分离工程复习2012

1 分离工程内容概要 第一章 绪论 1、物料平衡；2、相平衡；3、传质速率式； 4、热平衡；5、数学工具（插值法、迭代法、牛顿法） 第二章 精馏 （一）概述 1、精馏；2、理论板和板效率；3、精馏与相平衡。 （二）气液平衡关系 1、精馏原理 iViL 2、平衡关系

1）一般式iViViLiLiiiffxyK/

2）低压条件iiiiypKxp，iiiiiyPKxP 3）中压条件,()iiiVPiiVPKP（理想溶液）、,()iiLiiVPiiVPKP（非理想溶液） 4）高压条件PPxyKiViPViiLiiii)(, 3、平衡关系的应用 1）、泡点计算； ①关系式：1iixK ②步骤： 2）、露点计算； ①1/iiKy ②步骤 3）、用相对挥发度表示的泡点和露点方程

①泡点方程：kjkijiixxy 2

②露点方程：kjkijiyyx// 4、平衡汽化和平衡液化 5、绝热闪蒸

1）关系式LVFLhGhFh、LVLFhhhhe、eKzxiii)1(1 2）计算步骤 （三）物料衡算 1、清晰分割 1） 清晰分割条件；2）清晰分割内容 3） 两种清晰分割的物料衡算方法及关系式

①11liihlfddD、 1hiihlfwwW

②liilDhDhhfwxxd11、hDhDlWlWnhihDliihDilxxxxxfxfw,,,,,1,111 2、非清晰分割物料衡算 1） 非清晰分割条件 2） 物料衡算 （汉斯克方程）









hllhihhiwdwdwdwdloglogloglog

loglog



3、确定塔顶、塔底的产品数量和组成的计算步骤 （四）精馏工艺计算 1、最小理论板计算简捷法：

lhWlhDhlmxxxxNloglog1和lhWlhDhlmxxx

x

Nloglog2

2、最小回流比 1）关系式 3

eqztihitih1,, 、mtihiDtihRx1,,,





2）牛顿法关系式：的求解：2/0hhlh； ezftihitih,,)(、2,,)()(tihitihzf、)(/)(1iiiiff 3）最小回流比确定步骤 3、操作回流比：min0.2~2.1RR 4、理论级（板）数







2/112.117114.541exp1xxxx

y

其中： 1RRRxm 1SSSym 5、实际板数及板效率、全塔效率、等板高度 1）板效率 ①245.0,,49.0FLtlhTE

②LFLMMThVLE301.0)lg(25.0lg30.067.1lg, ③491.0823.0AET 2)等板高度 ①78.1)20/(16.00AHETP (cP4) ②21.019.00)50()20/(BHETP （cP4）

6、进料位置确定： mlhWlhFhlnlhFlhDhlxxxxxxxxmn,,log/loglog/log 7、简捷法计算步骤 第三章 特殊精馏 一、基本概念 4

1、特殊精馏意义和分类 2、恒沸精馏和萃取精馏 1）定义；2）用途； 二、非理想溶液相平衡 1、非理想溶液相平衡类型 2、活度和活度系数 3、活度系数的确定：

1）范拉尔方程：22211121211lnxAxAA 21122212121lnxAxAA

2）NRTL方程：2121212122212122121221)()(lnGxxGGxxGx 



2212121212121221212212)()(lnGxxGGxxG

x



其中：)exp(211221aG )exp(121212aG RTgg/)(221212 RTgg/)(112121

3）威尔模型

①二元物系121221212112221211)ln(lnxxxxxxx





212112121221212122)ln(lnxxxxxxx

②三元物系





3322311311331221133323221121133212112213321211)ln(lnxAxAxAAxAxxA

x

xxAxAxxxxAxxx





3322311322332211233313122112233221121123322112)ln(lnxAxAxAAxxAxA

x

xAxxAxxAxxAxxAx 5





2332211233322311322313122113332231131133223113)ln(lnAxxAxAxAxAxA

x

xAxxxAxAxxxAxAx

RTVVALL122112exp 

RTVVALL211221exp

RTVVALL133113exp 

RTVVALL311331exp

RTVVALL233223exp 

RTVVALL322332exp

4）沃尔模型 )()(2)())(2()(lg3223313311321332112122122121xxxxxxxx





)()(2)())(2()(lg2332212211231223113133133131xxxxxxxx





)()(2)())(2()(lg1331121122122113223233233232xxxxxxxx





5）基团贡献法： 3、二元液液平衡：1111xx 2222xx 121xx 121xx 三、恒沸精馏 1、恒沸现象、恒沸物分类、恒沸点特征 2、恒沸精馏原理—三角相图 3、恒沸剂量确定 4、恒沸精馏主要流程 1）自夹带流程；2）非均相恒沸精馏流程；3）均相恒沸精馏流程；4）变压精馏流程 5、自夹带恒沸精馏物料衡算

FxxxxWwwwF2,1,2,1 FxxxxWwwFw2,1,1,2 6

塔1： 11111,1WyxxxGw 或 11111,1WyxyxLw 111WGL 操作线方程：1,111wmmxRxRy 111RGL 111RGW 6、自夹带理论板数确定步骤 四、萃取精馏 1、萃取精馏特征和基本原理 1）萃取精馏定义 萃取精馏是在原溶液中添加较原溶液中各组分的沸点均高、不与被分离物系中任何组分形成恒沸物的萃取剂，有效地改善了原溶液组分间的相对挥发度，从而实现有效分离原溶液的一种精馏操作。 2）萃取精馏特征 ①与常规精馏塔比较，萃取精馏塔增加了溶剂回收段，其作用回收溶剂， ②萃取精馏一般气相进料，以塔内保持萃取剂的恒摩尔流。 ③一般萃取剂摩尔分数控制在0.4~0.9之间，存在最佳萃取剂浓度。 3）萃取精馏原理

① 0)()()(lg2112122131212xxxxx

SS

S





②组分1与萃取剂形成正偏差的非理想溶液、组分2与萃取剂形成负偏差的非理想溶液可显著改变原组分间相对挥发度 ③对于组分1与萃取剂形成正偏差、组分2与萃取剂形成负偏差的三元物系，萃取剂浓度愈大，改变相对挥发度效果愈加明显，一般适宜的萃取剂浓度Sx在0.4~0.9之间。

2、萃取剂的选择 3、萃取精馏工艺流程 1）气相进料萃取流程

①精馏段：LSSxS 提馏段：LSSLSSxS ②萃取剂从塔顶部入塔