化工分离过程:理论与应用基础探讨与研究

该思维导图概述了化工分离过程的基本概念、分类和相关理论。第一章介绍了分离过程的意义与分类,包括均相和非均相分离。第二章重点讨论了平衡分离过程的基础,包括相平衡理论、汽液平衡、热力学分析及多级分离过程的关键概念与公式。通过对分离因子和热力学效率的分析,强调了分离过程在化工生产中的重要性与应用。

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# 化工分离过程
## 第一章 绪论
- 1.1 分离过程的概念与意义
  - 定义
    - 将混合物分成不同组成产品的单元操作
  - 目的
    - 提纯原料
    - 回收有价值组分
    - 环境保护
  - 重要性
    - 化工生产核心环节
      - 占投资40-70%
  
- 1.2 分离过程的分类
  - 按相态分类
    - 均相分离
      - 蒸馏
      - 萃取
    - 非均相分离
      - 过滤
      - 沉降
  - 按分离原理分类
    - 分离方法
      - 平衡分离
        - 蒸馏
        - 吸收
        - 萃取
      - 速率控制分离
        - 膜分离
        - 电泳
      - 反应分离
        - 反应精馏
- 1.3 分离因子(α)
  - 定义式
    - α=(y_A/y_B)/(x_A/x_B)
  - 物理意义
    - 表征分离难易程度
  - 应用
    - α>1方可分离

## 第二章 平衡分离过程基础
- 2.1 相平衡理论
  - Gibbs相律
    - F=C-P+2
      - 应用:确定自由度
  - 常见相图
    - 二元系T-x-y图
    - P-x-y图
    - 共沸体系
  
- 2.2 汽液平衡(VLE)
  - 计算模型
    - 理想体系
      - Raoult定律
    - 非理想体系
      - Margules方程
      - Wilson方程
      - NRTL模型
  - 平衡常数K
    - K_i=y_i/x_i

- 2.3 分离过程的热力学分析
  - 最小分离功计算
    - W_{min} = RT∑ n_i ln(x_i/x_{i0})
  - 热力学效率
    - η=W_min/W_actual

- 2.4 多级分离过程
  - 理论级概念
  - 级间关系
    - 操作线方程
    - 平衡级计算
  - 典型流程
    - 逆流接触
    - 并流接触
    - 错流接触

## 关键公式汇总
- 相对挥发度
  - α=K_A/K_B
  - 分离难易判断
- 泡点方程
  - Σy_i=ΣK_ix_i=1
  - 泡点计算
- 露点方程
  - Σx_i=Σy_i/K_i=1
  - 露点计算
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