第10章其他分离过程060529
- 格式:ppt
- 大小:3.09 MB
- 文档页数:121
第五章其他分别技术和分别过程简介:蒸馏、吸取和萃取等单元操作主要用来进展气液和液夜两相间的传质。
特点:两相均为流体,两相在相对运动和相互接触的过程中形成自由界面,物质在集中作用的作用下,从一相传递到另一相。
蒸馏:是使难挥发组分从气相集中到液相,易挥发组分则以大致相等的传递速率依据相反的方向从液相集中到气相的操作。
吸取:是使被吸取的组分从气相集中到液相的操作。
萃取:是利用液体溶剂的选择作用来萃取液相混合物中的一种组分,组分经过两相间的边界层,由一相集中到另一相。
三者传质过程的最终结果皆是到达相平衡,而相平衡只有在无限长的时间接触后,才可以实现。
二实际生产过程中的接触时间是有限的,因而要争论在肯定的接触时间内物质的传递量和强化这种传递过程的方法。
一、萃取的根本概念1萃取的定义萃取——应用溶剂从混合物中提取某种物质的过程。
萃取过程和蒸馏、吸取等过程一样,都是属于两相之间的传质过程,即物质从一相转相另一相的过程。
广义理解分类:(1)液相到液相:碘在水和四氯化碳中的溶解(2)故相到液相:从大豆中提取豆油(3)气相到液相:吸取但是在科学争论和生产实践中,萃取通常是指液液萃取过程,而将故液传质过程称为:浸出,气液传质过程称为:吸取。
2根本概念液液萃取:也成为溶剂萃取,简称为萃取。
萃取过程:萃取是分别混合液的一种常用的单元操作。
它是依据混合液体中的个组分在所选择的溶剂中的溶解度的差异,使混和液中预分别的组分溶解于溶剂中,而余下的组分完全不互溶或者局部互溶,从而到达与其他组分完全分别或局部分别的操作。
萃取剂:在萃取过程中所选择的溶剂。
溶质:混和液中预分别的组分。
稀释剂:混合液中的原溶剂。
萃取相:萃取操作中所得到的溶液,其组成是主要是萃取剂和溶质。
分别萃取相中的溶质和萃取剂通常承受蒸馏或蒸发的方法,到达回收萃取剂和溶质的目的。
萃余相:被萃取后的原混合溶液,其成分主要是稀释剂和剩余的溶质等组分。
萃取液:将萃取相脱去萃取剂的溶液。
第一章1.下列操作中,不属于平衡分离过程的是()答案:加热2.下列分离过程中属于机械分离过程的是()答案:离心分离3.下列哪一个是速率分离过程()答案:膜分离4.下列分离过程中只利用了物质媒介的平衡分离过程是()答案:吸收5.平衡分离过程的分离基础是利用两相平衡时()实现分离。
答案:组成不同6.约束变量关系数就是()答案:变量之间可以建立的方程数和给定的条件7.设计变量数就是()答案:独立变量数与约束数之差第二章1.平衡常数计算式在()条件下成立。
答案:气相是理想气体,液相是理想溶液2.气液相平衡常数K值越大,说明该组分越()答案:易挥发3.当把一个气体溶液冷凝时,开始产生液滴的点叫作()答案:露点4.计算溶液泡点时,若,则说明()答案:温度偏高5.进行等温闪蒸时,当满足()条件时,系统处于两相区。
答案:;6.当物系处于泡点、露点之间时,体系处于()答案:气液两相7.闪蒸过程成立的条件是闪蒸温度T()答案:大于闪蒸条件下物料的泡点温度,且小于闪蒸条件下物料的露点温度第三章1.多组分精馏过程,下列有关最小理论级数值的说法正确的是()。
答案:与进料组成及进料状态均无关2.当萃取精馏塔的进料为饱和汽相时,萃取剂的加入位置是()答案:塔顶几个级以下加入3.关于均相恒沸物的描述不正确的是()答案:部分汽化可以得到一定程度的分离4.多组分精馏过程,当进料中的非分配组分只有重组分而无轻组分时,恒浓区出现于()答案:上恒浓区出现于精馏段中部,下恒浓区出现于进料级下5.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()答案:压力6.全回流操作不能用于()。
答案:正常生产稳定过程7.用芬斯克公式求全塔最小理论板数时,式中相对挥发度应为()。
