化工原理下总复习

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1、第1章 精 馏,1 双组分气-液平衡 、相律、拉乌尔定律 、泡点、露点方程 、挥发度、相对挥发度、平衡线方程 、理想体系t-x、t-y、t-x-y、x-y 图 、非理想体系t-x-y、t-x、t-y、x-y图 2 平衡蒸馏与简单蒸馏 、平衡蒸馏：方式，流程; 物料衡算 能量衡算; 气-液平衡关系 、简单蒸馏：方式、流程、特点; 过程计算及讨论,3 精馏原理与流程,、一次汽化与冷凝 、多次部分汽化与多次部分冷凝 、多次部分汽化与部分冷凝分离方式的存在问题讨论 、精馏的必要条件 、精馏塔结构与各塔段作用 、精馏操作的一般流程,4 双组分连续精馏计算,、理论板概念、意义 、恒摩尔流假定及前提 、全塔

2、物料衡算及操作线方程 全塔物料衡算方程 操作线方程：精馏段方程及提馏段方程 进料热状况：原料入塔状况板物、热衡算 值参数意义及讨论 理论板数的求解：逐板计算法 再沸器和分凝器的理论板问题,、特殊情况下理论板数的求法,直接蒸汽加热; 侧线抽出塔 侧线输入塔 塔顶冷回流操作; 提馏塔操作（汽提、回收塔） 、回流比的影响及确定方法最大回流比与最小理论板数-芬斯克方程 最小回流比-挟点与恒浓区 最小回流比计算：解析法; 图解法 实际回流比确定原则：经济技术性（利弊分析）,、操作型问题计算,回流比对xW,xD影响 进料浓度xf对xw,xd的影响 灵敏板概念及作用，确定方法 、简捷法求理论板-吉利兰图应用

3、 、板效率概念：全塔效率，默弗里板效率，点效率联系与区别 、连续精馏过程的热量衡算： 冷凝器;再沸器 节能措施与进料热状态的关系,5 间歇精馏、恒回流比时间歇精馏的计算内容、恒馏出液组成时间歇精馏的计算内容 6 特殊精馏、问题的提出、分离原理、应用场所、恒沸精馏：挟带剂及要求、萃取精馏：萃取剂的确定、恒沸精馏与带取精馏的比较,第2章 吸收,1 吸收概述及气液相平衡 1、 概论吸收操作中术语、名词吸收操作方式分类吸收与精馏的区别、联系 、气体溶解度与亨利定律气体溶解度定义、单位 亨利定律：亨利常数与压强、温度的关系、几个亨利常数之间的关系气、液相浓度的表示方法,2 吸收传质机理与传质速率 、吸收

4、过程气-液两相间的传质 传质步骤; 传质阻力; 传质机理：分子扩散、对流传质. 、分子扩散与费克定律费克定律：）定律、符号与意义 ）在封闭系统中的应用）在非封闭系统中的应用 、气相中稳定分子扩散 等分子反向扩散 单向扩散与主体流动 气相传质速率方程,、液相中的稳定分子扩散 与气相中扩散的相同点与不同点; 扩散系数 、对流传质与对流传理论 涡流扩散传质 对流传质与涡流扩散的联系与区别 对流传质理论 ）双膜理论 ）溶质渗透理论 ）表面更新理论,、吸收速率方程,以气膜侧表示法; 以液膜侧表示法 界面浓度确定方法;总传质吸收系数与总传质速率方程的表示法 吸收系数之间的关系 吸收阻力讨论,3 吸收塔的设

5、计计算,、吸收塔的物料衡算与操作线方程物料衡算：全塔衡算，任意塔段衡算与操作线方程吸收剂用量的决定：最小液-气比实际液-气比确定的原则：经济性与技术性综合考虑关于并流吸收：操作线方程 过程特点 、填料吸收塔高度计算方法之一 填料塔高度计算公式 传质单元数与传质单元高度 传质单元数的求取 ）图解积分法）解析法：解吸因子法、对数平均浓度法 ）直接图解梯级法（Baker法）,、板式或填料式吸收塔高度计算方法之二 理论板与等板高度理论板的求取：图解梯级法、解析法（克莱姆塞法） 4 吸收系数 、影响吸收传质系数的因素 、吸收系数与传热系数的类比性 、吸收系数的侧定：经验公式及关联法，因次分析手段,5 解

6、吸及其他条件下的吸收,、解吸：解吸原理、方法、操作条件 解吸计算 、高浓度吸收：计算原则及总传质系数KYa与Y的关系 、非等温吸收：原因及解决方法 对平衡线的影响,第3章 塔设备,1 板式塔 、板式塔主要特点、塔板类型与结构塔板类型错流塔板的几种基本型式 ）泡罩板：结构、特点; ）筛板：结构、特点）浮阀板：结构、特点; ）喷射板：结构、特点 、板式塔的流体力学特性 塔板压降：干板压降、对传质的影响 液泛：现象，发生场合，利弊分析 雾沫挟带：现象，利弊分析 漏液：发生场所，影响 液面落差：产生原因，影响 操作弹性图：操作点及弹性比,2 填料塔,、基本结构与特点 、填料：性能参数：比表面、空隙率、

