4物流的安排
a.安排走管程的物流
一般是高温物流、较高压强物流、腐蚀性较强的物流、较脏的物流、易结垢的物流、对压力降有特定要求的物流、容易析出结晶的物流等。
b.安排走壳程的物流
一般是粘性较大的物流、流量较小的物流、给热系数较小的物流等。
5管子
a.管径
满足压降要求，一般推荐选用管径19mm以上的管子；
对于易结垢的物料，为方便清洗，宜采用外径为25mm以上的管子；
对于有气-液两相流的工艺物流，一般选用大直径（如32mm）的管子；
对于直接火焰加热时多采用76mm的管径。
6传热的强化途径
强化传热过程就是指提高冷、热流体间的传热速率。
a.增大传热面积S
b.增大平均温度差Δtm
c.增大总传热数K
要提高K值，就必须减小各项热阻，减小热阻有以下方法:
1）选用导热系数大的材料制造的热交换器
2）加大流速（可减弱结垢层的形成和增厚）
3）防止结垢和及时地清除结垢层，以减小去垢热阻
第五章
1蒸发操作的目的
①提高水溶液中溶质的浓度；
②浓缩溶液和回收溶剂；
③以蒸发制备纯净的溶剂；
④溶剂脱臭；
⑤放射性废液的处理
2进行蒸发操作的必备条件
热能的不断供给，生成蒸汽的不断排除（一般采用冷凝法）。
3与传热比较，蒸发具有的特点
蒸发操作的实质是在间壁两侧分别有蒸汽冷凝和溶液沸腾的传热过程，所以蒸发器也是一种换热器。
与一般换热器比较，具有以下特点：
①蒸发物料是溶有不挥发溶质的溶液
在加热蒸汽温度一定时，蒸发溶液时的温差比蒸发纯溶剂的温差低，浓度越大，这种影响越显著。
②蒸发时气化的溶剂量很大，需消耗大量的蒸汽
一般采用多效蒸发提高加热蒸汽的经济性。
③蒸发物料具有某些特性，应据物料特性选择适当的蒸发方法与设备
4常见蒸发器的使用范围
夹套式蒸发器效率较低，传热面积较小。
用于制糖、制药和小型化工中。
标准式换热器适于结垢不严重、腐蚀性较小
的溶液浓缩。
悬筐式蒸发器适于易结晶、结垢溶液的蒸发；缺点：
结构复杂。
单位换热面积的金属耗量大。
水平管束式蒸发器适于热敏性物料的浓缩；由于汽液分离室的特殊作用，它还适用于发泡物料的浓缩。
外热式蒸发器氧化铝厂的蒸发器多采用这
种型式的，它适于处理易结垢
的溶液。
浸没燃烧式蒸发器适于强腐蚀、易结晶、易结垢物料的浓缩（如Na2SO4、磷酸、稀硫酸等）；缺点是二次蒸汽含烟气难以利用。
强制循环蒸发器适于易结晶析出、易结垢液体的浓缩，能耗较大；
升膜式蒸发器适用于稀溶液，热敏性及易起泡的溶液，最适于热敏性物料；不适于高粘度，易结晶，易结垢的溶液；较浓溶液的蒸发，汽化水量不多，难以达到所要求的二次蒸汽速度。
垂直管降膜式蒸发器适于粘度大、浓度高的料液。
5与升膜式蒸发器适用比较，降膜式的特点如下：
①降膜式蒸发器更适于热敏性溶液的蒸发；
（降膜式蒸发器没有静压强效应，不会由此引起温差损失；沸腾传热系数和温度差的关系不大，即在较低的传热温差下，传热系数也较大）
②降膜式蒸发器适用于蒸发量较小的场合；
（产生膜状流动的原因与升膜式的不同，前者是由于重力作用及液体对管壁的亲润力，而使液体成膜状沿管壁下流，即不像后者取决于管内二次蒸汽的速度。
）
③降膜式蒸发器要设置分布器
蒸发器的上部有液体分布器；分布还尽量安装得水平，以免液膜流动不均匀。
（升膜式蒸发器，则不需安装这类分布装置。
6据加热蒸汽的流程和料液的流向，分为三种流程：
并流（顺流）；②逆流；③平流
7蒸发设备选型的定性准则
①对于不发泡溶液或蒸发过程中无结垢和结晶生成的溶液可选自然循环式蒸发器，如标准式、悬筐式、水平管式或倾斜管式蒸发器。
②对于粘度高的溶液，可选用强制循环蒸发器、升膜或强制循环升膜式蒸发器，或刮板型蒸发器。
各种蒸发器适用的粘度范围如表。
③对浓缩过程中形成结晶的溶液，可选用标准型、强制循环型或盘管型蒸发器，也可选用刮板式。