答案:全塔相对挥发度的平均值8.萃取精馏过程,若饱和液体进料,萃取剂应该从()进料。
答案:精馏段上部和进料级9.对于一个恒沸精馏过程,从塔内分出最低恒沸物,则较纯组分的产品应该从()得到。
化工传质与分离过程_中国矿业大学(北京)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.间歇操作中,能产生预定粒度晶体的操作方法是()参考答案:加有晶种缓慢冷却2.常压下,已知甲、乙两地的空气温度恰好都为t,甲地空气的相对湿度是20%,乙地空气的相对湿度是40%,则甲地的湿球温度乙地的湿球温度,甲地的露点乙地的露点。
参考答案:低于;低于3.将不饱和空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度,称为湿空气的_______参考答案:露点4.在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料,当干燥速率降为零时,物料中剩余的水分是。
参考答案:平衡水分5.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于。
参考答案:溶解度曲线之下方区6.萃取是利用各组分间的差异来分离液体混合物的。
参考答案:溶解度7.通常所讨论的吸收操作中,吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分离。
参考答案:填料层高度趋向无穷大8.当组成为yA的气体和组成为xA的液体相互接触时,如果与气相成平衡的液相组成x′A>xA时,这一过程是过程。
参考答案:吸收9.对逆流操作的填料吸收塔,当脱吸因数S>1时,若塔高为无穷大,则气液两相将于达到平衡。
参考答案:塔底10.填料塔的吸收面积等于________。
参考答案:塔内润湿的填料表面积11.板式塔的常见塔板中,的操作弹性最小,可以处理粘性较大的物料。
参考答案:筛板;泡罩塔板12.填料塔的有效传质面积为。
参考答案:塔内润湿的填料表面积13.在同样空塔气速和液体流量下,塔板开孔率增加,则漏液量参考答案:增加14.下面填料中,气体流通阻力小,表面利用效率高。
参考答案:阶梯环;弧鞍填料15.A和B组成的混合物的速度(以质量为基准,下同)为0.6m/s,A相对于混合物的速度为0.2m/s,B相对于混合物的速度为0.1m/s,则A的绝对速度为 m/s。
参考答案:0.816.已知A和B组成的混合物中,A的浓度为1kg/m3,A的绝对速度为0.6m/s(以质量为基准)为,A相对于混合物的速度为0.1m/s,混合物中,则以绝对速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s),以扩散速率表示的A的质量通量为 kg/(m2·s),以主体流动速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s)。
第六章 蒸馏绪论任何化工产品的制作无非是两个过程:分离过程与反应过程。
原料(提纯)属分离,反应后(生成物与未反应的反应物分离)也属于分离过程。
动量传递(流体输送)、热量传递(传热)只是反应过程与分离过程的一个条件或前提。
物质在相间的转移过程——传质过程或分离操作。
化工生产中所处理的原料、中间产物和粗产品等几乎都是由若干组分组成的混合物,而且其中大部分是均相物系,(混合物分两大类:均相物系与非均相物系)。
凡物料性质均匀而不存在相界面者称为均相混合物如溶液及混合气;凡物系内部有隔开两相的界面存在,而界面两侧的物料性质截然不同者称为非均相物系。
如:含尘气体、悬浮液、泡沫液、乳浊液)。
非均相物系:用机械方法(沉降与过滤),分离气固相混合物与液固相混合物。
