化工分离过程(总复习)省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化工分离过程化工分离过程ChemicalSeparationProcesses总复习总复习第1页2习题课纲领习题课纲领1主要知识点回顾主要知识点回顾1.1绪论绪论1.2单级平衡过程单级平衡过程 1.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算 1.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算 1.5分离设备处理能力和效率分离设备处理能力和效率 1.6分离过程节能分离过程节能 1.7其它分离技术和分离过程选择其它分离技术和分离过程选择 2考试题型考试题型3自由交流步骤自由交流步骤第2页31.1绪论绪论分离过程分类分离过程分类 分离过程分为分离过程分为机械分离过程机械分离过程和和传质分离过程传质分离过程两类。两类。传质分离过程用于各种均相混合物分离，分为传质分离过程用于各种均相混合物分离，分为平衡平衡分离过程分离过程和和速率分离过程速率分离过程。平平衡衡分分离离过过程程借借助助分分离离媒媒介介（如如热热能能、溶溶剂剂或或吸吸附附剂剂）使使均均相相混混合合物物系系统统变变成成两两相相系系统统，再再以以混混合合物物中中各各组分组分在处于平衡两相中不等同分配在处于平衡两相中不等同分配为依据而实现分离。为依据而实现分离。第3页41.1绪论绪论速速率率分分离离过过程程借借助助某某种种推推进进力力（如如浓浓度度差差、压压力力差差、温温度度差差、电电位位差差等等）作作用用，一一些些情情况况下下在在选选择择性性透透过过膜膜配配合合下下，利利用用各各组组分分扩扩散散速速度度差差异异而而实实现现混混合合物物分分离离操操作。作。分离媒介分为分离媒介分为能量媒介能量媒介（ESA）和）和物质媒介物质媒介（MSA）。）。第4页51.2单级平衡过程单级平衡过程 1、相平衡定义和条件、相平衡定义和条件相相平平衡衡：混混合合物物或或溶溶液液形形成成若若干干相相，这这些些相相保保持持着着物物理理平平衡衡而而共共存存状状态态。从从热热力力学学上上看看，整整个个物物系系自自由由焓焓处处于于最最小小状状态态，从从动动力力学学看看，相相间间无无物质传递。物质传递。第5页61.2单级平衡过程单级平衡过程 1、相平衡定义和条件、相平衡定义和条件 相相平平衡衡时时，各各相相T、P，组组分分在在各各相相化化学学位位相相同同（相平衡条件）。（相平衡条件）。第6页71.2单级平衡过程单级平衡过程 2、活度系数法表示、活度系数法表示Ki简化形式简化形式（1）汽相为理想气体，液相为理想溶液）汽相为理想气体，液相为理想溶液g-l平衡关系：平衡关系：（2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液）汽相为理想气体，液相为非理想溶液g-l平衡关系：平衡关系：第7页81.2单级平衡过程单级平衡过程（3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液）汽相为理想溶液，液相为理想溶液（4）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液第8页91.2单级平衡过程单级平衡过程 3、多组分物系泡点和露点计算、多组分物系泡点和露点计算（1）泡点）泡点T、泡点、泡点P、露点、露点T、露点、露点P定义定义精馏塔为全凝器时回流为何温度？分凝器？精馏塔为全凝器时回流为何温度？分凝器？塔底温度？塔底温度？