化工基本知识摘要

1、什么是沸点？答：某液体在一定压力作用下沸腾时的温度叫该液体在该压力下的沸点，如甲醇的沸点是64.5－64.7℃（1amt）。4、什么是露点？答：把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却，当冷却到某一温度时，产生的第一个微小的液滴，此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度，简称露点。处于露点温度下的气体称为饱和气体。从精馏塔顶蒸出的气体温度，就是处在露点温度下。值得注意的是：第一个野地不是纯组分，塔时露点温度下与气相平衡的液相，其组成有相平衡关系决定。由此可见，不同组成的气体混合物，塔的露点是不同的。+P5v7L$E*D7h_/n$s'?5、什么是泡点？答：液体混合物在一定压力下加热到某一温度时，液体中出现的第一个很小的气泡，即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度，简称泡点。处于泡点温度下的液体称为饱和液体，即精馏塔的釜温温度。应该说明，这第一个很小的气泡，也不是纯组分，它的组成也是有相平衡关系决定的。7什么是潜热？/|([2x3m9c!z0Y+z8\*W0V答：单位重量的纯物质在相变（在没有化学反应的条件下，物质发生了相态的改变，称相变。如水结成冰或水汽化成水蒸气等成为相变过程。）过程吸收或放出的热叫潜热。如1公斤水由液态受热变成水蒸气的过程中所吸收的热叫水的汽化潜热，常用单位为千卡/公斤。值得注意的是，在相变时温度和压力都是不变的，否则不能称之为潜热。因此，在说潜热数值时，要说明在什么温度什么压力下，进行何种相变过程。如1公斤水在760毫米汞柱压力，100摄氏度下汽化，汽化潜热为539.6千卡。相反，在此条件下，水蒸汽冷凝释放出来的热，称为冷凝潜热，数值与上相等。混合物的潜热可以实测或计算，其数值的大小除了和组分的性质有关外，还和组分的含量有关，不是一个固定的数值。8、什么是显热？U5i!B)K7\+_*`答：纯物质在不发生相变和化学反应的条件下，因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热。8g*T0Q%y6|2C-R!X8p;G2、什么叫汽化？答：物质由液相转化为气相的过程叫汽化。3、什么叫冷凝？答：物质由气相转化为液相的过程叫冷凝。11、什么叫精馏？什么叫蒸馏？答：精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔内同时多次地部分汽化和多次部分冷凝，使其分离成几乎纯态的过程。蒸馏是根据各组分的沸点不同，而分离出较纯组分的一种操作。12、精馏是怎样分类的？答：（１）按操作方式分为间歇、连续精馏；（２）按操作条件不同，分为加压精馏，常压精馏，减压精馏；（３）按原理分为一般精馏、特殊精馏。特殊精馏包括恒沸精馏，萃取精馏，水蒸汽精馏，分子精馏。13、特殊精馏分那几类？特点是什么？答：三类：蒸汽精馏、恒沸精馏、萃取精馏。其特点是在混合液中加入某一组分，扩大原料液中不同组分沸点的差异，从而达到分离的目的。14、常见的精馏塔有哪些形式？答：填料塔和板式塔。填料塔又分为填料塔、多管填料塔、浮阀填料塔。板式塔又分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、浮动板塔、斜孔板塔。15、影响精馏操作的主要原因有哪些？答：除设备问题外，还有塔的温度、压力（塔顶、塔底）、进料状态、进料组成、进料温度、塔内蒸汽上升速度、再沸器的加热量、塔底排出量、回流比。16、精馏操作应掌握哪些平衡？答：物料平衡，热量平衡，汽液平衡。17、塔内上升蒸汽的速度对精馏操作有什么影响？答：合适的塔内上升蒸汽速，可使蒸汽与液体有充分的接触时间，保证热量和质量的有效传递。如蒸汽速度大，则汽液两相接触时间短，塔的分离效率降低，而且直接影响传质效率，使产品不合格。在塔内蒸汽速度超过一定限度时，将破坏塔的操作，导致液泛。如果速度太低，又会使塔板效率显著下降，严重时会导致液体泄露。18、精馏操作中常用哪几中回流方法？各有什么特点？答：（1）内回流：用内置式冷凝器将塔顶气相轻组分冷凝，这种回流方法用于无塔顶产品采出的精馏塔；（2）外回流：塔顶气相采出物冷凝后，一部分加压返回到塔顶回流，一部分做产品采出，这种回流法用于回流比经常调整，塔顶气相冷凝液作为产品的精馏；（3）入料回流（仅有提馏段）：入料口在最顶一块塔板，无专门回流线，入料兼收做回流，进行传质传热。适用于气相要求不大严格的提馏塔。19、在实际生产中怎样调节回流比？答：（1）塔顶产物中重组分含量增加，质量下降，要适当增大回流比。（2）塔的负荷过低，为了保证塔内一定的上升蒸汽速度，应适当加大回流比。（3）当精馏液的轻组分下到提馏段，造成塔下部温度降低时，可以适当减小回流比，将塔底温度提高。20、掌握物料平衡在精馏操作中有何意义？答：物料平衡是质量和能量守恒在化工生产中的应用。在精馏操作中，随时掌握精馏的物料平衡是极为重要的，如果不掌握平衡会形成进料多，采出少，或进料少，采出多的不正常操作，影响产品质量和数量，因此为了使精馏塔处于最佳操作条件，提高产品质量，降低能耗，杜绝跑料，在实际操作中，必须掌握物料平衡。21、怎样进行塔底，塔顶温度调节？答：塔底温度调节：（1）改变塔底加热蒸汽量。（2）保持恒定的入料量及组成。（3）控制好操作压力和入料温度。塔顶温度调节：（1）改变回流比。（2）调节塔底温度。（3）塔顶压力控制要稳定。（4）改变回流液温度。22、控制好塔底液面的意义是什么？怎样调节？答：（1）塔底液面的稳定是保证精馏塔稳定平衡操作的重要条件。只有塔底液面稳定，才能保证塔底传热稳定，以及由此决定的塔底温度，塔内上升蒸汽量，塔底液面组成等的稳定，从而确保塔的正常操作。（2）调节：①当压力不变的情况下，降低釜温就改变了塔底汽液的平衡组成，底液量大如果采出不变也会使底液增多，出现这种情况应首先恢复底温至正常。②进料量增大，底液排量应相对增大，否则液面会升高。③如果调节失灵，应改手动调节或旁路调节，同时联系仪表处理。④一般情况下，多采用釜液的排出量来控制。23、分析塔釜温度过高或过低的原因是什么？如何调整？答：过高：（1）蒸汽量大，减小蒸汽量。（2）回流量小，增大回流量。（3）釜液位过高，适当降低液位。（4）冷却水量小，回流温度高，适当调整冷却水量。