④对蒸发时易结垢的溶液，可选用标准或强制循环型蒸发器。
⑤对易发泡溶液，可选用升膜式或强制循环蒸发器，水平管式或自然循环式蒸发器也可使用，对易发泡溶液不宜采用真空蒸发。
⑥对腐蚀性强的溶液，宜采用自然循环水平管式或标准或蒸发器。
⑦对热敏性溶液，宜采用膜式蒸发器，而且宜采用真空蒸发。
⑧在处理量大时，为了提高热经济性，减少蒸汽耗量，应采用多效蒸发或多级闪急蒸发器。
8蒸发器的设计程序
①依据溶液的性质及工艺条件，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强和冷凝器的压强等）及蒸发器的型式、流程和效数（最佳效数要作衡算才可确定）。
②依据蒸发器的物料衡算和焓衡算，计算加热蒸汽消耗量及各效蒸发量。
③求出各效的总传热系数、传热量和传热的有效温度差，从而计算出各效的传热面积。
④根据传热面积和选定的加热管的直径和长度，计算加热管数；确定管心距和排管方式，计算加热室外壳直径。
如果可以选用标准化的热交换器，则应进行选择计算而大确定具体型号。
⑤确定分离室的尺寸。
⑥其他附属设备的计算或确定。
第六章
1吸收操作的工程目的
（1）分离气体混合物，获得需要的目的组分
用洗油吸收焦炉气中的苯、甲苯和二甲苯等；
用水吸收合成氨厂放空中的氨；
用乙醇胺水溶液吸收烟道气中的二氧化碳
（2）净化合成用原料气
化工合成制得的粗原料气，大都是分组分混合物，常用吸收法除去其中的有毒性（指对催化剂）组分或无用组分。
（如合成氨的粗原料气—变换气，约含有20%~28%（体积分数）的CO2，最终需净化到含CO2为0.01%（体积分数）以下；还应脱除H2S、CO等对催化剂有毒的组分。
）
（3）制取溶液态的化工产品和半成品
盐酸、硝酸和硫酸的生产；
CS2氯化生产CCl4；
甲苯氧化生产苯甲酸；
丙烷氧化生产环氧丙烷等工艺过程
（不属于分离，而是制得液态产品）
（4）治理有害气体污染，保护环境
化学加工过程中排放出的一些尾气或废气，含有SO2、NO、NO2、H2S、HCN、HF、Cl2等有毒害作用的气体。
（选择碱性吸收剂吸收这些有毒的酸性气体以保护环境）
（吸收过程的工程目的并非是如此单一，往往是兼而有之）
2吸收剂选择原则
主要技术经济原则
①溶解度要大
a.完成给定任务所需吸收剂量较少，输送和再生的能耗亦低;
b.在吸收剂用量相同的条件下，吸收过程推动力大，可提高液相传质系数，从而可提高传质速率;
c.所需的传质设备尺寸也较小
②选择性要好
a.指对吸收目的组分的溶解度要大，而对其余各气体组分（又称惰气）的溶解度要小;
b.吸收剂的选择性可用选择性系数大小来衡量（目的组分溶解度与其他组分溶解度之比）;
c.吸收剂的选择性好，不但能减少惰性气体的溶解损失，而且还可以提高解吸所得溶质气体的纯度。
③再生性能好
a.吸收剂循环使用，吸收剂是需要再生（即解吸）的;
b.要求物理吸收剂溶解溶质的溶解度对温度、压力条件变化敏感。
（以利于升温、减压再生）
c.对化学吸收剂，应与溶质发生可逆的化学反应，以利于加热再生之;
d.吸收剂再生性能的优劣及耗能之多少，是评价吸收剂乃至于整个吸收过程经常性的重要指标。
④具有良好的物理性质
a.主要是指蒸气压宜低、粘度宜小、不易发泡;
b.可减少吸收剂的挥发性损失；
c.利于气-液两相的良好流动与密切接触，实现高效稳定的操作。
⑤具有良好的化学稳定性和热稳定性
保证在长期使用中较少地变质和降解。
⑥对金属设备腐蚀性宜小，尽可能无毒、不易燃烧
⑦廉价、易得
实际选择时，应根据吸收过程的主要要求，对可供选用的吸收剂做较全面的技术经济评价，择优选择之。
3.双膜的相际传质模型（W.G.Whitman和W.K.Lewis）
其基本假定是：
