化工原理下冊蒸餾知識點

① 化工原理基本知識點

物理化學變化的單個操作過程，如過濾、蒸餾、萃取。
四個基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率。
牛頓黏性定律：F=±τA=±μA/dy，(F：剪應力；A：面積；μ：粘度；/dy：速度梯度)。
兩種流動形態：層流和湍流。流動形態的判據雷諾數Re=ρ/μ；層流—2000—過渡—4000—湍流。當流體層流時，其平均速度是最大流速的1/2。
連續性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。

② 求化工原理知識點提要

一、流體力學及其輸送

1.單元操作:物理化學變化的單個操作過程，如過濾、蒸餾、萃取。

2.四個基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率。

3.牛頓粘性定律:F=±τA=±μA/dy，(F:剪應力;A:面積;μ:粘度;/dy:速度梯度)。

4.兩種流動形態:層流和湍流。流動形態的判據雷諾數Re=ρ/μ;層流-2000-過渡-4000-湍流。

5.連續性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C。

6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力;范寧公式:沿程壓降:Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl
u2/2dg(λ:摩擦系數);層流時λ=64/Re，湍流時λ=F(Re，ε/d)，(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ:局部阻力系數，情況不同計算方法不同)

7.流量計:變壓頭流量計(測速管、孔板流量計、文丘里流量計);變截面流量計。
8.離心泵主要參數:流量、壓頭、效率、軸功率;工作點(提供與所需水頭一致);安裝高度(氣蝕現象，氣蝕餘量);泵的型號(泵口直徑和揚程);氣體輸送機械:通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵。

二、非均相機械分離

1.顆粒的沉降:層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ，(ρp-ρ:顆粒與流體密度差，μ:流體粘度);重力沉降(沉降室，H/v=L/u，多層;增稠器，以得到稠漿為目的的沉澱);離心沉降(旋風分離器)。

2.過濾:深層過濾和濾餅過濾(常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率);分類:壓濾、離心過濾，間歇、連續;濾速的康采尼方程:u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2，(ε:濾餅空隙率;a:顆粒比表面積;L:層厚)。

三、傳熱

1.傳熱方式:熱傳導(傅立葉定律)、對流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律);熱交換方式:間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對蓄熱體的周期性加熱、冷卻)。

2.傅立葉定律:dQ= -λdA ，(Q:熱傳導速率;A:等溫面積;λ:比例系數; :溫度梯度);
λ與溫度的關系:λ=λ0(1+at)，(a:溫度系數)。

3.不同情況下的熱傳導:單層平壁:Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻，(b:壁厚;Cm=(λ1-λ2)/2);
多層平壁:Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)];單層圓筒:Q=(t1-t2)/[b/(λAm)]，(A:圓筒側面積，C=
(A2-A1)/ln(A2/A1)); 多層圓筒:Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ]。

4.對流傳熱類型:強制對流傳熱(外加機械能)、自然對流傳熱、(溫差導致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁)，前兩者無相變，後兩者有相變;牛頓冷卻定律:dQ=hdAΔt，(Δt>0;h:傳熱系數)。

5.吸收率A+反射率R+透射率D=1;黑體A=1，鏡體R=1，透熱體D=1，灰體A+R=1; 總輻射能E=Eλdλ，(Eλ:單色輻射能;λ:波長);
四次方定律:E=C(T/100)4=εC0(T/100)4，(C:灰體輻射常數;C0:黑體輻射常數;ε=C/C0:發射率或黑度);
兩物體輻射傳熱:Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4]，(φ:角系數;A:輻射面積;C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])

6.總傳熱速率方程:dQ=KmdA，(dQ:微元傳熱速率;Km:總傳熱系數;A:傳熱面積);
1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2，(h1，h2:熱、冷流體表面傳熱系數)。

7.換熱器:夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。

四、蒸餾

1.蒸餾分類:操作方式:連續蒸餾、間歇蒸餾;對分離的要求:簡單蒸餾、平衡蒸餾(閃蒸)、精餾、特殊精餾;壓力:常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾;組分:雙組分蒸餾和多組分蒸餾(精餾)，常用精餾塔。

