化工原理第九章

化⼯原理-第九章-液体精馏化⼯原理-第九章-液体精馏（⼀）测试⼀⼀．选择题1．蒸馏是利⽤各组分（）不同的特性实现分离的⽬的。

CA 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。

2．在⼆元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。

CA 可挥发；B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。

3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之⼀。

AA 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯。

4．在（）中溶液部分⽓化⽽产⽣上升蒸⽓，是精馏得以连续稳定操作的⼀个必不可少条件。

CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器。

5．再沸器的作⽤是提供⼀定量的（）流。

DA 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸⽓。

6．冷凝器的作⽤是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。

BA 塔顶⽓相；B 塔顶液相；C 塔底⽓相；D 塔底液相。

7．冷凝器的作⽤是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。

BA ⽓相；B 液相；C 固相；D 混合相。

8．在精馏塔中，原料液进⼊的那层板称为（）。

CA 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板。

9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。

BA 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。

10．某⼆元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不⼩于0.9，则塔顶最⼤产量为（）。

(则W=0) BA 60 kmol/h ；B 66.7 kmol/h ；C 90 kmol/h ；D 100 kmol/h 。

11．精馏分离某⼆元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。

如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的最⼩回流⽐分别为1min R 、2min R 。

当21F F x x >时，则（）。

AA ．2min 1min R R <；B ．2min 1min R R =；C ．2min 1min R R >；D ．min R 的⼤⼩⽆法确定12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。

第一节概述一、什么是吸收？吸收是利用气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异，而将气体混合物中组分加以分离的单元操作。

溶质: 气体混合物中能溶解的组分称为溶质，以A表示；惰性组分: 不溶或微溶组分称为惰性组分或载体，以B表示；溶剂: 吸收过程所用的溶剂称为吸收剂，以S表示；吸收液: 所得的溶液称为吸收液。

二、吸收在石油化工中的应用(1)回收有用组分(2)制取液态产品(3)净化气体（废气治理）三、吸收的工艺流程四、吸收分类按溶质和溶剂之间是否发生明显的化学反应吸收按溶于溶剂的组分数吸收按吸收过程是否发生明显的温度变化吸收五、吸收剂的选择1．溶解度大；2．选择性好；3．挥发度低；4．粘度低；5．无毒、无腐蚀；6．吸收剂应尽可能不易燃、不易发泡、价廉易得、稳定。

第二节吸收过程的相平衡关系一、气体在液体中的溶解度在一定的温度与压力下、使气体混合物与一定量的溶剂接触，气相中的溶质便向液相中的溶质转移，直至液相中溶质达到饱和为止，这时，我们称之为达到了相平衡状态。

达到了相平衡状态时气相中溶质的分压，成平衡分压；液相中溶质的浓度称为平衡浓度（或溶解度）。

大量实验表明，溶解度和气相中溶质的分压有关。

从图上可以看出：分压高，溶解度大温度高，溶解度小吸收操作应在低温高压下进行，脱吸应在高温、低压下进行二、亨利定律1．亨利定律在一定的温度下，当总压不很高（<500kpa）时，稀溶液上方溶质的平衡分压与该溶质在液相中的摩尔分率成正比，其表达式如下式中------溶质在气相中的平衡分压,KN/m2；------溶质在液相中的摩尔分率；E------亨利系数,。

式(9-1)称为亨利(Henry)定律。

亨利系数E值由实验测定，常见物系的E值可由有关手册查出。

当物系一定时，亨利系数随温度而变化。

一般说来，值随温度升高而增大，这说明气体的溶解度随温度升高而减小，易溶气体值小，难溶气体的值大。

2．用溶解度系数表示的亨利定律若将亨利定律表示成溶质在液相中的摩尔浓度与其在气相中的平衡分压之间的关系，则可写成如下形式(9-2)式中C──液相中溶质的摩尔浓度,kmol/m3H──溶解度系数，溶液中溶质的摩尔浓度和摩尔分率及溶液的总摩尔浓度之间的关系为(9-3)把上式代入式(9-2)可得将上式与式(9-1)比较，可得(9-4)溶液的总摩尔浓度可用1m3溶液为基准来计算，即(9-5)式中──溶液的密度(kg／m3)──溶液的摩尔质量。