（2）泡点温度和泡点压力计算）泡点温度和泡点压力计算Ki与与xi无关泡点温度计算无关泡点温度计算泡点方程：泡点方程：第9页101.2单级平衡过程单级平衡过程 求解泡点方程试差法，求解步骤以下：求解泡点方程试差法，求解步骤以下：假定假定T已知已知P得到得到Ki Kixi|f(T)|=|Kixi-1|YT=T设设，yi=KixiN调整调整T相对挥发度法相对挥发度法设设T（离泡点不远）（离泡点不远）得到得到PiST泡泡安托尼公式安托尼公式第10页111.2单级平衡过程单级平衡过程 前提条件：平衡常数和组成无关泡点温度计算（简化前提条件：平衡常数和组成无关泡点温度计算（简化K）泡点计算：泡点计算：泡点方程：泡点方程：目标函数形式：目标函数形式：求导式：求导式：按按Newton迭代式导出式：迭代式导出式：计算机计算（计算机计算（Newtow迭代法）迭代法）第11页121.2单级平衡过程单级平衡过程 泡点压力计算泡点压力计算理想物系：理想物系：汽相为理想气体，液相为非理想溶液汽相为理想气体，液相为非理想溶液第12页1312单级平衡过程单级平衡过程（3）平衡常数）平衡常数与组成无关露点温度计算与组成无关露点温度计算露点方程：露点方程：目标函数形式：目标函数形式：第13页141.2单级平衡过程单级平衡过程 设设T给定给定P由由P-T-K图查图查KiYxi,T 结束结束N调整调整Tf(T)0,T设设偏低，提升偏低，提升T。f(T)0,T设设偏高，降低偏高，降低T。露点计算方法同于泡点计算：露点计算方法同于泡点计算：1.试差；试差；2.用用iK计算；计算；3.电算。电算。第14页151.2单级平衡过程单级平衡过程 4、等温闪蒸、等温闪蒸 核核定定给给定定温温度度下下闪闪蒸蒸问问题题是是否否成成立两种方法：立两种方法计算闪蒸压力下进料混合物泡计算闪蒸压力下进料混合物泡点温度点温度TB和露点温度和露点温度TD。方法一：方法一：若若TBT闪蒸闪蒸TD，则闪蒸问题成立。，则闪蒸问题成立。第15页161.2单级平衡过程单级平衡过程 方法二：假设闪点温度就是进料泡点温度：方法二：假设闪点温度就是进料泡点温度：则：则：应该成立应该成立，假如，假如再假设闪蒸温度就是进料露点温度：再假设闪蒸温度就是进料露点温度：说明说明TBT。综合两种试算结果，只有综合两种试算结果，只有TBT TD成立，成立，才能才能组成闪蒸问题组成闪蒸问题。第16页171.2单级平衡过程单级平衡过程 闪蒸过程计算基本关系：闪蒸过程计算基本关系：汽液相平衡关系：汽液相平衡关系：物料平衡关系：物料平衡关系：热平衡关系：热平衡关系：归一化方程：归一化方程：（2-63）（2-64）（2-44）（2-65）（2-46）（2-45）第17页181.2单级平衡过程单级平衡过程 利用利用牛顿迭代法牛顿迭代法解解Rachord-Rice方程迭代方程方程迭代方程（2-71）（2-72）（2-73）第18页191.2单级平衡过程单级平衡过程 闪蒸过程计算步骤：闪蒸过程计算步骤：在给定温度下进行闪蒸计算，需要核实闪蒸问题是在给定温度下进行闪蒸计算，需要核实闪蒸问题是否成立（两种方法）；否成立（两种方法）；设定设定初值，利用初值，利用Rachord-Rice方程进行闪蒸迭方程进行闪蒸迭代计算；代计算；计算汽、液流率；计算汽、液流率；利用式利用式(2-67)和和(2-68)计算汽液两相组成。计算汽液两相组成。第19页201.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算1.3.1设计变量设计变量设计变量设计变量计算前，必须由设计者赋值变量。计算前，必须由设计者赋值变量。1、独立变量数、独立变量数NV（2）描述系统与外界能量交换和功交换变量数。）描述系统与外界能量交换和功交换变量数。NV=（C+2）+能量、功交换变量数能量、功交换变量数（1）物流独立变量数物流独立变量数第20页211.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算2、约束关系数NC确定（1）物料衡算式）物料衡算式c个个 （2）能量衡算式）能量衡算式1个个（3）相平衡式）相平衡式有有c（1）个）个（4）化学平衡式）化学平衡式（5）内在关系式）内在关系式指约定关系指约定关系3、设计变量、设计变量第21页221.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算4、求、求Na确定确定Nx进料条件进料条件压力级数压力级数5、单元设计变量数确实定、单元设计变量数确实定第22页231.