2.雙組分溶液氣液相平衡:液態泡點方程:xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)]，(xA:液態組分A的摩爾分數;p
(t):壓強關於溫度的函數); 氣態露點方程:yA=pA/p=[pA(t)/p]×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)];
平衡常數KA=yA/xA，理想溶液:KA=p°A/p，即組分飽和蒸氣壓和總壓之比;
揮發度:υA=pA/xA，相對揮發度:αAB=υA/υB，最終可導出氣液平衡方程:y=αx/[1+(a-1)x]; 氣液平衡相圖:p-x圖(等溫)
、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖。

3.平衡蒸餾:qn(F)，xF加熱至泡點以上tF，減壓氣化，溫度達到平衡溫度te，兩相平衡qn(D)，yD和qn(W)，xW;
物料衡算:yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1)，(液化率:q=qn(W)/qn(F));
熱量衡算:tF=te+(1-q)γ/Cp,m，(Cp,m:原液的摩爾定壓熱容;γ:原液的摩爾氣化潛熱);平衡關系:yD=αxW/[1+(α-1)xW]。

4.簡單蒸餾:持續加熱至釜液組成和餾出液組成達到規定時停止; 關系式:ln[n(F)/n(W)]=
{ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1); 總物料衡算:n(F)=n(W)+n(D);易揮發組分衡算:n(F)xF
=n(W)xW+n(D)xD; 推出:xD= [n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)]。

5.精餾:多次部分氣化部分冷凝(連續、間歇)，泡點不同採取不同的壓力操作，塔板數從上至下記;
塔頂易揮發組分回收率:ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%，釜中不易揮發組分回收率:ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%;
精餾段總物料衡算:qn(V)=qn(D)+qn(L);精餾段易揮發組分衡算:qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn;(V:各層上升蒸汽量;D:塔頂餾出液量;L:各板下降的液量;yn+1:第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發組分的摩爾分數;xn:第n塊板下降的液體中易揮發組分的摩爾分數)，精餾段操作線方程:yn+1=Rxn/(R+1)
+xD/(R+1)，(迴流比R= qn(L)/qn(D));
提餾段段總物料衡算:qn(L』)=qn(V』)+qn(W);提餾段易揮發組分衡算:qn(L』)x』m=qn(V』)y』m+1 +qn(W)xW
;(W:釜液量)，提餾段操作線方程:y』m+1= qn(L』)x』m/qn(V』)-qn(W)xW/qn(V』);
總的物料衡算:qn(F)+qn(V』)+qn(L)=qn(V)+qn(L』)，乘上各焓值Hx即為熱量衡算，qn(V)=qn(V』)+(1-q)qn(F)，(精餾進料熱狀態參數q=(HV-HF)/(HV-HL)，即單位原料液變為飽和蒸汽所需要的熱量與單位原料液潛熱之比);
進料方程:y=qx/(q-1)-xF/(q-1);理論塔板的計算逐板法和圖解法，迴流比R增大理論塔板數減小，解析法:全迴流理論塔板數Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1，(am:全塔平均揮發度);
最小迴流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)，(xq，yq:進料時)，R實=(1.1-2.0) Rmin; 全塔效率ET為理論塔板數與實際塔板數之比;
間歇精餾:分批精餾，一次進料待釜液達到指定組成後，放出殘液，再次加料，用於分離量少而純度要求高的物料，每批精餾氣化物質的量n(V )=
(R+1)n(D)，所需時間τ=n(V)/qn(V); 特殊精餾:恆沸精餾(加第三組分，形成新的低恆沸物，增大相對揮發度)
、萃取精餾(加第三組分，增大相對揮發度)、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對高分子量、高沸點、高粘度、熱穩定性極差的有機物)。

五、吸收

1.吸收劑的要求:對溶質的溶解度大，對其他成分溶解度小、易於再生、不易揮發、粘度低、無腐蝕性、無毒不易燃、價低，吸收率η=(mA除/mA進)×100%≈[
(y1-y2)/y1]×100%，(y1，y