第九章液体精馏1 概述 1.1 蒸馏的目的和依据 （1）目的：分离液体混合物 （2）依据：混合液中各组分挥发度 的不同第九章液体精馏9.1 概述 9.1.1 蒸馏的目的和依据（1）目的：分离液体混合物 （2）依据：混合液中各组分挥发度的不同 挥发度——表征物质挥发程度的量。

pA pB 相平衡时： ν A = 、ν B = xA xBy A yB ν A >ν B ∴ > x A xByA > xAA—轻组分,B—重组分9.1.2 工业蒸馏过程 （1）平衡蒸馏(闪蒸)（2）简单蒸馏9.1.3 精馏操作的经济性‹ ‹ 操作费用：加热、冷凝所消耗的费用 操作压强： ‹技术上：P↑，气、液平衡（饱和）温度↑，冷凝易， 汽化难。

z 对热敏性物质，常采用低压或真空操作。

z‹经济上：高压、真空精馏都将增加设备投资，应作优化 选择。

z9.2. 双组分溶液的气液相平衡9.2.1 理想物系气液相平衡（1）汽液两相平衡的自由度 相律：F = N–Φ + 2 双组分物系： 独立组分数N=2 相数Φ=2 自由度F=2 描述双组分平衡物系的参数：6个 温度-t，总压-P，两相组成-yA，yB，xA，xB。

双组分物系的组成满足： ¾归一关系： y A + y B = 1 ¾相平衡关系：y A = f ( xA )xA + xB = 1∴独立参数仅有：P，t，xA(yA)。

蒸馏操作中，P是选定的，因此温度与浓度必有一 一对应关系。

（2）双组分理想物系的液相组成-温度（泡点）关系式 理想溶液满足拉乌尔定律：0 p A = x A PA0 pB = x B PB总压： 组成： ∴P = PA + PBxB = 1 − xAPA0 x A + PB0 (1 − x A ) = P0 = f (t ) QPA AP − PB0 ∴x = 0 A PA − PB0P − f B (t ) ∴ xA = f A (t ) − f B (t )——泡点方程 —— x～t关系纯组分的饱和蒸汽压与温度的关系可用安托因方程描述： 安托因方程ln P 0 = A − B t+C（3）双组分理想物系的气相组成-温度（露点）关系0 p A PA xA Q yA = = P P——道尔顿分压定律 拉乌尔定律PA0 P − PB0 ∴ yA = 0 0 P PA − PB——露点方程0 0 PA P − PB f A (t ) P − fB (t ) yA = ⋅ 0 = ⋅ 0 P PA − PB P f A (t ) − fB (t )—— y～t关系（4）双组分物系的t～x(y)图和y～x图bta问题：a,b两点哪一个温度较高？（5） y～x的近似表达式与相对挥发度α定义：易挥发（轻）组分为A， 难挥发（重）组分为B， p 则： ν A = p A ν B = B xA xBPA PB > xA x BνA 相对挥发度：α = ν A >ν B νB yA yB 当气相服从道尔顿分压定律时，α = xA xBα= ∴ p A /x A P ⋅ y A /x A = p B /x B P ⋅ y B /x B yA x =α ⋅( A ) yB xB对于二元溶液，则：yA xA =α ⋅( ) 1 − yA 1 − xA∴ y=α⋅x 1 + (α − 1)x- 相平衡方程⋅∴=+−αxy 1(α1)x-相平衡方程讨论：z 上式反映了双组分物系平衡时两相浓度的关系。

化工原理第九章吸附分离
吸附分离，也称为吸收或吸收分离，是指利用一定的相互作用“粘合剂”或“吸附剂”使混合物中一些组成部分粘合或吸附到该粘合剂或吸附剂上，从而使混合物中一些组分有机地被分离出来的过程。

它是一种新型的分离方法，有可能替代传统的分离工艺，是现代化工的一项重要技术。

吸附分离的原理：吸附分离可以分为物理吸附和化学吸附两种形式。

物理吸附是指物质相互作用的结果，包括空气、气体、液体、溶剂等。

物理吸附是指在一些固体表面上建立的物理性相互作用，其实质是由于表面粗糙形成的能量障碍，而在能量障碍的阻碍下，物质相互作用，物质就被吸附在这种固体表面上。

如果这种固体表面在特定的温度和压力条件下，具有良好的表面化学稳定性，即可建立有效的物理吸附。

化学吸附又叫做专配吸附，是指物质间由于共价作用形成的固体表面和溶剂之间的作用过程。

它是一种特殊的吸附作用，是由于固体表面上化学基团构成的膜层，以及溶剂中的其中一种物质，在化学反应中形成化学键而发生的吸附作用。

吸附分离的应用：吸附分离已被广泛应用于催化剂分离、石油的湿气处理、空气净化、废气处理、提纯溶剂等行业。