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算6、装置设计变量 确定（1）按每一股单相物流有（）按每一股单相物流有（c+2）个变量计算进料物流所）个变量，计算进料物流所确定固定设计变量数；确定固定设计变量数；（2）确定装置中含有不一样压力数目；）确定装置中含有不一样压力数目；（3）上述两项之和即为装置固定设计变量数；）上述两项之和即为装置固定设计变量数；（4）将）将串级单元数串级单元数，分配器数分配器数，侧线采出单元数侧线采出单元数以及以及传热单传热单元数元数目相加，便是装置可调设计变量数。目相加，便是装置可调设计变量数。（*表表3-1中中Na=1单元）单元）（5）装置设计变量：）装置设计变量：第23页241.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算1.3.2多组分精馏过程多组分精馏过程1、相关概念、相关概念LK、HK、LNK、HNK，关关键键组组分分选选择择标标准准，分分配组分及非分配组分，恒浓区，夹点。配组分及非分配组分，恒浓区，夹点。关键组分关键组分精馏过程由设计者指定浓度或提出精馏过程由设计者指定浓度或提出分离要求（如指定回收率）那两个组分。分离要求（如指定回收率）那两个组分。结论：精馏塔中，结论：精馏塔中，温度分布温度分布主要反应主要反应物流组物流组成成；而；而总级间流量分布总级间流量分布则主要反应则主要反应热量衡算限制热量衡算限制。第24页251.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算清清楚楚分分割割馏馏出出液液中中除除了了HK外外，没没有有其其它它重重组分，釜液中除了组分，釜液中除了LK外，没有其它轻组分。外，没有其它轻组分。精精馏馏操操作作两两种种极极限限情情况况：Rm下下精精馏馏操操作作需需要要无无穷穷多多块块理理论论板板才才能能完完成成份份离离任任务务；全全回回流流意义、特点。意义、特点。2、恩恩德德伍伍德德法法计计算算最最小小回回流流比比步步骤骤，计计算算中中应应注意问题。注意问题。3、芬斯克公式几个形式、公式使用条件、芬斯克公式几个形式、公式使用条件，使用，使用中应注意问题。中应注意问题。第25页261.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算Fenske方程方程几个形式几个形式第26页2713多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算组分分配组分分配：将：将Fenske方程变形可得各组分流量分配。方程变形可得各组分流量分配。（3-12）第27页281.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算 由由吉吉利利兰兰图图或或由由耳耳波波和和马马多多克克斯斯关关联联图图求求N求求理理论论板板数数查查图图方方法法、步步骤骤、使使用用条条件件及及注注意意问问题。题。适宜进料位置确实定方法。适宜进料位置确实定方法。4、实际回流比、理论板数和适宜进料位置确定5、简捷法（、简捷法（FUG）设计精馏塔步骤）设计精馏塔步骤（1）依据工艺条件和经验数据确定对关键组分分离要求；）依据工艺条件和经验数据确定对关键组分分离要求；（2）按清楚分割作物料衡算，求）按清楚分割作物料衡算，求D、W、xiD和和xiW初值；初值；第28页291.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算（3）由）由xiD和和xiW计算塔顶和塔底温度及全塔相对挥发度计算塔顶和塔底温度及全塔相对挥发度平均值；平均值；（4）利用芬斯克方程求出）利用芬斯克方程求出Nm；（5）利用芬斯克方程计算非关键组分分配比，然后按非）利用芬斯克方程计算非关键组分分配比，然后按非清楚分割作物料衡算；清楚分割作物料衡算；（6）用恩德伍德公式求用恩德伍德公式求Rm；第29页301.