2:進塔和出塔混合氣中A的摩爾分數)。

3.稀溶液中亨利定律:c*A=HpA，(c*A:溶解度;H:溶解度系數;pA:氣相分壓);p*A=ExA，(xA:液相中溶質摩爾分數;E:亨利系數);y*=mx，(平衡常數m=E/p);E=ρs/HMs，(ρs，Ms:純溶劑密度和相對分子質量)。

4.費克定律:jA=-DABdcA/dz，(jA:擴散速率;DAB:組分A在組分B中的擴散系數;dcA/dz:組分A在擴散方向z上的濃度梯度);
等分子擴散速率:NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz;單向擴散:NA=D(pA,1-pA,2)p/RTz
pB,m，(p/pB,m:漂流因子，pB,m=
(pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即對數平均值);同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。

5.吸收塔操作線方程:qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V):二元混合氣摩爾流量;qn(L):液相摩爾流量;x，y:任意一截面液氣相摩爾流量);
最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)= (1.1-2.0) [qn(L)/qn(V)]min;
低濃度時填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L)
[dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K:傳質系數;S:塔截面積;a:單位體積填料有效接觸面積;NOG=
[dy/(y-y*)]:氣相總傳質單元數;HOG =qn(V)/KyaS:氣相總傳質單元高度);
相平衡線為直線時:NOG=ln[(1-S』)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S』]/(1-S』)，NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A)，(吸收因數:A=1/S』=
qm(V)/mqm(V))。

6.填料塔:液體上進下出，氣體下進上出，其中設有液體在分布器，可使其均勻分布於填料表面，塔頂可按轉除末器。

六、乾燥

1.絕對濕度δ=0.622pV/(p-pV)，(pV:水蒸汽分壓);相對濕度φ=
pV/pS，(pS:水蒸汽飽和分壓);濕焓I=Ig+δIv，(Ig:絕干空氣的焓;Iv:水蒸汽的焓)。

2.物料的干基濕含量X=m水/m絕干，是基濕含量ω=m水/m總×100%，ω=X/(1+X);物料分類:非吸濕毛細孔物料、吸濕多孔物料和膠體無孔物料;物料與水分:總水分、平衡水分、自由水分、非結合水分、結合水分。

3.乾燥過程物料衡算:qm,c(X1-X2)=qm,L(δ2-δ1)=qm,W，(qm,c:絕對乾料的質量流量;qm,L:絕干空氣質量流量;qm,W:乾料蒸發出水分的質量流量)，即濕物料減少水分等於干空氣中增加的水分;
熱量衡算:q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I』2-I』1)+qL，(qD:單位時間乾燥器熱量;qP:單位時間預熱氣熱量;qL:單位時間熱損失;I2:出乾燥器的空氣的焓;I0:進預熱器的空氣的焓;I』2，I』1:進出乾燥器物料的焓)，qD=qm,L(I1-I0)
=qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t0)，qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I』2-I』1)+qL;
乾燥器熱效率:η=qd/qP×100%，(qd=qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t2))。

4.乾燥速率U=h(t-tW)/rtw，(h:對流表面傳熱系數;t:恆定乾燥條件下空氣平均溫度;tW:初始狀態空氣濕球溫度;r:飽和蒸汽冷凝潛熱);
恆速乾燥階段時間:τ1=qm,c(X1-Xc)/UcS，(Xc:臨界濕含量;S:乾燥面積)，降速乾燥階段時間:τ2=qm,c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/(
X2-X*)]/UcS。

5.乾燥器分類:廂式乾燥器、隧道乾燥器、轉筒乾燥器、帶式乾燥器、轉鼓乾燥器、噴霧乾燥、流化床乾燥器、氣流乾燥器、微波高頻乾燥。

七、新型分離技術

1.超臨界萃取:以超臨界流體作萃取劑(密度接近於液體，而粘度接近於氣體，擴散系數位於兩者之間)，其具有很強的選擇性和溶解能力，傳質速率大;流程可分為:等溫法、等壓法和吸附吸收法。

