分离工程复习资料

第一章 绪论 第三章 精馏 一、学习目的与要求 一、学习目的与要求 通过本章的学习，能对传质分离过程有一个 通过本章的学习，使学生掌握精馏分离过程总体了解。 的基本原理、流程及其简捷计算；了解塔内流量、二、考核知识点与考核目标 浓度和温度分布特点。 （一）、化工分离操作在化工生产中的重要性二、考核知识点和考核目标 （一般） （一） 多组分精馏过程分析（重点） （二）、分离过程的分类和特征（次重点） 识记：关键组分、清晰分割和非清晰分割的 识记：分离过程的分类和特征，传质分离过定义。 程的分类和特征。 识记：分配组分、非分配组分的含义。 （三）、分离因子的含义和计算方法 应用：塔内流量、液相浓度和温度分布特点。 第二章 多组分分离基础 理解：分析最小回流比下恒浓区的部位。 一、学习目的与要求 （二） 最小回流比（重点） 通过本章的学习，使学生正确理解相平衡热 应用：用恩德伍德法计算最小回流比。 力学中的基本概念，掌握平衡常数、泡点、露点 （三） 最少理论板数和组分的分配（重点） 和闪蒸过程的计算方法。 识记：全回流、最少理论板数的含义及芬斯二、知识考核点与考核目标 克公式。 （一）设计变量（重点） 理解：求最少理论板数的几种表示形式。 识记：设计变量、可调设计变量、固定设计 应用：确定最少理论板数及塔顶和塔釜组分变量的含义。 的分配。 （二） 设计变量的确定（重点） (四) 实际回流比和理论板数（重点） 理解：设计变量、可调设计变量、固定设计 应用：实际回流比、理论板数、适宜进料位变量的确定分法。 置的确定。 (三) 相平衡条件（重点） （六）非清晰分割法的计算流程（重点） 识记：相平衡条件；汽液、液液平衡表示方 （七）萃取精馏的原理（重点） 法。 识记：萃取精馏、共沸精镏和特殊精馏的含 （四）相平衡常数（重点） 义。 识记：相平衡常数的含义；状态方程法、活 （八）萃取精馏的流程特点（次重点） 度系数法表示的汽液平衡常数。 识记：萃取精馏的流程特点。 应用：用状态方程法、活度系数法计算汽液 （九）萃取精馏溶剂作用原理和溶剂的选择平衡常数。 （重点） （五） 活度系数法计算汽液平衡常数的通式 理解：溶剂作用原理；溶剂选择原则。 及计算（重点） （十）萃取精馏过程分析（重点） 应用：用活度系数法计算汽液平衡常数的前 理解：分析萃取精馏过程特点。 三种简化形式计算汽液平衡常数。 （十一）共沸精馏的原理与萃取精馏原理的 （六） 泡点和露点计算（重点） 区别。（重点） 识记：泡点和露点的含义及四种计算类型。 识记：共沸精馏的原理与萃取精馏原理的区 （七） 相态判断（重点）。 别。 识记：核实闪蒸问题是否成立的两种方法。 （十二）共沸物的特征与共沸组成的计算（重 （八）等温闪蒸和绝热闪蒸过程 点） 应用：等温闪蒸和绝热闪蒸过程的推导及计 识记：均相共沸物和非均相共沸物的特征。 算。 理解：共沸组成的计算方法。 （十三）共沸剂的选择（重点）

1

理解：共沸剂的选择原则及加入量的分析。 (十四) 分离共沸物的双压精馏过程（重点） 应用：分离共沸物的双压精馏过程分析。

第四章 气体吸收和解吸

（一）吸收过程的流程（次重点）

识记：吸收过程的流程特点，吸收的定义和限度。

（二）多组分吸收过程分析（重点）

识记：简单分析吸收、吸收-解吸、吸收蒸出流程的特点。

理解：简单分析吸收塔内单向传质和浓度分布；吸收过程的热效应。

（三）多组分吸收的简捷计算法（重点） 识记：吸收因子、平均吸收因子和平均有效吸收因子、吸收率的含义。

应用：多组分吸收的简捷计算法。 第六章 分离过程及设备的效率和节能 一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生能简单分析并基本了解强化分离操作的途径。能正确理解分离过程能耗，了解评价分离过程耗能的评价和表示方法，掌握精馏过程节能的几种方法，对分离过程分离顺序的选择原则有所了解。