过低：（1）蒸汽量小，适当加大蒸汽量。（2）回流量大，应减少回流量。（3）塔压力过低，调整塔压。（4）塔釜液位低，适当调整液位。精馏操作基本知识1、何为相和相平衡：(L7@;S9V4O9V,z8n'f答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相。在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相，物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于平衡状态。平衡时，物质还是在不停地运动，但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化，当条件改变时，将建立起新的相平衡，因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的。比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时，要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝，形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。!T3I+m'YC!G:v4?6M2、何为饱和蒸汽压？T#x(X*A1X/T#F&[答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。众所周知，放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力最中将稳定在一个固定的数值上，这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。应当注意的是，当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是，液相的水分子仍然不断地气化，气相中的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，气体和液体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡。3、何为精馏，精馏的原理是什么？8d/q$I;Q1P'W!IQ答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化，冷凝来说，由于液体混合物中所含的组分的沸点不同，当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去，将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。2}5|%{;|8PY*^.O1p液体气化要吸收热量，气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量，我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用，也就是使气液两相直接接触，在传热同时进行传质。为了满足这一要求，在实践中，这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的。所谓逆流，就是因液体受热而产生的温度较高的气体，自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体（富含低沸点组分）作逆向流动。塔内所发生的传热传质过程如下1）气液两相进行热的交换，利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物；2）气液两相在热交换的同时进行质的交换。温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化。此时，因挥发能力的差异（低沸点物挥发能力强，高沸点物挥发能力差），低沸点物比高沸点物挥发多，结果表现为低沸点组分从液相转为气相，气相中易挥发组分增浓；同理，温度较高的气相混合物，因加热了温度较低的液体混合物，而使自己部分冷凝，同样因为挥发能力的差异，使高沸点组分从气相转为液相，液相中难挥发组分增浓。精馏塔是由若干塔板组成的，塔的最上部称为塔顶，塔的最下部称为塔釜。塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝，塔盘数愈多，部分汽化和部分冷凝的次数愈多，分离效果愈好。1?&ZV5c0@8E9G#F/U.e/T2E通过整个精馏过程，最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分，塔釜得到的基本上是难挥发的组分。%R,L;l;G0M/y!o!o&n9什么是回流比;In4q/H2{&p)E答：在精馏过程中，混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出，进入塔顶冷凝器。蒸汽在此冷凝（或部分冷凝）成液体，将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流，这部分液体叫做回流液；将另一部分冷凝液（或未凝蒸汽）从塔顶采出，作为产品。回流比就是回流液量与采出量的重量比，通常以通常以R来表示，即8l:m)?2n5}9u'kR=L/D0L6h)r%J$z1P$u7`式中R-回流比L-单位时间内塔顶回流液体量，公斤/小时。+k(R,I'_0eD-单位时间内塔顶采储量，公斤/小时。!i7o7t%k%p0S/\,n10、什么是最小回流比？答：在规定的分离精度要求下，即塔顶、塔釜采出的组成一定时，逐渐减少回流比，此时所谓的理论板数逐渐增加。当回流比减少到某一数值时，所需的理论板数增加至无数多，这个回流比的数值，成为完成该项预定分离任务的最小回流比。通常操作时的实际回流比取为最小回流比的1.3～2倍。11、什么是全回流？3V0W&Y1I5V4T5s,H答：在精馏操作中，把停止塔进料、塔釜出料和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作，成为全回流。全回流操作，多半用在精馏塔的开车初期，或用在生产不正常时精馏塔的自生循环操作中。12、最适宜回流比是怎样确定