2.膜分離技術:微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、氣膜膜分離、滲透氣化(溶質發生相變化，再透過側以氣相狀態存在)。

③ 化工原理知識點總結有哪些

相關簡介：

1，一維平壁穩態熱傳導，多層平壁穩態熱傳導公式。

2，流體連續性方程（兩個）一定要記住，u1A1=u2A2，u1d12=u2d22。

3，機械能衡算方程一定要記住（三個），根據題目中所給單位選用不同的公式。

4，雷諾數計算公式一定要記住，無量綱，慣性力/黏性力，可判斷流體流動形態。

5，層流平均速度為最大速度的二分之一，湍流平均速度為0.817倍的最大速度。

6，沿程損失計算通式。

7，湍流中λ與Re，相對粗糙度有關。完全湍流區λ只與相對粗糙度有關。

8，局部損失法（阻力系數法，當量長度法）u，d取小管。ζ在突然擴大，突然縮小情況下的取值。

9，並聯管路各支路阻力損失相等。

10，變壓頭流量計（恆截面，變壓頭，eg測速管，孔板流量計，文丘里管）。變截面流量計（恆壓頭，變截面，eg轉子流量計）。

11，氣縛現象，汽蝕現象分清。

12，離心泵性能參數：壓頭（揚程），軸功率N，效率，有效功率Ne的公式。

13，離心泵特性曲線，流量增大，壓頭減小，軸功率增大，η先增大後減小。

14，調節離心泵特性曲線：改變轉速（比例定律Q、H、N），改變葉輪直徑（切割定律Q、H、N）比例定律只適用於泵，除管路特性曲線過原點不能用於工作點。

15，管路特性曲線（由機械能衡算得出）。

16，降塵室最大處理量與底面積、沉降速度有關（一定要記住）。

17，板框壓濾機，橫穿洗滌，洗滌速率比過濾速率為四分之一。葉濾機，轉筒真空過濾機置換洗滌，比值為1。

④ 化工原理精餾分凝器出口濃度

1. 蒸餾的應用液體產品的精製----石油的精製
2. 蒸餾分離的目的和依據•目的：對液體混合物的分離，提取或回收有用組分•依據：液體混合物中各組分揮發性的差異液體混合物：(如:酒精水溶液)揮發性
3. 蒸餾過程的分類簡單蒸餾按蒸餾方式：平衡蒸餾精餾雙組分蒸餾按物系的組分數多組分蒸餾常壓蒸餾按操作壓力：加壓蒸餾減壓（真空）蒸餾按操作方式：間歇蒸餾連續蒸餾按

⑤ 蒸餾單元操作的基本原理和目的

蒸餾原理：利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。

目的：利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。廣泛應用於煉油、化工、輕工等領域。

過程

純粹的液體有機化合物在一定的壓力下具有一定的沸點，但是具有固定沸點的液體不一定都是純粹的化合物，因為某些有機化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混和物，它們也有一定的沸點。不純物質的沸點則要取決於雜質的物理性質以及它和純物質間的相互作用。

