化工分离工程复习必备(简答题与名词解释).doc

(完整word)化工分离工程复习必备(简答题与名词解释)萃取精馏中，萃取剂在何处加入？为何？在进料板之上，与塔顶保持有若干块塔板。溶剂的沸点比被分离组分高，那样可以使塔内维持较高的溶剂浓度，及起回收溶剂的作用。从热力学角度和工艺角度简述萃取精馏中萃取剂的选择原则？热力学角度:溶剂的沸点要足够高,以避免与系统中任何组分形成共沸物;萃取剂应能使的体系的相对挥发度提高，即与塔顶组分形成正偏差，与塔底组分形成负偏差或者理想溶液.工艺角度:溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度;溶剂在操作中是热稳定的;溶剂与混合物种任何组分不反应；溶剂比不得过大;无毒、不腐蚀、价格低廉、易得.吸收塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？吸收过程是气相中的某些组分溶到不挥发吸收剂中去的单向传递过程。吸收剂吸收了气体中的溶质而流量不断增加,气体的流量则相应的减少，塔中气相和液相总流率向下都是增大的。吸附质被吸附剂吸附脱附机理？吸附质从流体主体通过分子扩散和对流扩散传递到吸附剂的外表面；吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结构的内表面；吸附质沿孔表面扩散并被吸附在孔表面上；吸附质从吸附剂的内表面脱附；吸附质沿径向扩散传递到吸附剂的外表面;吸附质从吸附剂的外表面扩散到流体主体。精馏过程全回流操作特点？不进料也不出料；无精馏段与提馏段之分;两板之间任一截面上上升蒸汽组成与下降液相组成相等；达到指定分离程度所需的理论板数最少.在萃取精馏中，由相对挥发度表达式分析,为什么加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度？ 在萃取精馏中,原溶液 汽相为理想气体，液相为非理想溶液， 对于特定物系，不可改变，要使只有增加，加S后可使.所以加入萃取剂后会提高原溶液的相对挥发度。精馏过程的热力学不可逆性主要由哪些原因引起的？精馏操作的热力学不可逆性，是由于进入层级的汽液两相的温度、压力和组成，与它们对应平衡的温度、压力和组成的差距所造成,因此在层级间汽液两相要进行传热和传质，损失了有效能，所以其不可逆性主要由压力差、温度差及浓度差引起的。固定床吸附过程中，什么是透过曲线？在什么情况下，吸附剂失去吸附能力需再生?透过曲线表示床出口流体中溶质的相对浓度随吸附时间的变化.对应馏出物最大允许浓度时间为穿透点时间tb，到达穿透点时吸附剂失去吸附能力需再生.萃取精馏的实质是什么?如何提高其选择性?实质：当原溶液中两组分沸点相近，非理想性不大时,加入溶剂与原组分形成非理想溶液从而改变原组分间的相对挥发度;当原溶液为非理想性大又难以分离时,萃取剂起到稀释的作用，从而减弱了原组分分子间的相互作用使其相对挥发度改变。提高选择性方法：（P115T3.24）选择的萃取剂应与组分1形成正偏差非理想溶液,与组分2形成负偏差的非理想溶液或理想溶液；若A120,则X10.5，若A120,则X10.5,当不满足次条件时，可采用萃取剂中间采出流程；萃取剂浓度增大，选择性也增大，但处理量减少，所以一般取Xs=0。60.8。什么事恒沸精馏？如何用三角相图求解恒沸剂用量？恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂使其与溶液中至少一个组分形成最低恒沸物，以增大原组分间的相对挥发度的非理想溶液的多元精馏，形成的恒沸物从塔顶采出,塔釜引出较纯产品,最后将恒沸剂与组分分离。如图,连接S与F、B与SA交点M是物料点，利用杠杆规则确定恒沸剂S的用量。恒沸精馏与萃取精馏的异同点：相同点：都加入第三组分，形成非理想溶液;都提高相对挥发度；都应用物料衡算、热量衡算和相平衡关系式。不同点：恒沸精馏加入恒沸剂形成恒沸物，沸点低，从塔顶出来;萃取精馏不形成恒沸物，沸点高,从塔底离开。逐级计算法计算起点的确定原则是：以组分的组成估算最精确、误差最小的那块板开始逐板计算。逐板计算进料位置的确定原则:使全塔理论板数最少为原则，看分离效果的好坏来确定。从塔底向上计算时，xlk/xhk越大越好，从塔项往下计算时,ylk/yhk越小越好。绝热闪蒸过程的特点：该过程是等焓过程，节流后压力减小，所以会有汽化现象现象发生,汽化要吸收热量，由于过程绝热,只能吸收本身热量，因此体系温度逐渐降低。萃取塔操作注意事项:汽液相负荷不均，液相负荷要远大于气相负荷；塔顶温度要严格控制；回流比不能随意调整。分离因子的特征和用途：根据实际产品组成，不受分离设备影响。分离因子与1的偏离程度用来表征组分i和j之间分离的难易程度，由于其随温度、压力变化不敏感，所以常作常数简化计算。普通精馏塔的可调设计变量是几个?试按设计型和操作型指定设计变量。普通精馏塔由4个可调设计变量.按设计型：两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量。萃取精馏塔如果不设回收段，把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内，将会产生什么后果，为什么？在萃取精馏中不设回收段,将会使入塔顶的萃取剂得不到回收,塔顶产品夹带萃取剂,从而影响产品的纯度,使塔顶得不到纯净的产品。恒沸剂的回收方法：a。冷疑分层；b.过冷分层；c.变压精馏d.萃取e盐析吸收的有利条件:低温、高压、高的气相浓度、低的液相浓度、高的用量、低的气相量。吸收因子对吸收过程的影响：吸收因子越大，对吸收有利，所需的理论板数越少，相对吸收率越高。在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度,在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小,热力学效率高。