化工原理精馏知识点

第5章 液体精馏

? 内容小结

气液相平衡相平衡方程全塔物料衡算物料衡算精馏段操作线提馏段操作线交点轨迹——q线简化：恒摩尔流假设（无加料无出料板）热量衡算求q值（加料板）冷凝器 Qc?V(IVD?ILD)再沸器 QB?V(IVW?ILW)

图解法方法逐板计算法捷算法压力设计型计算参数选择加料位置回流比Rmin?xD?yeye?xe全回流 yn?1?xn加料热状态复习题

1 蒸馏概述

蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。 轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分

例：蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。 答：均相液体混合物，挥发性差异， 造成气液两相系统

精馏操作压力的选择

减压蒸馏：降低了液体的沸点。应用场合：分离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系（避免采用高温载热体）。

加压蒸馏：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。应用场合：分离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。

第5章 液体精馏

? 内容小结

气液相平衡相平衡方程全塔物料衡算物料衡算精馏段操作线提馏段操作线交点轨迹——q线简化：恒摩尔流假设（无加料无出料板）热量衡算求q值（加料板）冷凝器 Qc?V(IVD?ILD)再沸器 QB?V(IVW?ILW)

图解法方法逐板计算法捷算法压力设计型计算参数选择加料位置回流比Rmin?xD?yeye?xe全回流 yn?1?xn加料热状态复习题

1 蒸馏概述

蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。 轻组分：混合物中的易挥发组分；重组分：混合物中的难挥发组分

例：蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。 答：均相液体混合物，挥发性差异， 造成气液两相系统

精馏操作压力的选择

减压蒸馏：降低了液体的沸点。应用场合：分离沸点较高的热敏性混合液，混合物沸点过高的物系（避免采用高温载热体）。

加压蒸馏：提高冷凝温度避免使用冷冻剂。应用场合：分离常压下呈气态的物系，馏出物的冷凝温度过低的物系。举例：脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时，冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却，石油气常压呈气态，必须采用加压蒸馏。

精 馏 实 验

一、实训目的

1．熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2．了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。 3．掌握精馏塔理论塔板数的计算方法。 4．测定全回流时的全塔板效率。 5．测定部分回流时的全塔板效率。

二、实训原理

在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。

回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。

回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，及无任何产品拆除，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实际意义。当时，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。

实际回流比常取最小回流比的1.2～2倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会几句恶化，分离效果也将变坏。

精馏塔的全塔板效率 精馏塔的全塔板效率E0为理

精馏

一、填空题：

801、精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低，系统的相对挥发度α ，溶液的泡点 ，塔顶蒸汽冷凝温度 （增大、减小、不变）

答案：增大，减小，减小

802、精馏分离某二元组分混合液（F,xF,q），要求塔顶xD，轻组分回收率?。设计时，若

加大回流比R，则精馏段液气比 ，提馏段液气比 ，所需理论板数

NT ，塔顶产品量D ，塔釜xW ，塔顶冷凝量QC ，塔釜加热量QR ，若R太大，过程的调节余地将 （增大、减小、不变）。

答案：增大，减小，减小，不变，不变，增大，增大，减小

803、精馏塔设计时，已知F,xF,xD,xW，进料热状态q?0.5时，所需塔板数为NT。试判

断下列参数变化并定性绘出操作线的变化：

（1）保持回流比不变，将进料状态由q?0.5改为q?1，则塔釜加热量QR ，塔顶冷凝量QC ，所需塔板数NT 。

答案：增大，不变，减小

（2）保持塔釜加热量不变，将进料状态由q?0.5改为q?1，则塔顶冷凝量QC ，所需塔板数NT

精馏测试题

一、填空题

（1）精馏操作的依据是（ ）。实现精馏操作的必要条件是（ ）和（ ）。 （2）气液两相呈平衡状态时，气液两相温度（ ），液相组成（ ）气相组成。 （3）用相对挥发度?表达的气液平衡方程可写为（ ）。根据?的大小，可用来（ ） ，若?=1，则表示（ ）。 （4）某两组分物系，相对挥发度??3，在全回流条件下进行精馏操作，若已知yn?0.4,则yn?1?（ （5）某精馏塔的精馏操作线方程为y?0.72x?0.275，则该塔的操作回流比为（ ），馏出液组成为（二、选择题

（1）在用相对挥发度判别分离的难易程度时，下列哪种情况不能用普通蒸馏的方法分离（ ）。 A.?AB＞1 B. ?AB＜1 C. ?AB =1 D. ?AB＞10

（2）在精馏的过程中，当进料为正处于泡点的饱和液体时，则（ ）。 A.q＞1 B.q＜1 C.q=1 D.0＜q＜1

（3）精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板，

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

化工厂设计是一种创造性活动，它包括工艺设计和非工艺设计。 化工设计依据项目性质分类：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序分类：概念设计、中试设计、基础设计、工程设计。 工程设计分为工艺设计、基础工程设计、详细工程设计三个阶段。

化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容。 初步设计文件应包括两方面：设计说明书和说明书的附图、附表。 在化工设计中，工艺流程设计是整个设计过程中非常重要的环节。

工艺流程设计这章重要介绍化工设计过程中的生产方法与工艺流程的选择，工艺流程设计，工艺流程图，典型设备的自控方案和工艺流程图计算机绘图软件等内容。 9. 工艺流程设计是工业设计的核心，只有在工艺流程确定后，其他各项工作才能陆续开展。 10. 工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览表三个部分组成。