二、考核知识点与考核目标 （一）气液传质设备的效率及其影响因素（重点）

识记：理论版和实际板的区别。

理解：气液传质设备效率的几种表示方法及其影响板效率的主要因素。

（二）分离过程的最小功（重点） （三）净功消耗和热力学效率（一般）

（四）精馏的节能技术（重点）

（五）精馏过程的热力学不可逆性分析（重点）

（六）分离顺序的选择（重点）

第七章 其他分离方法 一、学习目的与要求

通过对各种分离过程特点进行比较使学生能正确选择分离技术。

二、考核知识点和考核目标

（一） 吸附分离技术（一般）

识记：了解吸附-脱附的机理和步骤。 （二）超临界萃取

识记：超临界流体的性质及特点，超临界萃取技术的优势。

（二） 膜分离技术

识记：膜分离技术的原理及优势

有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次的表达

本课程的考核目标共分为三个能力层次：识记、理解、应用，它们之间是递进等级的关系，后者必须建立在前者基础上。其具体含义为： 识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达，是低层次的要求。 理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。 应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。 二、自学方法指导

①学生自学时，应先阅读本大纲所列各章中的考核知识点和考核目标以便突出重点，有的放矢地掌握课程内容。

②在了解考试大纲内容的基础上，根据考核知识点和考核目标逐段阅读，逐句推敲，吃透每个知识点，对基本概念必须理解，对基本理论必须彻底弄清，并融会贯通，在头脑中形成完整的内容体系。

③在自学每一章节时，最好做阅读笔记养成习惯，把概念、原理、方法等加以整理，以加深对问题的认识、理解，在理解的基础上加以记忆，避免没有理解情况下的死记硬背；同时在对一些知识内容进行理解把握时，善于联系实际思考问题，从而达到深层次的认识水平。

④为提高自学效果，可以结合自学内容，多动手作一些练习，这也是达到理解、应会的好办法。

2

分离工程模拟试题

一、填空

1. 分离过程所加的分离媒介是 和 。 2. 相平衡常数Ki的定义是 。

3. 在变量分析中，固定设计变量通常指 。 4. 精镏中要指定 个关键组分，而吸收指定 个。 5. 用Underwood法求Rm时，θ的取值范围是 。

6. 在多组分吸收中，理论板一定时，吸收因子大的组分，吸收程度 ；分离要求一定时，若关键组分吸收因子大，理论板数 。

7. 当某组分在 中不存在时，该组分的相对吸收率与吸收率相等。

8. 塔板效率有多种表示方法，常用的三种方法有 。 9. 精镏和吸收操作在传质过程上的主要差别是 。

10. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有 、 、 和 等。

11. 分离成非纯产品比分离成纯产品消耗的最小功 。

12. 超滤是以 为推动力，按 选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。 二、分析与推导 1. 一单极分离如图所示

（1） 通过分析得出设计变量数，并回答如何指定； （2） 用物料衡算与平衡关系推导Xi,Yi的表达式

三、简答

1. 活度系数法计算气液平衡常数的通式为：

Lssv(ppyiipsm,ii)iiKivexp[]从以下几种情况讨论气液平衡常数的简化形式：

xiRTip（1） 气相为理想气体的混合物，液相为理想溶液；

（2） 气相为理想气体的混合物，液相为非理想溶液； （3） 气相为理想的气体混合物，液相为理想溶液； （4） 气相为理想的气体混合物，液相为非理想溶液。

2. 吸收因子的定义式是什么？由定义式说明有利于组分的吸收条件。 3. 默弗里（Murphree）板效率的定义是什么？

4. 分离过程中热力学效率的定义是什么？ 对于一个实际过程，为什么热力学效率必定小于1？ 四、计算

1. 已知乙烯精馏塔的进料组成如下（摩尔分数）：

编号

1

2

3

4

组分 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 XFi

0.01 0.45

0.50

0.04

若乙烯的回收率为99%，乙烷在馏出液中的浓度不超过1%，清晰分割法计算馏出液、釜液的量和组成；若全塔平均相对挥发度lh＝2.15，不对非关键组分校核，计算最少理论板数。

3

6. 炼厂气于30℃，506.5kPa下在一个26层板的吸收塔内用轻油吸收，板效率为20%，已知混合气体量（VN+1），吸收剂量（L0），及各组分相平衡常数（Ki）如下：

组分

A B C

D 2

2 0.5

E 0 290 很小

∑ 100 292

VN+1 I （kmol/h） 86 8 4 L0 i （kmol/h） 0 0 0

Ki 30 6 2

计算：（1）平均液汽比为3时B、D的吸收量。

（2）若关键组分D的相对吸收率提高到100%，其他条件不变，理论板数又是多少。

4