①接触的气液两相流体间存在有稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的停滞气膜和停滞液膜，膜层之外气液主体充分湍流;
②溶质组分A由气相主体到界面的传递视为以稳态分子扩散通过虚拟停滞气膜的传质；溶质组分A由界面到液相主体的传递视为以稳态分子扩散通过虚拟停滞液膜的传质;
③在两相界面上气液两相一经接触即达平衡，pAi=HcAi，亦即界面上无传质阻力。
根据以上三点假定，描述组分A稳态物理吸收的相际传质图象示于图6-7所示。
4塔设备的选择
选择塔设备，主要考虑如下指标：
①生产能力大即单位时间、单位塔截面的处理量大。
②分离效率高对板式塔是指每层塔板的分离程度大；对填料塔是指单位高度填料层所达到的分离程度大。
③操作弹性大最大气速负荷与最小气速负荷之比在，表明气速负荷波动较大时也能维持正常操作。
④流体阻力小气体通过每层塔板或单位高度填料层的压强降小。
⑤塔的结构简单，造价低廉，安装容易，维修方便，运转可靠
5填料吸收塔设计的主要任务和设计步骤
①根据生产任务和工艺要求确定流程;
②选择合适的填料；
③确定物系的气、液平衡关系；
④选择合适的吸收剂并计算其耗用量；
⑤传质系数的计算或选定；
⑥填料塔主要工艺尺寸和结构尺寸的计算与确定；
⑦塔内液体阻力的计算；
⑧喷淋量的校核；
⑨动力消耗计算与输送机械的选择；
⑩主要附属设备的选型与计算。
6填料的选择
吸收塔设计的另一个重要内容是选用合适的填料塔
①单位体积填料的表面积（即比表面积
）要大；
②单位体积填料层具有的空隙体积（即空隙率）要大；
③填料表面有较好的液体均匀分布性能，以避免液体的沟流及壁流现象；填料表面还要对吸收剂有较好的润湿性；
④气流通过填料层的阻力要小，并能在填料层中均匀分布，以使压降均衡、无死角。
这一点对大塔更为重要；
⑤制造容易、价格低廉，来源容易；
⑥具有足够的机械强度，但质量要轻；
⑦对于液体和气体均具有化学稳定性。
第七章
1.蒸馏分类：
简单蒸馏；平衡蒸馏；精馏
2.各种蒸馏方式比较
①简单蒸馏和平衡级蒸馏都只能使液体混合物得到有限的分离；
②精馏是利用液体混合物中各组分挥发度不同而将其分离，能使液体混合物得到很大程度上分离，产品可达到很高的纯度。
是一种最常用的蒸馏方式。
3.一套精馏装置包括：
塔体、再沸器、冷凝器和预热器、流体输送设备、管道、阀门和测量仪表等。
4.布置精馏流程要考虑以下几个问题：
①热能的充分利用
a.可利用的热量有塔顶和塔底产品的潜热和显热;
b.在可能的情况下可利用这些热量预热料液，减少加热蒸汽和冷凝水的消耗量，降低精馏操作的费用；
c.不同地方产生的热量的特点：
塔顶蒸汽冷凝放出的热量是多而温度不高；塔底残液带出的热量是量少而温度较高
d.热能利用方案应考虑操作是否容易控制，系统的流体阻力是否阻碍生产过程的正常进行。
②冷凝器、再沸器的安装位置
视塔的大小和操作是否方便而定：
小塔:
冷凝器安装在塔顶，再沸器在塔底，利用位差使冷凝液回流入塔；
大塔：
冷凝器在塔顶则安装、维修和清理不方便，可安装在较低位置，回流液用泵输送。
③冷凝器、再沸器的型式
可用夹套式、列管式、内盘管式；在塔外的一般用卧式列管式换热器。
④对于板式塔，还要考虑以下两个问题：
a.在每块塔板上气、液两相必须保持密切而充分的接触，为热、质传递过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减少过程阻力;
b.在塔内尽量使气、液两相呈逆流流动，以获取最大的过程推动力;
c.在总体上使两相为逆流流动，而在每一块塔板上两相则为均匀的错流流动。
5主要控制参数
①回流比；②塔底温度；③塔顶温度
6操作控制手段
①改变塔釜加热量；②改变加料量；③改变加料位置:
④改变回流液量等。