7、填料因子等 类型及结构：拉西环、鲍尔环、鞍形环、丝网填料等 、填料塔的流体力学性能 气、液相在塔中的分布情况 气体在填料层中的压降损失、载点、泛点及泛点气速; 液体在填料上的润湿作用 、填料塔的设计计算 计算内容：塔径、塔高、压降 等板高度法默奇公式 工业经验数据,第十一章 液-液萃取,概述 萃取原理; 基本术语 ; 一般流程 ; 杠杆规则 1 三元体系液-液平衡相图及萃取操作原理 、三元体系相图表示法：图形，浓度方向 、相平衡关系在相图中的表示： 几种互溶状态：完全互溶、部分互溶 平衡线（溶解曲线）和辅助（连结）线的求法-实验法; 分配系数及分配曲线 温度对溶解曲线的影响; 杠杆规则,、萃取

8、过程的相图表示：）混合组成及量 ）萃取、萃余相量) 适宜的萃取（溶剂）用量 ）以脱溶剂基表示的萃取、萃余相量 ）萃取操作的极限浓度 、萃取剂的选择原则：选择性，互溶度，萃取剂的回收难易性、物系影响。,2 萃取过程计算,、单级萃取 物料衡算 杠杆规则 、多级错流萃取流程 计算-座标图解法： 三角等边（等腰）座标图解及讨论 直角座标图解及讨论 解析法计算及讨论 、多级逆流萃取流程及特点 计算 ）S-B部分互溶计算：三角座标图解法及讨论 直角座标图解法及讨论 ）S-B完全不互溶：分配曲线为非直线时的图解计算 分配曲线为直线时的图解和解析计算）关于萃取剂用量讨论,习题讲解,1.连续精馏塔的加料状态有

9、等 种，如果某连续精馏塔再沸器的汽化量为40Kmol/h，加料量为50Kmol/h，塔顶回流比为2，馏出液的产量为30Kmol/h，则该塔的加料状态应为 。 2.在相同条件下将筛板塔、泡罩塔、浮阀塔进行相比，操作弹性最大的是 ，单板压降最大的是 ，造价最低的是 。 3.精馏塔设计时，若F，xf，xw，xD，V等条件均不变，将进料热状态从q1变为q1，设计所需理论板数将 。,某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回流操作时，已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔板的气相组成为 0.4 。 当分离要求和回流比一定时， 进料的值最小，此时分离所需的理论板数 。 某连续精馏塔, 已知其精馏

10、段操作线方程为y=0.667x+0.32,且塔顶产品量为100kmol/h，则馏出液组成xD=_ ,塔顶上升蒸气量V=_ 。,某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D，xD不变，则将 ，xw将 ，提馏段操作线斜率将 ，理论板数将 。 增加，减小，不变，增加,是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知 ，且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_。 当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推动力相应_。双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，JA,NA 及分别表示在传质方向上某截面处溶

11、质A的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1时，JA_JB ；NA_ NB,习题讲解,1.在板式精馏塔内分离某二元理想溶液。原料液流量为100kmol/h，饱和蒸气进料，进料组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率）。塔顶馏出液量和塔釜液量相同。塔顶为全凝器。塔釜用间接蒸汽加热。精馏段操作线方程为：y=0.8x+0.18 试求：1.塔顶和塔底产品的组成； 2.提馏段操作线方程式； 3.若平均相对挥发度为3，塔顶第一层塔板的液相默弗里板效率为0.6，求离开塔顶第二层塔板的蒸气组成。,4、解：1）物料衡算：,分离苯和甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜间歇蒸汽加热。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.47。

12、已知为饱和蒸汽进料，进料流量为150Kmol/h，进料组成为0.4（摩尔系数），操作回流比为4，馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液组成0.02。试求： (1)塔顶馏出液的组成；(2)精馏段及提馏段操作线方程。 （3）回流比与最小回流比的比值。,解：(1)由题意可知：DxD/FxF=0.97, 则 WxW/FxF=0.03,(2) 操作线方程,q=0 L=L+qF=RD =460=240kmol/h,(3)因饱和蒸汽进料，则q=0, yq=xF=0.4 ,用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流比取最小回流比的.倍，

13、所得塔顶产品组成为0.95，釜液组成为0.05，料液的处理量为100kmol/h料液的平均相对挥发度为，若进料时蒸气量占一半，试求：（1）提馏段上升蒸气量；（2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。,第二章 吸收,1)S1、S2、S3是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知 S1 S2 S3，且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_。 【答案】第3种最大，第2种次之，第1种最小 2)当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推动力相应_。 【答案】变小；变大；变小,3)低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，

14、而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数将 ， 气体出口浓度将 。 【答案】增大；下降 4)推动力（PP*）与吸收系数_相对应。 5)低浓度气体吸收中,已知平衡关系y = 2 x， kxa = 0.2Kmol/m3s，kya=210-4 Kmol/m3s，则此体系属_ 控制，总传质系数近似为kya= _ Kmol/m3s. 【答案】气膜 210-4,1.在直径为0.8m的填料吸收塔中，用水吸收分压为1330Pa的氨空气混合气体中的氨。经过吸收操作后，混合气中99.5%的氨被水吸收。已知入塔的惰性气体流量为1390Kg/h，水的用量为其最小用量的1.44倍。在操作平均温度为20，压强为101.3103Pa下，气液平衡关系为Y=0.755X；气相体积吸收总系数KY为314Kmol/（m3.h）。 试求所需填料层高度Z。,V,Lmin=,实际吸收剂用量为：L=1.4436=51.8Kmol/h,Y1=,Y2=0.0133(1-0.995)=0.0000665,