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算（7）由吉利兰图或耳波和马多克斯图求）由吉利兰图或耳波和马多克斯图求N并确定适宜进料并确定适宜进料板位置；板位置；（8）由全塔效率求操作回流比下实际板数；）由全塔效率求操作回流比下实际板数；（9）由热量衡算求冷凝器和再沸器热负荷。）由热量衡算求冷凝器和再沸器热负荷。其中，（其中，（2）、（）、（4）、（）、（5）必须熟练掌握。）必须熟练掌握。第30页311.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算1.3.3萃取精馏和共沸精馏萃取精馏和共沸精馏1、相关概念、相关概念 特特殊殊精精馏馏、萃萃取取精精馏馏、共共沸沸精精馏馏，共共沸沸精精馏馏和萃取精馏异同点，溶液正偏差和负偏差。和萃取精馏异同点，溶液正偏差和负偏差。2、萃取精馏过程溶剂作用、萃取精馏过程溶剂作用第31页321.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算萃取精馏过程萃取精馏过程S作用可归纳为以下几点：作用可归纳为以下几点：（1）溶液性质影响，最好为与）溶液性质影响，最好为与1形成正偏差，与形成正偏差，与2形成形成负偏差体系；负偏差体系；（2）溶剂浓度影响（稀释作用）使原溶液中各组分）溶剂浓度影响（稀释作用）使原溶液中各组分作用减弱，作用减弱，S量要大（普通量要大（普通xS为为0.60.8）。）。3、萃取精馏过程溶剂选择标准及三种选择方法、萃取精馏过程溶剂选择标准及三种选择方法4、萃取精馏流程及萃取精馏塔分段、萃取精馏流程及萃取精馏塔分段6、萃取精馏操作设计特点、萃取精馏操作设计特点5、萃取精馏塔内流量分布、和浓度分布特点、萃取精馏塔内流量分布、和浓度分布特点第32页331.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算7、共沸物特征和共沸组成计算、共沸物特征和共沸组成计算（1）共沸物特征：）共沸物特征：a共沸点对应共沸组成共沸点对应共沸组成x=y;b过了共沸点，轻、重组分交换；过了共沸点，轻、重组分交换；c原料组成在共沸点一侧，可得一纯组分和一共沸物。原料组成在共沸点一侧，可得一纯组分和一共沸物。第33页341.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算（2）共沸组成计算（简单过程）共沸组成计算（简单过程）第34页351.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算8、能能设设置置采采取取双双塔塔分分离离均均相相共共沸沸物物和和非非均均相相共沸物精馏流程共沸物精馏流程。9、确定连续操作共沸精馏两端产品几点考虑、确定连续操作共沸精馏两端产品几点考虑（1）精馏产品不但与塔分离能力相关，还与全部进）精馏产品不但与塔分离能力相关，还与全部进料组成所在区域相关；料组成所在区域相关；（2）加入）加入S对精馏影响（量要适当）；对精馏影响量要适当）；（3）共沸剂加入位置。）共沸剂加入位置。第35页361.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算10、共沸精馏和萃取精馏比较、共沸精馏和萃取精馏比较共同点：共同点：都加入都加入S使使；计算所用基本关系都是物量衡算、计算所用基本关系都是物量衡算、热量热量衡算和相平衡关系。衡算和相平衡关系。不一样点：不一样点：（1）共沸精馏中所用）共沸精馏中所用S最少与被分离物料中一个组分形成最少与被分离物料中一个组分形成共沸物，萃取精馏无此限制；共沸物，萃取精馏无此限制；（2）共沸精馏中）共沸精馏中S从塔顶蒸出，消耗热能较大；从塔顶蒸出，消耗热能较大；（3）萃取精馏只可用于连续操作；）萃取精馏只可用于连续操作；（4）共沸精馏）共沸精馏T较低，更适合分离热敏性物料。较低，更适合分离热敏性物料。