7设计的一般程序（以浮阀塔为例）
①搜集和整理物性数据；②确定系统流程、绘制流程草图；③工艺过程的计算，内容包括：
（1）确定塔顶、塔底产品的质量（一般由任务书确定）；
（2）根据已知条件确定塔顶、塔底操作压；
（3）进行全塔物料衡算；
（4）根据操作条件和有关数据作物系的t-x-y图；
（5）确定塔顶、塔底控制温度；
（6）选定进料状态，确定进料温度；
（7）求算最小回流比，确定操作回流比；
（8）求理论塔板数，确定加料位置；
（9）求算塔内温度分布，确定灵敏板位置；
（10）选取或求算全塔效率，确定实际塔板数、实际加料位置和实际灵敏板位置；
（11）进行全塔热平衡，求算塔顶冷凝，冷却器热负荷及冷却水消耗量；塔底再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量；决定是否对料液进行预热及有关热负荷的计算。
④浮阀塔结构设计、主要内容有：
（1）计算塔径、确定板间距；
（2）浮阀选型；
（3）塔盘选型；
（4）计算塔高；
（5）计算气、液进、出管口直径。
⑤塔内流体力学计算、校核、作负荷性能图；
⑥辅助设备选型计算；
包括再沸器、冷凝器、冷却器、预热器及输送机械等。
⑦编制设计说明书；
⑧绘制有关图纸。
8进料状态的选择
1）进料热状态将影响精馏塔的以下几个操作参数：
①回流比R；②塔釜供热量；③塔顶冷却水消耗量；④气、液相负荷及理论塔板数等。
2）选择最佳进料热状态的总前提
高效、低耗、经济效益最佳，并结合考虑现场条件。
9最适宜回流（即操作回流比）R的计算式
①一般要求时R=（1.2~2）Rmin
②精确要求时R=（1.25~1.30）Rmin
10怎样判断一个板式精馏塔的操作是否正常是否稳定
是否正常，主要看：
①塔板上是否有一定高度的液层；②雾沫夹带是否严重；③有无液泛现象；④塔板上液体的泄漏是否严重。
是否稳定，主要看：
塔顶温度是否稳定
第八章萃取设备
1.应用
宜采用萃取单元操作：
①液体混合物各组分的沸点非常接近，其相对挥发度接近1，采用蒸馏方法不经济；
②混合液中含有较多，且汽化潜热较高的易挥发的组分，特别是该组分又不是所需的产品（如稀硝酸中的水），采用蒸馏分离能耗过高；
③混合液在蒸馏时易形成恒沸物，不能采用常规蒸馏；
④混合液中待分离的组分属于热敏性物质，蒸馏时易分解、聚合或发生其他变化，则应选择萃取；
⑤提取稀溶液中有价值的组分；
⑥分离极难分离的金属，如锆与铪，钽与铌。
2优点
①一般在常温下操作，采用溶剂分离混合物，能耗远低于蒸馏方法；②萃取过程不受物系组分相对挥发度的限制，而取决于各组分的溶解度的差异。
3萃取设备的作用
性能良好的萃取设备，均能为两相充分混合和充分分离提供条件。
萃取设备应为萃取过程提供必要且适宜得传质条件，使液－液两相充分接触，同时伴有高度得湍流，保证两相间能迅速有效的传质，使两相能及时和完善的分离。
4萃取设备的特点
①萃取设备的一个重要指标是处理能力
通常用比负荷或比流速来表示。
比负荷是单位时间内通过单位设备截面的两相总流量，其单位可为m3/（m2·h）；比流速即空塔流速，通常用m/s表示。
②萃取设备的另一个重要指标是传质效率
对萃取塔来讲，一般用传质单元高度HTU或理论级当量高度HETS表示。
③用操作强度J作为综合评价设备处理能力和传质效率两方面的因素的指标
J表示萃取设备单位容积在萃取效率达到一个理论级时所能处理的物理量，因而它同时反映了设备的生产能力与萃取效率。
④除了处理能力和传质效率外，还有结构、操作等方面的特点。
5存在的问题
液、液两相密度差远小于气、液两相，随着两相中的溶质含量提高会逐渐趋近临界混溶
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