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化工分离过程(习题课)

绪论蒸馏吸收萃取干燥膜分离contents目录

01绪论

通过分离过程去除原料或产品中的杂质，提高产品质量和纯度。去除杂质回收有用物质环境保护从混合物中回收有价值的物质，实现资源的有效利用。减少或消除有害物质对环境的排放，保护环境。030201化工分离过程的目的和意义

利用混合物中各组分的物理性质差异进行分离，如过滤、蒸馏等。机械分离通过传质过程实现混合物中各组分的分离，如吸收、萃取等。传质分离利用混合物中各组分的热力学性质差异进行分离，如精馏、结晶等。热力学分离化工分离过程的分类和特点

提高解题能力通过分析和解决不同类型的习题，提高解题能力和思维水平。掌握基本概念通过习题练习，加深对化工分离过程基本概念和原理的理解。培养实践能力通过实验操作和数据处理等环节，培养实践能力和动手能力。习题课的目的和要求

02蒸馏

蒸馏的基本原理利用液体混合物中各组分挥发度的差异，通过加热使部分组分汽化，再经过冷凝使汽化物重新变为液体，从而实现混合物中各组分的分离。蒸馏的类型简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏等。蒸馏的基本原理和类型

包括物料衡算、热量衡算、相平衡计算等。通过这些计算，可以确定蒸馏过程的操作条件、设备尺寸和分离效果等。描述蒸馏塔内气液两相流量和组成之间关系的方程。通过操作线方程，可以了解塔内各点的组成和温度，进而指导蒸馏塔的设计和操作。蒸馏的计算方法和操作线方程操作线方程蒸馏的计算方法

蒸馏塔的设计包括塔板类型选择、塔板间距确定、进料位置选择、回流比确定等。设计时需要综合考虑分离效果、设备投资、操作费用等因素。蒸馏塔的优化通过改进操作条件、优化设备结构等方式，提高蒸馏塔的分离效率、降低能耗和减少投资。常见的优化措施包括采用高效塔板、增加塔板数、提高回流比等。蒸馏塔的设计和优化

习题一某混合物由A、B两组分组成，其沸点分别为80℃和100℃。试设计一套简单蒸馏装置，将混合物中的A组分分离出来。要求画出装置示意图，并说明操作步骤和注意事项。习题二某精馏塔用于分离苯和甲苯混合物，进料组成为0.5（摩尔分数），要求塔顶产品组成为0.95，塔底产品组成为0.05。试计算该塔的回流比和最小理论板数，并画出操作线方程图。习题三某化工厂采用精馏方法分离乙醇和水混合物，进料组成为0.4（质量分数），要求塔顶产品组成为0.98，塔底产品组成为0.02。试设计一套精馏装置，包括塔板类型选择、塔板间距确定、进料位置选择等，并说明操作条件和优化措施。习题讲解与讨论

03吸收

利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度差异，将混合物中的一个或几个组分选择性地溶解于溶剂中，从而实现混合物的分离。吸收的基本原理根据吸收过程中混合物状态的不同，可分为气-液吸收、液-液吸收和固-液吸收等。吸收的类型吸收的基本原理和类型

包括物料衡算、热量衡算和相平衡计算等，用于确定吸收过程的操作条件和结果。吸收的计算方法描述吸收过程中各组分浓度沿塔高变化的关系式，是吸收塔设计和操作的重要依据。操作线方程吸收的计算方法和操作线方程

吸收塔的设计和优化吸收塔的设计根据给定的分离要求和操作条件，选择合适的塔型、塔径、塔高、填料类型等，并进行详细的流体力学计算和校核。吸收塔的优化通过改进操作条件、优化塔内件设计、采用新型填料等措施，提高吸收塔的分离效率和处理能力，降低能耗和投资成本。

习题一某化工厂采用吸收法处理含VOCs废气，要求将废气中的VOCs浓度从5000mg/m3降至50mg/m3以下。已知废气流量为10000m3/h，VOCs的分子量为100，吸收剂为水，吸收剂用量为废气流量的1.5倍。试计算该吸收过程的VOCs去除率和吸收剂的消耗量。习题二某石油化工厂采用液-液吸收法分离苯和甲苯的混合物。已知混合物中苯的质量分数为0.4，要求将苯的回收率提高至0.95以上。试选择合适的吸收剂和操作条件，并计算所需的塔径、塔高和填料层高度等参数。习题三某制药厂采用固-液吸收法处理含有机溶剂的废水。已知废水中有机溶剂的质量浓度为1000mg/L，要求将其降低至10mg/L以下。试选择合适的吸收剂和操作条件，并计算所需的塔径、塔高和填料层高度等参数。同时讨论该方法的优缺点及可能的改进措施。习题讲解与讨论

04萃取

利用物质在两种不互溶或部分互溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。萃取的基本原理根据萃取剂和被萃取物的性质，可分为液-液萃取、固-液萃取、超临界萃取等。萃取的类型萃取的基本原理和类型

萃取的计算方法包括物料衡算、相平衡计算、萃取剂用量计算等。操作线方程描述萃取过程中各相组成与操作条件之间关系的数学表达式，用于指导实际操作和预测分离效果。萃取的计算方法和操作线方程

萃取塔的结构设计根据分离要求和物料性质，选择合适的塔型、塔径、塔高等。要点一要点