第36页371.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算1.3.4吸收和蒸出过程吸收和蒸出过程1、相关概念及基本知识、相关概念及基本知识 物物理理吸吸收收、化化学学吸吸收收、关关键键组组分分定定义义，吸吸收收和和蒸蒸出出流流程程，吸吸收收和和精精馏馏区区分分，塔塔顶顶和和塔塔底底吸吸收收程程度度，最最小小液气比、相对吸收率、吸收率、相对蒸出率、蒸出率。液气比、相对吸收率、吸收率、相对蒸出率、蒸出率。2、吸吸收收因因子子A定定义义式式，在在吸吸收收中中意意义义及及影影响响原原因。因。第37页381.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算3、物理吸收过程和精馏过程比较、物理吸收过程和精馏过程比较相同点相同点：均属于传质分离过程。：均属于传质分离过程。不一样点不一样点：精馏过程是精馏过程是气液相双向传质气液相双向传质，利用组分挥发度不一样实现，利用组分挥发度不一样实现分离，物理吸收过程是气相分子向液相分离，物理吸收过程是气相分子向液相单方向分子扩散和传单方向分子扩散和传质过程质过程，利用组分在吸收剂中溶解度不一样实现分离。，利用组分在吸收剂中溶解度不一样实现分离。精馏指定精馏指定两个关键组分两个关键组分分离要求，而吸收只能指定分离要求，而吸收只能指定一个关一个关键组分键组分。第38页391.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算精馏引入精馏引入能量媒介能量媒介，吸收引入，吸收引入物质媒介物质媒介。精馏塔普通是精馏塔普通是一股进料两股出料一股进料两股出料，吸收塔有，吸收塔有两股进料和两股进料和两股出料两股出料。因为吸收液从塔顶注入，富气（原料气）由塔底加入，因为吸收液从塔顶注入，富气（原料气）由塔底加入，吸收过程放出溶解热，所以吸收塔内吸收过程放出溶解热，所以吸收塔内从塔顶到塔釜从塔顶到塔釜，关键关键组分气、液相浓度都是上升组分气、液相浓度都是上升，普通情况下，普通情况下，温度也是逐步温度也是逐步上升上升。精馏塔内可视作。精馏塔内可视作恒摩尔流恒摩尔流计算，并可按计算，并可按清楚分割清楚分割和和非清楚分割对物料进行预分配。非清楚分割对物料进行预分配。第39页401.3多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算选定选定关键组分关键组分及其及其吸收率吸收率；确定确定最小液气比最小液气比和和操作液气比操作液气比；计算计算理论板数理论板数N（3-82）；）；计算计算其它组分吸收率其它组分吸收率；求求v1，y1，L0，lN，xN等。等。4、吸收过程设计计算步骤：、吸收过程设计计算步骤：第40页411.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算1、平衡级、平衡级MESH方程方程（1）物料衡算式（）物料衡算式（M）（2）相平衡关系（）相平衡关系（E）第41页421.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算（3）摩尔分率加和式（）摩尔分率加和式（S）S方程用于求各板温度。方程用于求各板温度。（4）热量衡算式（）热量衡算式（H）H方程用于求各板气液相流量。方程用于求各板气液相流量。第42页431.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算2、逐层计算用基本方程、逐层计算用基本方程（1）相平衡方程（）相平衡方程（E）露点方程露点方程 泡点方程泡点方程 第43页441.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算（2）物料衡算方程（操作线方程）物料衡算方程（操作线方程）3、逐板计算法步骤、逐板计算法步骤 从上向下计算时塔顶采取部分冷凝器及塔顶采取全凝从上向下计算时塔顶采取部分冷凝器及塔顶采取全凝器时步骤；从下向上计算时计算步骤。