均相物系:液液混合物用蒸馏分离,气气混合物用吸收分离,不适宜用蒸馏分离的液液混合物用萃取分离,部分液固混合物用干燥分离。
一、蒸馏:根据液态混合物中各组分挥发度的不同,用部分气化、部分冷凝的方法分离液态混合物 的一种操作过程。
如:宁夏宝塔石化三厂将石油原油常压蒸馏为:汽油、溶剂油、轻柴油、中循油(轻、重柴油的混合物)重柴油、渣油。
1.挥发:液态物质在低于沸点的温度下转变为气态的现象。
在一定温度下,液态物质的蒸汽压力愈大,它的挥发性也就愈大。
如:乙醇、乙醚、丙酮等称 作挥发性液体。
2.挥发度:表示一种液体挥发的程度。
对于纯液体可用其在一定温度下蒸气压的大小来表示。
混合溶液中各组分的挥发度(v )可用它在蒸气中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比来表示 即AA A x p = 。
蒸馏是三传(动量传递、热量传递、质量传递)中第三传,即质量传递中之一。
传质过程:包括蒸馏、吸收、萃取、干燥等单元操作。
它实际上是分离过程。
如:加热苯和甲苯的混合液,使之部分气化,由于苯的沸点较甲苯的低,即其挥发度较甲苯高,故苯较甲苯易从液相中气化出来。
若将气化的蒸气部分冷凝,则冷凝液中甲苯多,而未被冷凝的蒸气中苯多。
分离过程绪论:1:分离过程:1:机械分离:用于两相混合物;如过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电除尘 2:传质分离:用于均相混合物;1:平衡分离过程:借助分离媒介(能量(ESA )媒介和物质(MSA )媒介)使变成两相系统。
例子:闪蒸、部分冷凝、精馏、萃取精馏、吸收蒸出、解吸、共沸精馏、液液萃取、干燥、蒸发、结晶、升华、浸取、吸附、离子交换、泡沫分离、区域熔炼、膜萃取2:速率分离过程:借助某种推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差) 例子:微滤、超滤、反渗透、渗析、电渗析、气体分离、渗透蒸发、乳化液膜 (均为膜分离)2:设计变量:在计算前应该指定的物理量(1) 总变量数Nv :一个C 组分数的物流:每1股物流独立变量数为:c+2 (c+3-1)系统总变量数 Nv :Nv= nm (C+2)+nw+nqNv= 4(C+2)+1+2 = 4(C+2)+3(2) 约束(条件)数N C:1) 物料平衡约束:一个C 组分的物流有C 个物衡算式。
2) 能量平衡约束:对于和外界无机械能交换的分离过程有1个热衡算程。
3) 相间分配关系的约束:C 组分汽液平衡体系有C 个相间分配关系。
4) 固有约束:它们的温度、压力相等,这样就有两个固有约束。
(3) 设计变量数Ni : 为固定设计变量 如:进料物流的变量(流量、组成、温度和压力)及系统的压力。
为可调设计变量 真正需要设计者确定的变量1:单元的设计变量:单元(或基元)——“e ”分离过程中的单元可分为两大类:1:单元中无浓度变化:每一物流都只有三个独立变量。
通常考虑取流率、温度和压力。
2:有浓度变化的单元:描述一个单相物料的独立变量数及一个两相(互成平衡)物料的独立变量数都是c+2。
3:几种重要综合单元:1)串级单元:一块理论板可看作为混合器+分相器2)侧线采出板:是理论板和分配器的组合。
3)加料板单元:是一个分相器和两个混合器组成的综合单元。
c V i N N N -=a x i N N N +=aNx N ec eV e i N N N -=exe a e i N N N +=1=e a N 1=e a N 0=ea N 1=ua N 1=ua N2:装置的设计变量:装置的设计变量——“u ”(1)装置的设计变量总数Niu精馏塔的精馏段和提馏段分别是一个串级单元,所以精馏塔Nr =2 。