《分离工程课程总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分离工程课程总结（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 1Southwest Petroleum University 化工分离基础Separation Processes of Chemical Engineering主讲教师：主讲教师：刘刘 瑾瑾化学化工学院化工教研室化学化工学院化工教研室2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 2Southwest Petroleum University 课程总结课程总结2012-6-
2、13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 3Southwest Petroleum University 1 1、机械分离过程处理的对象及重要方法、机械分离过程处理的对象及重要方法 对象：对象：由两相以上所组成的混合物由两相以上所组成的混合物非均相混合物。非均相混合物。 重要方法：重要方法：过滤、沉降、离心分离、旋风分离等。过滤、沉降、离心分离、旋风分离等。 1 1 绪论绪论 一、分离过程的分类一、分离过程的分类 机械分离机械分离传质分离传质分离分离过程分离过程平衡分离平衡分离速率分离速率分离2 2、传质分离过程处理
3、的对象及特点、传质分离过程处理的对象及特点 对象：对象：各种均相混合物。各种均相混合物。 特点：特点：是有质量传递现象发生。是有质量传递现象发生。2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 4Southwest Petroleum University 1 1 绪论绪论 二、平衡分离过程的原理及重要方法二、平衡分离过程的原理及重要方法 1 1 1 1、原理、原理 借助借助分离媒介分离媒介使均相混合物系统使均相混合物系统变成两相系变成两相系 统统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同，再以混合物中各
4、组分在处于相平衡的两相中不等同 的分配为依据而实现分离。的分配为依据而实现分离。 分离媒介：分离媒介：能量媒介、物质媒介能量媒介、物质媒介 如何变成两相系统：如何变成两相系统：将能量加入（取出）混合物，使混将能量加入（取出）混合物，使混 合物的压力或温度变化，转化成两相，如蒸发、精馏、合物的压力或温度变化，转化成两相，如蒸发、精馏、 结晶。加入另一相物质作为分离剂，如吸收、萃取、吸结晶。加入另一相物质作为分离剂，如吸收、萃取、吸 附。附。 2 2 2 2、重要方法、重要方法 蒸发、精馏、结晶、吸收、萃取、吸附、蒸发、精馏、结晶、吸收、萃取、吸附、 离子交换、干燥、萃取精馏、共沸精馏、浸取、泡沫
5、吸离子交换、干燥、萃取精馏、共沸精馏、浸取、泡沫吸 附、超临界萃取等。附、超临界萃取等。2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 5Southwest Petroleum University 三、速率分离过程的原理及重要方法三、速率分离过程的原理及重要方法 1 1、原理、原理 在某种推动力在某种推动力( ( ( (浓度差、压力差、温度差、浓度差、压力差、温度差、 电位差等电位差等) ) ) )的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，的作用下，有时在选择性透过膜的配合下， 利用各组分扩散速率的差异实现组分
6、的分离。这类过利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。这类过 程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成 上的差别。上的差别。 2 2、重要方法、重要方法 膜分离：微滤、超滤、反渗透、渗析等。膜分离：微滤、超滤、反渗透、渗析等。 场分离：场分离：热扩散等。热扩散等。1 1 绪论绪论 2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 6Southwest Petroleum University 四、分离过程的一般原则四、分离过程的一般原则均相体系的分离过程为不可
7、自发进行的过程均相体系的分离过程为不可自发进行的过程， 需要提供专门的过程设备，并要消耗相当的能量或需要提供专门的过程设备，并要消耗相当的能量或 化学试剂，才能达到分离的目的，否则分离不可能化学试剂，才能达到分离的目的，否则分离不可能 实现。实现。分离过程的一般原则：分离过程的一般原则：分离设备分离设备分离剂 （能量或物质）原料或混合物产品1 产品2 残余物1 1 绪论绪论 2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 7Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程
8、单级平衡分离过程 一、相平衡一、相平衡 1 1 1 1、相平衡条件、相平衡条件各各相的温度、压力相同，各相组分的化学位（逸相的温度、压力相同，各相组分的化学位（逸 度）也相等。度）也相等。 2 2 2 2、汽液平衡关系的表示、汽液平衡关系的表示L iV iff=PxPyiL iiV i=OL iiiiV ifxPy=iiixyK/=jiji jiijxxyyKK/=2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 8Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分