以上內容參考：網路-蒸餾

⑥ 蒸餾的基本原理

利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。廣泛應用於煉油、化工、輕工等領域。其原理以分離雙組分混合液為例。將料液加熱使它部分汽化，易揮發組分在蒸氣中得到增濃，難揮發組分在剩餘液中也得到增濃，這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大，則上述的增濃程度也越大。在工業精餾設備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入氣相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
液體的分子由於分子運動有從表面溢出的傾向。這種傾向隨著溫度的升高而增大。如果把液體置於密閉的真空體系中，液體分子繼續不斷地溢出而在液面上部形成蒸氣，最後使得分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體的速度相等，蒸氣保持一定的壓力。此時液面上的蒸氣達到飽和，稱為飽和蒸氣，它對液面所施的壓力稱為飽和蒸氣壓。實驗證明，液體的飽和蒸氣壓只與溫度有關，即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。這是指液體與它的蒸氣平衡時的壓力，與體系中液體和蒸氣的絕對量無關。
將液體加熱至沸騰，使液體變為蒸氣，然後使蒸氣冷卻再凝結為液體，這兩個過程的聯合操作稱為蒸餾。很明顯，蒸餾可將易揮發和不易揮發的物質分離開來，也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大（至少30℃以上）才能得到較好的分離效果。在常壓下進行蒸餾時，由於大氣壓往往不是恰好為0.1MPa，因而嚴格說來，應對觀察到的沸點加上校正值，但由於偏差一般都很小，即使大氣壓相差2.7KPa，這項校正值也不過±1℃左右，因此可以忽略不計。 純粹的液體有機化合物在一定的壓力下具有一定的沸點，但是具有固定沸點的液體不一定都是純粹的化合物，因為某些有機化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混和物，它們也有一定的沸點。不純物質的沸點則要取決於雜質的物理性質以及它和純物質間的相互作用。假如雜質是不揮發的，則溶液的沸點比純物質的沸點略有提高（但在蒸餾時，實際上測量的並不是不純溶液的沸點，而是逸出蒸氣與其冷凝平衡時的溫度，即是餾出液的沸點而不是瓶中蒸餾液的沸點）。若雜質是揮發性的，則蒸餾時液體的沸點會逐漸升高或者由於兩種或多種物質組成了共沸點混合物，在蒸餾過程中溫度可保持不變，停留在某一范圍內。因此，沸點的恆定，並不意味著它是純粹的化合物。
蒸餾沸點差別較大的混合液體時，沸點較低者先蒸出，沸點較高的隨後蒸出，不揮發的留在蒸餾器內，這樣，可達到分離和提純的目的。故蒸餾是分離和提純液態化合物常用的方法之一，是重要的基本操作，必須熟練掌握。但在蒸餾沸點比較接近的混合物時，各種物質的蒸氣將同時蒸出，只不過低沸點的多一些，故難於達到分離和提純的目的，只好藉助於分餾。純液態化合物在蒸餾過程中沸程范圍很小（0.5~1℃）。所以，蒸餾可以利用來測定沸點。用蒸餾法測定沸點的方法為常量法，此法樣品用量較大，要10 mL以上，若樣品不多時，應採用微量法。 定義：分餾是利用分餾柱將多次氣化—冷凝過程在一次操作中完成的方法。因此，分餾實際上是多次蒸餾。它更適合於分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。
進行分餾的必要性：（1）蒸餾分離不徹底。（2）多次蒸餾操作繁瑣，費時，浪費極大。
混合液沸騰後蒸氣進入分餾柱中被部分冷凝，冷凝液在下降途中與繼續上升的 蒸氣接觸，二者進行熱交換，蒸汽中高沸點組分被冷凝，低沸點組分仍呈蒸氣上升，而冷凝液中低沸點組分受熱氣化，高沸點組分仍呈液態下降。結果是上升的蒸汽中低沸點組分增多，下降的冷凝液中高沸點組分增多。如此經過多次熱交換，就相當於連續多次的普通蒸餾。以致低沸點組分的蒸氣不斷上升，而被蒸餾出來；高沸點組分則不斷流回蒸餾瓶中，從而將它們分離。

⑦ 化工原理總結知識點有哪些

化工原理總結知識點如下：

1、物理性質：不需要發生化學變化就表現出來的性質。

2、氧化物：由兩種元素組成的化合物中,其中有一種元素是氧元素。

3、置換反應：由一種單質和一種化合物起反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應 如：A + BC = AC + B。

4、質量守恆定律：參加化學反應的各物質的質量總和，等於反應後生成物質的質量總和。 （反應的前後，原子的數目、種類、質量都不變；元素的種類也不變）

5、常見的酸根或離子：SO42-(硫酸根)、NO3-(硝酸根)、CO32-(碳酸根)、ClO3-(氯酸)、 MnO4-(高錳酸根)、MnO42-(錳酸根)、PO43-(磷酸根)、Cl-(氯離子)。