化工分离工程 重点.docVIP

精馏是借助多级平衡手段提高产品（液体混合物）纯度的一种蒸馏操作。 精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异，通过逐级平衡实现组分分离。 普通精馏不适合于以下状况的物料： 1、相对挥发度接近1的组分；2、待分离组分间形成恒沸物； 3、待分离组分是热敏物质；4、待分离组分是难挥发组分，且含量低。 理论板符合以下三条假设： 1）进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质，使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡； 2）在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀，板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同； 3）该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离，不存在夹带、泄漏。 相平衡常数K 组分i的相平衡常数定义为： Wilson方程 特点：1、仅需用二元参数即能预计多元系的活度系数；2、适用范围广，对极性互溶系统有较高的正确度；3、活度系数方程包括了温度影响。 缺点：不能预计液液平衡时的活度系数。 NRTL方程 特点：1、适用于汽液平衡（VLE），也适用于液液平衡（LLE）；2、需要有关二元系的三个模型参数才能预测多元相平衡；3汽液平衡的预测精度比威尔逊差，含水系统预计精度甚好。 UNIQUAC方程 特点：具有NRTL的优点，适用于分子大小相差悬殊的混合物。 关键组分：进料中按分离要求选取的两个组分（大多是挥发度相邻的两个组分），它们对物系的分离起着控制作用，且它们塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的，因而在设计计算中起着决定性作用。挥发度大的为轻关键组分，挥发度小的称重关键组分。 芬斯克方程：用于计算全回流操作时，达到规定分离要求所需要的最少理论板数Nm。 恩德吾特方程：用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。 吉利兰关联式： 常用的特殊精馏 ① 萃取精馏：添加萃取剂改变体系中各组分的汽液平衡关系。 ② 恒沸精馏：添加物与分离组分形成恒沸物改变汽液平衡关系。 ③反应精馏：添加物与体系中的某组分反应生成新物质，从而改变原分离体系的汽液平衡关系。 萃取精馏是通过加入适当选择的分离媒介以改善被分离组分间的气液平衡关系。 恒沸物的形成是由于组成溶液的各组分分子间不相似，混合时引起与理想溶液偏差的结果。 实际板与理论板的差异 ① 板上汽液两相平衡的差异。理论板假设流体离开板时，汽液两相达到平衡；而实际板往往未真正达到平衡。 ② 板上两相混合程度的差异。理论板假设板上汽液两相各自完全均匀混合；而实际板通常都存在不均匀现象。 ③ 板上停留时间的差异。理论板假定板上流体均匀流动，停留时间 一致；而实际板流动不均匀，停留时间有明显差异。 ④ 两相夹带的差异。理论板假设流体离开板时两相完全分离；而实际板往往存在汽相雾沫夹带和液相泡沫夹带。 系统物性对板效率的影响 （1）液相粘度 粘度高，气泡大，传质界面小；粘度高，液相扩散系数小，传质速率降低。所以，粘度高的液相板效率较低。温度升高能降低粘度，提高板效率。 （2）相对挥发度 相对挥发度大，相当于汽相溶解度低，平衡线斜率m大，液相流动阻力大，板效率低。 （3）表面张力和表面张力梯度 泡沫状态时，表面张力对板效率的影响较小；喷射状态时，其影响有所增加。 表面张力梯度的影响分三种情况： ① 正系统：轻组分表面张力低于重组分的。适合于在泡沫状态下操作。 ② 负系统：轻组分表面张力高于重组分的。适合于在喷射状态下操作。 ③ 中性系统：两组分表面张力接近。两种状态操作均可。 正系统更适合在泡沫状态下操作，负系统则在喷射态下操作更好，这是因为正系统泡沫稳定性好，不易破裂而聚并，因此传质面积大，有利于效率提高，对负系统，情况刚好相反，泡沫不稳定，传质面积小，效率降低。负系统之所以适合喷射状态下操作，是因为此时液滴不稳定，易破碎断裂成更细液滴，气液两相传质界面变大，有利于提高效率；相反，正系统液滴稳定，不利于相界面增大，效率降低。 第三章 吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同，而达到分离目的传质过程。 相平衡曲线比较 ①物理吸收，溶质的浓度ci～气相中的平衡分压pi呈线形关系，不存在浓度界限（适宜高压或高浓度气体的脱除）。 气膜控制的条件是：易容气体 液膜控制的条件是：难容气体 ②化学吸收，ci↑有极限，pi 急剧升高而超过同浓度下的物理溶解之平衡分压；适用于低压、低浓度下高净化度的吸收过程。 双膜论理论要点 ① 流动状态 气液接触界面两侧有一层稳定的滞流膜，它不同于流体力学的滞流边界层。 ② 传递方式 在膜两侧的主体流动区内物质的浓度趋于一致，滞流膜内的传质方式以分子扩散来实现，传质阻力由气相主体、气膜、界面、液膜和液相主体的阻力叠加而成，但主要集中在气膜和液膜层。 ③ 界面状况 界面无阻力，气液两相在界面立即