11. 带控制点的工艺流程图应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助物料管线、主要阀门

以及工艺参数的测量点，并表示出自动控制的方案。

12. 工艺管道及仪表流程图要求画出全部设备，全部物料管线和主要公用工程管线以及开车、

停车、事故、维修、取样、备用、催化

第四章 传热

概述

基本概念

1．热传导、对流传热 、辐射传热（定义、特点）； 2．自然对流、强制对流 （定义）；

3．直接接触式、蓄热式、间壁式换热的适用场合；

热传导

基本概念

1．傅立叶定律与导热热阻；

2．导热系数λ的定义和单位；固体、液体和气体λ的关联； 基本计算

1．热传导计算——平壁（单层、多层）、圆筒壁（单层、多层）；

对流传热

基本概念

1．对流传热速率方程与对流传热热阻；

2．“给热膜”的概念（对流传热的温度分布、流体流动状态——图示

流动类型或组成、传热方式、T分布）；

3．影响对流传热系数的因素——注意：熟悉各准数名称、符号和含

义；掌握关联式应注意的问题；（学会查用关联式）；

4．膜状冷凝 、滴状冷凝（定义）——注意：设计时按膜状冷凝计

算，操作时尽量实现滴状冷凝；

5．常压下水沸腾曲线（图、三区分析——注意：设法控制在泡核沸

腾下操作；

6．注意：同一种流体，流速愈大，α也愈大 ；管径愈大，则α愈

小；α相差愈大，壁温愈接近于α大的那个流体的温度；

传热过程计算

基本概念

1．能量衡算 ——焓差法、温变法、潜热法（公式和适用）； 2．平均温度差法(计算和对比）、（流向的选择）； 3．总传热系数K——计算式与热阻； 4．污

化工原理实验讲义模板

1

实验--在线数字精馏

一、实验目的

1、熟悉板式精馏塔的结构、流程及各部件的结构作用；

2、用作图法和计算法确定精馏塔部分回流时理论板数，并计算出全塔效率。 3、测出全塔温度分布，确定灵敏板位置。

4、了解塔釜液位、塔釜加热量、预热、回流比等控制原理。

5 、充分利用计算机采集和控制系统具有的快速、大容量和实时处理的特点，进行精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。以掌握实验研究的方法。 6 、学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性能的影响。 7 、学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。 8 、测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。

二、实验装置、流程及操作说明

1、实验装置及流程示意（见下页） 2、实验体系：酒精水溶液

3、进料状态：常温：不经过换热器预热和电预热，直接进料 加热：经过电加热预热，设置加热功率实现饱和液进料 4、结构参数：

塔内径D=68mm，塔总高H=3000mm，塔内采用筛板及弓形降液管，共有15块板。根据不同进料组成和状态，设置三个进料口，分别在第2、4、8（从下向上）板处。板间

精馏练习题

一、填空题

【1】精馏操作的依据是（混合液中各组分的挥发度的差异）。实现精馏操作的必要条件是（塔顶液相回流）和（塔底上升气流）。

【2】气液两相呈平衡状态时，气液两相温度（相同），液相组成（低于）气相组成。 【3】用相对挥发度?表达的气液平衡方程可写为（ ）。根据?的大小，可用来（判断用蒸馏方法分离的难易程度），若?=1，则表示（不能用普通的蒸馏方法分离该混合液）。

【4】某两组分物系，相对挥发度??3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论踏板（从塔顶往下计），若已知yn?0.4,则yn?1?（0.182）。全回流适用于（精馏开工阶段）或（实验研究场合）。

【5】某精馏塔的精馏操作线方程为y?0.72x?0.275，则该塔的操作回流比为（2.371），馏出液组成为（0.982）。

【6】在精馏塔设计中，若Fxf进料温度P保持不变，若增加回流比R，则xp（增大）

xw（减小），

LV（增大）。

【7】操作中的精馏塔，若xfFV进料温度不变，若釜液量W增加，则xp（增加），xw（增大）

LV（增加）。

二、选择题

（1）在用相对挥发度判别分离的难易程度时，下列哪种情况不能用普通蒸馏的方法分离（C ）。

1. 解释程序：不生成目标代码

编译程序：生成目标代码 2. 编译程序组成：8个

分析< 前端 >：(词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序) 综合< 后端 >：（代码优化程序、目标代码生成程序） 贯穿始末：表格管理程序、出错处理程序 3. 文法四元组：

终结符号集合Vt 、非终结符号集合Vn、 产生式集合P、识别符号(开始符号)S VT∩VN＝Φ

文法 -> 语言 （推导、规约）唯一； 语言 -> 文法 （凑规则）不唯一。 4. 文法分类：

0型文法(短语结构文法)：左侧至少含有一个非终结符

1型文法(上下文有关文法)：左侧长度 <= 右侧长度 S->ε除外， S不能出现在右侧 2型文法(上下文无关文法)：左侧只能有一个非终结符 ( 语法分析 ) 3型文法(正规文法)：A-> aB A->a 右线性； ( 词法分析 )

A->Ba 或A->a 左线性（看非终结符位置）

5. A*＝ A0 ∪ A+ A0 ＝{ε} != { } ＝Φ空集

A+ ＝ AA* ＝ A*A

6. 句型：符号串x是从识别符号S推导出来的，x称为一个句型

句子：x仅由终结符号组成，仅含终结符号的句