中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育《分離工程》綜合復習資料一、填空題請在下列選項中選擇：超濾屬于 C、 D過程；沉降屬于C ；共沸精餾屬于A、 B 過程。A.平衡分離B.傳質(zhì)分離C.機械分離D.速率分離膜分離的推動力可以是 壓差 、 電位差或 濃度差 。相平衡狀態(tài)下，從熱力學上看，整個物系自由焓處于 ；從動力學來看，相間 。寬沸程混合物閃蒸的熱衡算更主要地取決于 ，因此將熱衡算放在 循環(huán)中。進料推導Underwood公式所用假設是恒摩爾流 全塔對揮發(fā)度為常數(shù) 。進料根據(jù)右圖中恒濃區(qū)（陰影部分）的位置，HNK為 ，LNK為 。7.汽相為理想氣體，液相為非理想溶液時，活度系數(shù)法計算相平衡常數(shù)的簡化形式是。（6題）8.液液平衡的分離因子又稱為 相對揮發(fā)度。9.化學工業(yè)中最常使用的結(jié)晶技術(shù)是和。MESH方程分別指物料衡算方程 ； 相平衡方程 ； 歸一化方程 熱衡算方程 。分離過程是分的兩種或幾種產(chǎn)品的操作。平衡分離過程是借助 ，使均相混合物系統(tǒng)變成 ，再以混合物中各組分在處的兩相為依據(jù)而實現(xiàn)分離。傳質(zhì)分離過程用于各種 混合物的分離，其特點是有 發(fā)生，依的不同，傳質(zhì)分離過程又分過程過程?；疃认禂?shù)的基準態(tài)是指活度系數(shù)等于 的狀態(tài)。從動力學上講，相平衡是指相間 為零的狀態(tài)。膜分離過程包、微孔過濾、氣體分離等多種分離過程。恩特伍德公式的假設條件是）恒摩爾流 （） 全塔相對揮發(fā)度為常數(shù)由設計者指定濃度或提出要求的兩個組分稱為關鍵組分 ，其中相對易于揮發(fā)的組成為輕關鍵組分 ，不易揮發(fā)的組分稱為重關鍵組分 。相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，這些相保持的狀態(tài)。吸收過程是用液體處理氣體混合物，是利用 不同而達到分離有關組分的質(zhì)分離過程。分離媒介包括 和 。離子交換的步驟分為 、 交換反應、 五步。相平衡常數(shù)計算方法有 、 兩種計算方法。最小理論塔板數(shù)與 無關，只取決于 。萃取劑的作用是 和 。二、簡答題萃取精餾流程中，溶劑加入口如何確定？解釋原因。萃取精餾和共沸精餾的相同點和不同點是什么？畫出萃取精餾的流程簡圖，指出萃取劑的加入位置，并說明原因？當輕重組分均為分配組分和均為非分配組分兩種情況下，塔內(nèi)恒濃區(qū)的位置分布情況。8．物理吸收過程與精餾相比，傳質(zhì)特點是什么？吸收塔內(nèi)氣液相濃度和溫度如何變化？如何判斷閃蒸問題是否成立？簡述簡單分離塔序排列的五條經(jīng)驗原則。三、綜合題（20）對再沸器單元求相應設計變量數(shù)，要求寫出詳細步驟（5）QQLVoLo某原料含有ACDEα＞α＞α＞α＞α其中ECA B C D E（5分）3．如圖所示一精餾塔，進料為四組分。塔頂采用全凝器，塔釜采用部分再沸器。該塔通過側(cè)線采0.7MPa的壓力下，共沸組成變化為含甲乙酮50%。現(xiàn)有一甲乙酮和水的混合物，其中甲乙酮含量為T-x-y、BCDEα＞α＞α＞α＞αEA B C D E與C最難分離。試設計一個合理的精餾分離塔序，畫出流程示意圖，將各組分分為純組分。四、計算題（15）組分摩爾分率相對揮發(fā)度今有ABCD四元混合物送入精餾塔分餾，進料組成及相對揮發(fā)度見下表。要求餾出液中B的收率為9％（mo，釜液中D的收率為9％mo組分摩爾分率相對揮發(fā)度A0.210.71B0.34.76C0.11.57D0.41.0lg