反应精馏的主要优点：(1)产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大;（3）反应热可由精馏过程利用;（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。多组分精馏与二组分精馏在含量上的区别:多组分精馏中关键组分的含量分布有极大值；非关键组分通常是非分配的；重、轻非关键组分别在进料板下、上形成恒浓区；全部组分均存在于进料板上，但进料板含量不等于进料含量。理想共沸剂特性：显著影响关键组分的汽液平衡关系；易分离及回收；用量少、汽化潜热低;与进料组分互溶但不起化学反应；无腐蚀、无毒;价廉易得.催化剂填装方式满足条件：使反应段催化剂床层有足够的自由空间，提供汽液相的流动通道以进行液相反应和气液传质；具有足够的表面积进行催化反应；允许催化剂颗粒的膨胀和收缩而不损伤催化剂;结构简单，便于更换。溶盐精馏中盐的加入方式：将固体盐夹在回流液中；将盐溶液与回流液混合；将盐加到再沸器中,以破坏共沸物。溶盐精馏优点：盐类完全不挥发,只存在与液相,不会发生汽化和冷凝问题;盐效应改变组分间的相对挥发度显著且用量少，可节约设备投资及降低能耗。缺点：盐的溶解和回收后循环输送等比较困难。分离过程:将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。机械分离过程：原料本身两相以上,所组成的混合物，简单地将其各相加以分离的过程.传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类.相平衡:混合物或溶液形成若干相，这些相保持着物理平衡而共存的状态.从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小状态，从动力学看，相间无物质的静的传递。相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度.泡点温度：当把一个液相加热时，开始产生气泡时的温度。露点温度：当把一个气体冷却时，开始产生气泡时的温度.气化率：气化过程的气化量与进料量的比值.冷凝率：冷凝过程的冷凝量与进料量的比。设计变量数：设计过程需要指定的变量数,等于独立变量总数与约束数的差。独立变量数：描述一个过程所需的独立变量的总数。约束数：变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目.回流比：回流的液的相量与塔顶产品量的比值。精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物,在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组成的过程。闪蒸：是连续单级蒸馏过程。该过程使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽或含难挥发组分较多的液体.全塔效率：理论板数与实际板数的比值.精馏的最小回流比特点:精馏时有一个回流比下， 完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多，回流比小于这个回流比,无论多少块板都不能完成给定的分离任务，这个回流比就是最小的回流比.实际回流比大于最小回流比。理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板。剩余曲线：表示单级间歇蒸馏过程中剩余液体组成随时间的变化.萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值.清晰分割：馏出液中除了重关键组分没有其他重组分，而釜液中除了轻关键组分没有其他轻组分的情况。萃取精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P，P体系中任何组分形成恒沸物,从塔底出来的精馏过程.共沸精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系，加入第三组分P,P体系中某个或某几个组分形成恒沸物，从塔顶出来的精馏过程.吸收过程:按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程。吸收因子：操作线的斜率（L/V)与平衡线的斜率（KI）的比值。绝对吸收率：被吸收的组分的量占进料中的量的分率。吸附平衡:在一定条件下，当流体与固体吸附剂接触时,流体中的吸附质将被吸附剂吸附,经过足够长的时间，吸附质在两相中的浓度不再变化时称达到吸附平衡.热力学效率:可逆功与实际功的比值。膜的定义：广义上定义为两相之间不连续的区间。膜分离过程：用天然或合成的、具有选择透过性的薄膜,以化学位差或电位差为推动力，对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯、或富集的过程。半透膜:能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜.渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透。反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透.吸附过程：当用多几性的固体处理流体时,流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程.表观吸附量:当用M千克的多孔性的固体处理体积是V的液体时，溶液原始浓度为Co，吸附达到平衡时的浓度为C，则表观吸附量（每千克吸附剂吸附的吸附质的量）为：a=V（Co-C）/m增强因子E：化学吸收的液相分传质系数（kL）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L) 。