需结合热量衡算及传质速率方程。
为了避开后两关系使分析得以简化,在工程上常引入似下两个概念:(1)理论板,(2)恒摩尔流,前者将影响板上传质速率的全部因素包括在塔板效率中;后者则是对热量衡算的简化。
于是精馏过程的数学描述可归结为全塔物料衡算、逐板组成变化两关系。
以图6-1的流程分离理想溶液;其已知量、未知量之间的关系可用图6-2表示。
图6-2表明,描述二元连续精馏的基本方程为 )(1W F D W D F x x R q N N f x Wx Dx Fx W D F ,,,,,,α=+=+= 由于三式中共涉及11个基本变量)(1R q N N x x x W D F W D F ,,,,,,,,,,α,因此其自由度为8,即须给定其中8个独立变量,才能确定另外3个变量。
二、精馏操作型问题的特点及基本类型精馏操作型问题的特点是:精馏塔已经给定(设塔板效率已知)。
即N 、N 1(或进料位置,通常不一定是最佳进料位置)为巳知量,其主要类型如下。
(1)对现有的精馏塔,在给定精馏条件下,核算其可能达到的分离程度。
如:已知N 、N 1、α、F 、x F 、q 、R 及W ,求D 、x D 、x W 。
(2)对运行中的精馏塔,当某一操作条件改变时,分析分离效果的变化,是否能获得合格的产品及为此需采取的措施;还会产生什么其他的影响。
如:(6-1)①已知N、N1、α、F、x F、q、R不变,若V'减少时,分析D、x D、x W的变化趋势;②已知N、N1、α、F、x F、q、V'不变,若x F下降,能否采取什么措施使x F不降低?通常对类型2,操作条件的变化将引起塔内液,汽流量的改变,并影响塔板效率,若这一影响甚小而能忽略,便可把操作中精馏塔的理论板数视为不变。