9、离过程 3 3 3 3、汽液相平衡常数的计算方法、汽液相平衡常数的计算方法V iL iiK/=状态方程法状态方程法活度系数法活度系数法PfKV iOL iii/= =RTPPVPPKs iL im V is is ii i)(exp,计算汽液平衡常数公式的各种简化形式及使用条件计算汽液平衡常数公式的各种简化形式及使用条件P P P P- - - -T T T T- - - -K K K K列线图列线图2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 9Southwest Petroleum University
10、 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 二、多组分系统的泡露点计算二、多组分系统的泡露点计算 1 1 1 1、基本概念、基本概念泡点温度、泡点压力、露点温度、露点压力泡点温度、泡点压力、露点温度、露点压力 2 2 2 2、泡露点计算所需的方程、泡露点计算所需的方程 ), 2 , 1(cixKyiii=相平衡方程11= =ciiy归一方程相平衡常数关联式 ), 2 , 1(),(ciyxPTfKi=11= =ciix2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 10Southwest Petroleum
11、University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 3 3 3 3、泡露点计算的方法、泡露点计算的方法平衡常数与组成无关时平衡常数与组成无关时),(PTfKi=(1)(1)(1)(1)迭代法迭代法假设假设T/T/T/T/P P P P已知已知P/P/P/P/T T T T计算计算K K K Ki i i i计算计算y y y yi i i i计算计算y y y yi i i i判断判断y y y yi i i i =1=1=1=1？是是T T T T即为泡点即为泡点T T T TB B B B/P/P/P/PB B B B否否 调整调整T/T/T/T/P P P P2012-6-1
12、3Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 11Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 假设假设T/T/T/T/P P P P已知已知P/P/P/P/T T T T计算计算K K K Ki i i i计算计算x x x xi i i i计算计算f f f f( ( ( (T T T T/ / / /P P P P) ) ) )判断判断f f f f( ( ( (T T T T/ / / /P P P P) ) ) ) =0=0=0=0？是是T/T/T/T/P
13、 P P P即为露点温度即为露点温度T T T TD D D D/ / / /P P P PD D D D否否调整调整T/T/T/T/P P P P01)()/(1=iicixKPTf01)/()/(1=iciiKyPTf露点方程露点方程泡点方程泡点方程2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 12Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 (2)(2)(2)(2)相对挥发度法相对挥发度法=)(iiriir ixxy)(1 =iirrxK用于计
14、算平衡 时的汽相组成由Kr与温度的关系 即可求得泡点温度。=)/(/iriiri iyyx()=iriryK/用于计算平衡 时的液相组成由Kr与温度的关系 即可求得露点温度。2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 13Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 三、闪蒸过程计算三、闪蒸过程计算 1 1 1 1、概念：、概念：闪蒸操作、部分冷凝操作闪蒸操作、部分冷凝操作 2 2 2 2、计算方程、计算方程 总物料衡算总物料衡算VLF+=各组分物
15、料衡算各组分物料衡算iiiVyLxFz+=iiixKy=),(yxPTfKi=相平衡关系相平衡关系归一方程归一方程1, 111= =ciiciixy焓平衡方程焓平衡方程VLFVHLHQFH+=+2012-6-13Separation Processes of Chemical Engineering 主讲：化工教研室 刘 瑾 14Southwest Petroleum University 2 2 单级平衡分离过程单级平衡分离过程 3 3 3 3、闪蒸问题的核实、闪蒸问题的核实 方法一：方法一：分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压 力下进料混合物的泡点温度和露点温度。力下进料混合物的泡点温度和露点温度。 若若T T T TB B B B 1,1,1,1, 假设闪蒸温度假设闪蒸温度T T T T为进料组成的露点温度，若为进料组成的露点温度，若( ( ( (z z z zi i i i/ / / /K K K Ki i i i)1)1)1)1， 则闪蒸问题成立。则闪蒸问题成立。若若K K K Ki i i iz z z zi i i iT ?结束yesyesno打印结果计算露点计算露点T T T TD D D DTD1111；饱和液体进料（泡点进料）；饱和液体进料（泡点进