器时步骤；从下向上计算时计算步骤。进料位置及计算中值确定。第44页451.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算4、适宜进料位置确实定及计算结果校核、适宜进料位置确实定及计算结果校核 从上往下算时（操作关系从上往下算时（操作关系xi，j-1yi，j）从下往上算时（操作关系从下往上算时（操作关系yi,j-1xi,j）第45页461.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算5、计算起点确定（1对只有）对只有LNK物系，物系，D预计比较准确，从预计比较准确，从塔顶开始逐层计算；塔顶开始逐层计算；（2）对只有）对只有HNK物系，物系，W预计比较准确，从预计比较准确，从塔釜开始逐层计算；塔釜开始逐层计算；（3）对现有）对现有LNK又有又有HNK物系，可分别从两端物系，可分别从两端开始往进料处逐层计算。开始往进料处逐层计算。第46页471.4多组分多级分离严格计算多组分多级分离严格计算 三三对对角角线线距距阵阵法法是是最最惯惯用用多多组组分分多多级级分分离离过过程程严严格格计计算算方方法法，它它以以方方程程解解离离法法为为基基础础，将将MESH方方程程按按类类型型分分为为三三组组，既既修修正正M方方程程、S方方程程和和H方方程程，然然后后分分别别求解。求解。在在泡泡点点法法计计算算中中，利利用用修修正正M-方方程程计计算算液液相相组组成成；利利用用S-方方程程在在内内层层循循环环中中计计算算各各级级温温度度；利利用用H-方方程程在在外外层层循环循环中计算中计算气相流率气相流率。6、三对角线距阵法、三对角线距阵法7、泡点法、泡点法第47页481.5分离设备处理能力和效率分离设备处理能力和效率气液传质设备处理能力影响原因气液传质设备处理能力影响原因气液传质设备处理能力影响原因气液传质设备处理能力影响原因5.1.15.1.1液泛液泛液泛液泛雾沫雾沫雾沫雾沫夹带夹带夹带夹带压力压力压力压力降降降降停留停留停留停留时间时间时间时间第48页491.5分离设备处理能力和效率分离设备处理能力和效率实际板与理论板差异实际板与理论板差异理理 论论 板板实实 际际 板板1.离开板气液相浓度抵达平衡；抵达平衡要无限长时间。影响原因：塔板结构、流动情况和物性等。2.气液两相气液两相完全混合完全混合，板上浓度均一；板上浓度均一；板上液相浓度径向分布，液体入口处浓度高，进入气相各点浓度不相同。3.均匀流动，各点均匀流动，各点停留停留时间相同时间相同；不均匀流动，各点停留时间不一样。4.无雾沫夹带、漏液、无雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等液相泡沫夹带等。有雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等。有雾沫夹带漏液、液相泡沫夹带等。第49页501.5分离设备处理能力和效率分离设备处理能力和效率气液传质设备效率表示方法气液传质设备效率表示方法气液传质设备效率表示方法气液传质设备效率表示方法5.1.2.15.1.2.1全塔全塔全塔全塔效率效率效率效率板板板板效率效率效率效率点点点点效率效率效率效率等板等板等板等板高度高度高度高度第50页511.5分离设备处理能力和效率分离设备处理能力和效率气液传质设备效率影响原因气液传质设备效率影响原因气液传质设备效率影响原因气液传质设备效率影响原因5.1.2.25.1.2.2传质传质传质传质速率速率速率速率流型流型流型流型混合混合混合混合雾沫雾沫雾沫雾沫夹带夹带夹带夹带物性物性物性物性第51页521.6分离过程节能分离过程节能1、相关概念、相关概念-Wmin,T意义：表示分离过程能耗最低限。意义：表示分离过程能耗最低限。分离最小功、热力学效率、等当功、有效能定分离最小功、热力学效率、等当功、有效能定义、多效精馏等。义、多效精馏等。