化工原理下册复习资料

第1章 蒸馏

1、 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）。

蒸馏的分离特点（1）蒸馏处理的对象—液体混合物，分离流程简单；（2）应用广泛、历史悠久；（3）以热能为推动力—热能消耗大

分类：（1）按蒸馏方式分：①简单蒸馏或平衡蒸馏：一般用在混合物各组分挥发性相差大，对组分分离程度要求又不高的情况下。○2精馏：在混合物组分分离纯度要求很高时采用。○3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 ），难以或不能用普通精馏加以分离时，借助某些特殊手段进行的精馏。

（2）按操作流程分

○

1间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。○2连续精馏：多用于大批量工业生产中。 （3）按操作压力分：○1常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。○2减压蒸馏：用于常压下物系沸点较高，使用高温加热介质不经济或热敏性物质不能承受的情况。减压可降低操作温度。○3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：○1多组分精馏：例如原油的分离。○2双组分精馏：例如乙纯-水体系的分离。

2、 画出简单蒸馏操作流程，原理及产品浓度特点。

简单蒸馏也称微分蒸馏，为持续加热，逐渐蒸馏的过程，是间歇非稳态操作。加入蒸馏釜的原料液持续吸热沸腾气化，产生的蒸气由釜顶连续引入冷凝器得馏出液产品。

特点：釜内任一时刻的气、液两相组成互成平衡。蒸馏过程中系统的温度和气、液相组成均随时间改变。任一时刻，易挥发组分在蒸气中的含量 y 始终大于剩余在釜内的液相中的含量 x ，釜内组分含量 x 由原料的初始组成 xF 沿泡点线不断下降直至终止蒸馏时组成 xE ，釜内溶液的沸点温度不断升高，蒸气相组成 y 也随之沿露点线不断降低。

3、 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：乙醇-水溶液物系的泡点线和露点线在M 点重合，该点溶液的泡点比两纯组分的沸点都低，这是因为该溶液为具有较大正偏差的溶液，组成在M 点时两组分的蒸气压之和出现最大值。M 点称为恒沸点，此溶液称为恒沸液。

相平衡常数：精馏计算中，通常用K i 表示i 组分的相平衡常数，其定义为: p K p o

i i = 式中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。 对于易挥发组分，Ki >1，即 yi > xi 。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。

挥发度：溶液中各组份的挥发性由挥发度来衡量，其定义为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。对双组分物系

νA 、νB ——溶液中 A 、B 两组分的挥发度。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。 x A ，x B ——溶液中A 、B 组分的摩尔分数。 相对挥发度：溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比，称为相对挥发度。用 α 表示 。

α 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。

4、 精馏操作流程、精馏段，提馏段的概念及作用。

精馏操作流程：原料液经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后，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产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气浸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）。塔顶回流和塔底再沸器产生上升蒸汽是精馏得以连续稳定操作的两个必要条件。

精馏段：加料板以上的塔段称为精馏段。其作用为：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i

i

i x y K =B B B A A A x p x p ==ννB B A A B A x p x p ==νναB

A B A B A B B A A K K x x y y x Py x Py ===α

递，从而完成上升蒸气的精制。

提馏段：加料板以下的塔段（包括加料板）成为提馏段。其作用为：下降液体（包括回流液和料液中液体部分）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。

5、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：用R表示，R=回流量/塔顶产品量=L/D，回流比是精馏过程计算不可缺的重要参数，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。

回流比对理论板数的影响：全回流时操作线和平衡线的距离为最远，达到相同的分离程度所需的理论板数最少。R↓，达到指定分离程度所需理论板数将增多。

回流比的选择：最适宜的 …… 此处隐藏：10993字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……