LK

HK注：Fensk公式：N m

)LK,D HKlgLKHK設計一個脫乙烷塔，從含有4度見設計條件表，要求餾出液中乙烷的收率為9％，釜液中丙烯的收率為8％mol。試求最小理論板數(shù)及在全回流條件下餾出液和釜液的組成。編號脫乙烷塔的設計條件進料組分mol%α1甲烷10.07.352乙烷40.02.093丙烯25.01.004丙烷25.00.90二、簡答題1.或適當降低塔釜操作溫度進行調(diào)節(jié)。填料起分離作用。優(yōu)點:對于受平衡制約的反應，采用催化精餾能夠大大超過固定床的平衡轉(zhuǎn)化率。由于精餾作用移出物系中較重的污染物，使催化劑保持清潔，延長了催化劑的壽命。相同點：都是加入溶劑改變原溶液的相對揮發(fā)度，使其可以用精餾方法分離。不同點：可供選擇的共沸劑數(shù)目遠不及萃取劑多，且萃取劑用量不像共沸劑受限制；共沸劑從塔頂蒸出，萃取劑從塔底出，因此消耗能量多；簡單，只用于連續(xù)操作；同樣壓力下共沸精餾溫度低，適于熱敏性物料。答：加入位置：溶劑的加入口一定要位于進料板以上，但需要與塔頂保持有若干塊塔板。料板以上。但需要與塔頂保持有若于塊塔板，起回收溶劑的作用。SSSAB12A+BB+SS1：萃取精餾塔 溶劑回收塔答：假定：1)塔內(nèi)汽相和液相均為恒摩爾流率；2）各組分的相對揮發(fā)度均為常數(shù)；吸收塔內(nèi)從塔頂?shù)剿?，氣、液相濃度都是上升的，溫度也是上升的。后核實閃蒸溫度是否處于泡露點溫度之間。若該條件成立，則閃蒸問題成立。ΣKiziΣzi/KiΣKizi>1,說明ΣTD>TTB<T<TD成立，才構(gòu)成閃蒸問題。按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離出各組分；2）最困難的分離應放在塔序的最后；3）4）分離很高揮手率的組分的塔應放在塔序的最后；5）進料中含量高的組分盡量提前分出。三、綜合題解：Nv

7 Ne2C3cNeC4 N

C3

Ne1i x a解：EBCDEBCDDC解：固定設計變量NE：[2分]x一股進料：c+2=4+2=6一個壓力等級：1NxE=6+1=7固定設計變量指定2分：可調(diào)設計變量Na3分］3個串級： 3分配器： 1全凝器： 1側(cè)線采出單元再沸器： NE=7a設計型設計變量指定3分，注此題標準答案不止下述一種塔頂出料中輕關鍵組分濃度側(cè)線采出餾分中輕關鍵組分的濃度回流比適宜出料位置適宜進料位置解：濃度為35I，塔頂產(chǎn)品為含甲乙酮65I塔的塔底產(chǎn)品進入高壓塔I，塔釜為純甲乙酮，塔頂為含甲乙酮為50I的3IIIFIIIFIIIOMEKXF MEK解：A+B+C+D A B+C BA+B+C+D+ED CEB+C+D四、計算題1.解：由題意，組分B和D分別為輕、重關鍵組分，用公式計算最少理論板數(shù)： 0.980.99 lg

LK

HK

lg N m

LK,D HKlgLKHK

(10.99)= lg4.76進料進料餾出液釜液組分數(shù)量mol%數(shù)量mol%數(shù)量mol%=3.68583/0.6776=5.43948全回流下組分分配計算（假設100mol/h進料）由此計算非關鍵組分含量：以組分D為參考組分A200.219.99339.320.004960.01B300.329.457.820.61.22C100.11.05122.078.948818.21D400.10.40.7939.680.56合計10010050.8442100.0049.15376100.002解：假設100kmol/h進料,由題意，乙烷（2）和丙烯（3）分別為輕、重關鍵組分。用Fensk公式計算最少理論板數(shù)： lg LK,D HK

0.970.85 N

LK,D

HK

) lg(1m lg

LKHK

= lg2.09 d2=38.8kmol/h，w2=1.2kmol/h，d3=3.75kmol/h，w3=21.25kmol/h。由