热力学效率热力学效率等当功等当功有效能定义式有效能定义式第52页531.6分离过程节能分离过程节能2、等温等压分离理想气体和理想溶液耗功规律、等温等压分离理想气体和理想溶液耗功规律将将等等分分子子混混合合物物分分离离成成两两个个纯纯组组分分时时所所需需-Wmin,T要要比比分分离离其其它它混混合合物物所所需需-Wmin,T要要大大。此此时时无无因因次次最最小小功功为为0.6931。同同一一进进料料组组成成yA,F，分分离离成成两两个个纯纯组组分分比比分分离离成成两两个个非非纯组分所需纯组分所需-Wmin,T要大，产品纯度越高，要大，产品纯度越高，-Wmin,T越大。越大。等温分离理想溶液混合物等温分离理想溶液混合物-Wmin,T与等温分离理想气体与等温分离理想气体混合物相同。混合物相同。第53页541.6分离过程节能分离过程节能3、等温分离非理想物系最小功耗规律、等温分离非理想物系最小功耗规律若溶液为若溶液为正偏差正偏差时（即时（即），等温），等温分离分离-Wmin,T将比分离理想溶液时小；将比分离理想溶液时小；若溶液为若溶液为负偏差负偏差时（即时（即），等温），等温分离分离-Wmin,T将比分离理想溶液时大；将比分离理想溶液时大；对于对于完全不互溶完全不互溶体系（即体系（即）-Wmin,T等于零。等于零。第54页551.6分离过程节能分离过程节能4、精馏过程净耗功计算、精馏过程净耗功计算5、分离过程热力学效率普通规律、分离过程热力学效率普通规律 只依靠外加能量分离过程，热力学效率较高；只依靠外加能量分离过程，热力学效率较高；除加入除加入ESA，还需加入，还需加入MSA分离过程，热力学效率分离过程，热力学效率较低；较低；速率控制分离过程热力学效率更低。速率控制分离过程热力学效率更低。第55页561.6分离过程节能分离过程节能6、精馏过程热力学不可逆原因、精馏过程热力学不可逆原因 三传不可逆性：三传不可逆性：（1）流体流动是有压力差）流体流动是有压力差；（2）传热时有一定温差；）传热时有一定温差；（3）传质过程有浓度差。）传质过程有浓度差。7、提升精馏过程热力学效率路径、提升精馏过程热力学效率路径（1）降低流动过程压力差，变板式塔为填料塔）降低流动过程压力差，变板式塔为填料塔是降低提升生产能力主要路径；是降低提升生产能力主要路径；第56页571.6分离过程节能分离过程节能（2）减小塔顶冷凝器和塔底再沸器温度差）减小塔顶冷凝器和塔底再沸器温度差,常常采取高效换热器或改进操作方式；采取高效换热器或改进操作方式；（3）在在较较小小R或或不不一一样样R（设设中中间间再再沸沸器器或或中中间间冷冷凝器）下操作，降低传热传质不可逆性，凝器）下操作，降低传热传质不可逆性，提升热力学效率；提升热力学效率；（4）采取双效或多效精馏。）采取双效或多效精馏。第57页581.6分离过程节能分离过程节能8、对普通精馏塔塔序选择经验规则、对普通精馏塔塔序选择经验规则按相对挥发度递减次序逐一从塔顶分离出各组分；按相对挥发度递减次序逐一从塔顶分离出各组分；最难分离组分应放在塔序最终；最难分离组分应放在塔序最终；应使各塔馏出液和釜液摩尔流率尽可能靠近；应使各塔馏出液和釜液摩尔流率尽可能靠近；分离回收率很高组分塔应放在塔序最终；分离回收率很高组分塔应放在塔序最终；进料含量高组分尽可能提前分出。进料含量高组分尽可能提前分出。第58页591.7其它分离技术和分离过程选择其它分离技术和分离过程选择 1膜通常是由什么材料制成？膜通常是由什么材料制成？2膜分离与精馏过程最大区分？膜分离与精馏过程最大区分？3膜分离过程特点？膜分离过程特点？4列出五种最常见膜分离过程并给出每一个过程列出五种最常见膜分离过程并给出每一个过程工业应用实例。工业应用实例。5简述吸附过程优点和缺点。简述吸附过程优点和缺点。6简述吸附质被吸附剂吸附简述吸附质被吸附剂吸附脱附机理。脱附机理。思索题思索题第59页602考试题型考试题型4、计算题、计算题（11+12，共，共23分）分）1、填空题、填空题（每小题（每小题2分，共分，共30分）分）2、选择题、选择题（每小题（每小题2分，共分，共20分）分）3、简答题、简答题（5*4+7，共，共27分）分）第60页