化工原理学习归纳.docVIP

一1、掌握蒸馏的特点、分类及原理（在双组分溶液的气液相平衡图上进行分析）。 蒸馏概念：是利用液体混合物中各组分挥发性的差异，以热能为媒介使其部分气化，从而在气相富集轻组分，液相富集重组分，使液体混合物得以分离的单元操作。 分离特点（1）蒸馏处理的对象为液体混合物，分离流程简单,可以直接获得所需要的组分.（2）应用广泛、历史悠久；不仅可以分离液体混合物,且可加压分离气体混合物及减压分离固体混合物.（3）以热能为推动力,热能消耗大。 蒸馏分类: (1)按蒸馏方式分简单蒸馏或平衡蒸馏：混合物各组分挥发性相差大，对组分分离程度要求不高。精馏：在混合物组分分离纯度要求很高时采用。特殊精馏：混合物中各组分挥发性相差很小，或形成恒沸液（azeotrope），不能用普通精馏，借助某些特殊手段进行精馏。 （2）按操作流程分:间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。连续精馏：多用于大批量工业生产中。 （3）按操作压力分 常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。减压蒸馏：常压下物系沸点较高热或具热敏性， 高温加热介质不经济。减压可降低操作温度。加压蒸馏：对常压沸点很低的物系， 蒸气相的冷凝不能采用常温水和空气等廉价冷却剂，或对常温常压下为气体的物 系（如空气）进行精馏分离，可采用加压以提高混合物的沸点。 （4）按混合物组分:多组分精馏：例如原油。双组分精馏：例如乙纯-水体系。 双组分溶液的气液相平衡图上进行分析：将组成为Xf、温度低于泡点的混合液 加热到泡点以上，其部分汽化，将气、液相分开，得组成为Y1的气相，X1的 液相，继续将Y1汽相部分冷凝，得Y2的气相，X2的液相，将Y2气相沿箭头 方向冷凝，得浓度更高的气相。相反将X1的液相部分汽化，则得X2ˊ和组成 为Y2ˊ的气相，依图中泡点线方向，则会得到浓度更高的液相。最终达到气、 液两相的纯化分离。 一3、掌握恒沸点，恒沸混合液，相平衡常数、挥发度，相对挥发度的概念。 恒沸点:t—x—y图上液相线与汽相线在某点重合,两相组成相等,常压下该点的组成为恒沸组成.相应的温度即为恒沸点.有最低恒沸点和最高恒沸点两种. 恒沸液: t—x—y图上液相线与汽相线在某点重合,两相组成相等,常压下该点的组成为恒沸组成,该点溶液称为恒沸液,恒沸组成随压强而变,理论可改变压强来分离,但实际不可行. 相平衡常数K:表示气液平衡时气相组成与液相组成之间的关系与平衡温度之间的关系的常数K, Ki 并非常数，当p一定时， Ki 随温度而变化。Ki 值越大，组分在气、液两相中的摩尔分数相差越大，分离也越容易。对于易挥发组分，Ki 1，即 yi xi。 yi 和 xi 分别表示 i 组分在互为平衡的气、液两相中的摩尔分数。 挥发度VA：组分在气相中的平衡蒸气压（分压）与在液相中的摩尔分数的比值。溶液中各组分的挥发性由挥发度来量衡. 对纯组分液体，其挥发度就等于该温度下液体的饱和蒸气压。 相对挥发度(::溶液中两组分挥发度之比称为相对挥发度(. ( 是相平衡时两个组分在气相中的摩尔分数比与液相中摩尔分数比的比值，由其大小可以判断该混合液能否用蒸馏方法加以分离以及分离的难易程度。( 1，表示组分 A 较 B 易挥发；( 值越大，两个组分在两相中相对含量的差别越大，越容易用蒸馏方法将两组分分离；若( =1，此时不能用普通蒸馏方法分离该混合物。 一5、掌握精馏操作流程、精馏段，提馏段的概念及作用。 原料液预热器加热到指定温度后,送入精馏塔的进料板,在进料板上与自塔上部下降的回流液体汇合,逐板溢流,最后流入塔底再沸器中.在每层板上,回流液体与上升蒸气互相接触,进行热和质的传递过程.操作时连续地从再沸器取出部分液体作为塔底(釜残液),部分液体汽化,产生上升蒸气,依次通过各层塔板.塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝,并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体,其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品(馏出液). 精馏段—加料板以上的塔段: 气相中的重组分向液相（回流液）传递，而液相中的轻组分向气相传递，从而完成上升蒸气的精制。 提馏段—加料板以下的塔段: 下降液体（包括回流液和料液中的液体部分）中的轻组分向气相（回流）传递，而气相中的重组分向液相传递，从而完成下降液体重组分的提浓。 一7、掌握回流比的概念、对精馏塔理论板数的影响及适宜回流比的选择方法。 回流比R：精馏段中下降液体的摩尔流量L与塔顶产品（馏出液）流量的比值R。塔所需的理论板数，塔顶冷凝器和塔釜再沸器的热负荷均与回流比有关。精馏过程的投资费用和操作费用都取决于回流比的值。 设备费用影响：R=Rmin 时，需无穷多块塔板数，故设备费用为无穷大。只要 R 稍大于Rmin，所需理论板数急剧减少，设备费用随之剧减。随 R 的增大，理论板数减小的趋势渐缓。R 进