化工分离工程知识点Word下载.docx
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2各个单元是依靠单元之间的物流而联结成一个装置，因此必须从总变量中减去那些多余的相互关联的物流变量数，或者是每一单元间物流附加（C+2）个等式。
6.什么叫清晰分割法，什么叫非清晰分割法？
什么是分配组分与非分配组分？
非关键组分是否就一定是非分配组分？
清晰分割法指的是多组分精馏中馏出液中除了重关键组分（HK）之外，没有其它重组分；
釜液中除了轻关键组分（LK）之外，没有其它轻组分。
非清晰分割表明各组分在顶釜均可能存在。
在顶釜同时出现的组分为分配组分；
只在顶或釜出现的组分为非分配组分。
15.实际板和理论板的差异表现在那些地方，这些差异的影响应用什么方法来处理？
实际板和理论板的差异
1）理论板假定离开该板的汽、液两相达到平衡；
2）理论板上相互接触的汽液两相完全混合，板上液相浓度均一，等于离开该板溢流液的浓度；
3）实际板上汽液两相存在不均匀流动，停留时间有明显差异；
4）实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。
为考虑上述各种差异的影响，引进了几种效率
1）全塔效率，又称为总板效率
2）Murphree板效率，又称干板效率
3）点效率
4）理论板当量高度（HETP）
5）传质单元高度
16.目前常用的效率有哪几种？
影响效率的因素有哪些？
全塔效率默弗里板效率点效率填料塔的等板高度
影响因素：
传质速率流型和混合效应雾沫夹带物性的影响
17.精馏过程的不可逆性表现在那些方面，节省精馏过程能耗有哪些措施。
精馏过程的不可逆性
1）流体流动，在流体流动时有压力降，当塔板数较多时，压力降也要加大，同时塔顶釜的温差也会加大，亦即
增大
2）传热
（1）一定温度梯度的热量传递
塔再沸器和冷凝器中介质存在温差，因温差传热过程而引起的有效能损失为
（2）不同温度物流的直接混合，塔内上升蒸汽与下流液体直接接触产生热交换时的温差，是使精馏过程热力学下降的重要因素
3）传质
通过一定浓度梯度的质量传递或不同化学位物流的直接混合。
即上升蒸汽与下流液体进行传质过程时，两相浓度与平衡浓度的差别。
节省精馏过程能耗的一些措施：
1）有效能的充分回收及利用；
2）减少过程的净耗功；
3）减少质量传递中的浓度梯度（
）；
4）多效精馏；
5）热泵精馏
设计一个脱乙烷塔，从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的相对挥发度和对产物的分离要求见设计条件表。
试求所需最少理论板数及全回流条件下馏出液和釜液的组成。
脱乙烷塔设计条件
编号
进料组分
mol%
1
CH4
5.0
7.356
2
C2H6
35.0
2.091
3
C3H6
15.0
1.000
4
C3H8
20.0
0.901
5
i-C4H10
10.0
0.507
6
n-C4H10
0.408
设计分离要求
馏出液中C3H6浓度≤2.5mol%
釜液中C2H6浓度≤5.0mol%
解：
根据题意，组分2（乙烷）是轻关键组分，组分3（丙烯）是重关键组分，而组分1（甲烷）是轻组分，组分4（丙烷）、组分5（异丁烷）和组分6（正丁烷）是重组分。
要用芬斯克公式求解最少理论板数需要知道馏出液和釜液中轻、重关键组分的浓度，即必须先由物料衡算求出
及
。
取100摩尔进料为基准。
假定为清晰分割，即
，
，则根据物料衡算关系列出下表：
组分
进料，fi
馏出液，di
釜液，wi
5.00
－
C2H6（LK）
31.89
3.11
C3H6（HK）
0.95
14.05
20.00
10.00
15.00
100.0
37.84
62.16
用式（3-11）计算最少理论板数：
为核实清晰分割的假设是否合理，计算塔釜液重CH4的摩尔数和浓度：
（摩尔分率）
同理可计算出组分4，5，6在馏出液中的摩尔数和浓度：
可见，CH4、i-C4H10和n－C4H10按清晰分割是合理的。
C3H8按清晰分割略有误差应再行试差。
其方法为将d4的第一次计算值作为初值重新做物料衡算列表求解如下：
35.0－0.05W
0.05W
0.025D
15－0.025D
0.6448
19.3552
10.0000
15.0000
D
W
解D和W完成物料衡算如下：
31.9267
3.0733
0.9634
14.0366
0.6448*
19.3552*
38.5349
61.4651
*需核实的数据
再用式（3-11）求Nm：
校核d4：
由于d4的初值和校核值基本相同，故物料分配合理。
1.某原料气组成如下：
组分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H12n-C5H12n-C6H14
y0（摩尔分率）0.7650.0450.0350.0250.0450.0150.0250.045
先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38℃，压力为1.013Mpa，如果要求将i-C4H10回收90%。
试求：
（1）为完成此吸收任务所需的最小液气比。
（2）操作液气比为组小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板数。
（3）各组分的吸收分率和离塔尾气的组成。
（4）求塔底的吸收液量
由题意知，i-C4H10为关键组分
由P=1.013Mpa，t平=38℃
查得K关=0.56（P-T-K图）
（1）在最小液气比下N=∞，A关=中关=0.9
=0.56
0.9=0.504
（2）
=1.1
0.504=0.5544
所以理论板数为
（3）它组分吸收率公式
计算结果如下：
进料量
相平衡常数Ki
被吸收量
塔顶尾气
数量
组成
76.5
17.4
0.032
2.448
74.05
0.923
4.5
3.75
0.148
0.668
3.834
0.048
3.5
1.3
0.426
1.491
2.009
0.025
2.5
0.56
0.99
0.90
2.250
0.250
0.003
0.4
1.386
4.455
0.045
0.0006
i-C5H12
1.5
0.18
3.08
1.00
1.500
0.0
n-C5H12
0.144
3.85
2.500
n-C6H14
0.056
9.9
4.500
合计
-
19.810
80.190
以CH4为例：
=
V1（CH4）=（1-
）VN+1=（1-0.032）
76.5=74.05
（3）塔内气体平均流率：
Kmol/h
塔内液体平均流率：
L=
由
=0.5544
=40.05Kmol/h
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