Раздел 3 Массообменные процессы

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Тема 3.1 Основы теории массопередачи

Студент должен

знать:

- виды массообменные процессов

- способы выражения состава фаз;

- уравнение молекулярной и конвективной диффузии;

- движущую силу процесса массопередачи;

- материальный баланс процессов массообмена;

- уравнение оперативной линии;

- число единиц переноса;

уметь:

- рассчитывать состав фаз смесей;

- производить пересчет мольных концентраций в массовые и наоборот рассчитывать молекулярную массу смеси по известным массовым и мольным концентрациям;

- рассчитывать среднюю плотность смеси по известным массовым, мольным и объемным концентрациям;

- определять число теоретических тарелок графоаналитическим методом.

При изучении данной темы необходимо уделить особое внимание выражению состава фаз в различных концентрациях и пересчёту одних концентраций в другие.

Проведите аналогию между уравнениями массопередачи и теплопередачи, между уравнениями массоотдачи и теплоотдачи.

Познакомьтесь с основами составления материального баланса массообменных процессов, с понятием числа единиц переноса, теоретической тарелкой. Эти понятия понадобятся вам при изучении последующих тем.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие процессы называются массообменными? Для чего они применяются?

2. Каково математическое выражение уравнения равновесия в общем виде?

3. Какая концентрация называется массовой?

4. Какая концентрация называется мольной?

5. Какая концентрация называется объёмной?

6. Напишите уравнение, выражающее связь между массовой и мольной концентрациями.

7. Напишите уравнения для определения средней молекулярной массы через мольные и массовые концентрации.

8. Напишите уравнение массопередачи. Объясните каждую величину, входящую в уравнение.

9. Каков принцип составления материального баланса массообменного процесса?

10. Как вывести из уравнения материального баланса уравнение оперативной линии?

Литература [1], c.191-204; [2], с. 170-180; [3], с. 560-589.

Тема 3.2 Теория перегонки

Студент должен:

знать:

- определение равновесной системы;

- закон Рауля-Дальтона;

- кривые равновесия фаз, изобарные кривые;

- сущность константы фазового равновесия;

- сущность однократного и многократного испарения бинарных и сложных смесей;

- уравнения, используемые при расчете однократного испарения (ОИ) бинарных и сложных смесей;

уметь:

- строить изобарные кривые, кривые равновесия фаз;

- определять константу фазового равновесия и упругость паров для индивидуальных углеводородов и нефтяных фракций;

- строить кривые ОИ нефтепродуктов на основе истинных температур кипения (ИТК), используя график Обрядчикова и Смидовича;

- рассчитать ОИ сложных смесей.

При изучении данной темы следует уяснить разницу между простой перегонкой и ректификацией.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем физический смысл перегонки?

2. Каков физический смысл закона Рауля-Дальтона?

3. Что позволяют определить изобарные кривые?

4. В чем сущность константы фазового равновесия?

5. В чем сущность однократного и многократного испарения бинарных и сложных смесей?

Литература: [1], с.229-268; [2], с. 210-240.

Тема 3.3 Ректификация

Студент должен

знать:

- сущность и проведение процесса ректификации;

- понятие флегмового числа;

- методы образования орошения и парового потока;

- устройство колонн;

- виды контактных устройств, их характеристики.

уметь:

- составлять материальный баланс колонны;

- строить линий концентраций;

- определять тепловой баланс колонны;

- производить расчет числа теоретических тарелок

- определять режимы работы колонны;

- определять основных размеры колонны;

- проводить гидравлический расчет тарелок и насадок.

При изучении материального баланса колонны надо хорошо понять, для чего составляется материальный баланс всей колонны и отдельных частей колонны. Необходимо уяснить физический смысл уравнения материального баланса всей концентрационной части колонны, баланса по сечению концентрационной части, а также материального баланса всей отгонной части и баланса по сечению отгонной части, графическое изображение уравнений концентраций для концентрационной и отгонной частей колонны.

Необходимо понять влияние флегмового числа на процесс ректификации. Нужно разобраться в методах определения числа теоретических тарелок, понять связь между числом теоретических тарелок и количеством орошения.

При изучении методов создания орошения и парового потока обратите внимание на уравнение для подсчёта количества тепла, снимаемого орошением и количество тепла, вводимого в нижнюю часть колонны паровым потоком. Надо знать преимущества и недостатки всех видов орошения.

Обратите особое внимание на определение температурного режима колонны, на расчёт ректификационной колонны, т.к. это потребуется при выполнении курсового и дипломного проектов.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем отличается простая перегонка от ректификации?

2. Дайте определение процесса ректификации.

3. Перечислите условия ректификации.

4. Объясните работу тарелки.

5. Какова роль орошения в процессе ректификации?

6. Назовите основные части простой колонны?

7. Начертите схему сложной колонны.

8. Какие способы создания орошения и парового потока вы знаете?

9. Напишите уравнение материального баланса для всей колонны.

10. Как изменится положение рабочих линий концентрационной и отгонной частей колонны с изменением количества жидкого и парового орошения?

Тема 3.4 Абсорбция и десорбция

Студент должен

знать:

- сущность процесса абсорбции;

- закон Генри;

- материальный и тепловой балансы абсорбера:

- сущность и методы проведения десорбции.

уметь:

- рассчитывать процесс по кривой равновесия фаз абсорбционному фактору;

- определять число теоретических тарелок десорбера.

При изучении данной темы необходимо уяснить физические основы процесса абсорбции. При рассмотрении материального баланса абсорбции обратите внимание на то, что при разделении нефтяных газов пользуются понятием абсорбционного фактора, коэффициента извлечения. Следует разобраться в этих понятиях. Обратите внимание на график Кремсера, используемый при расчете материального баланса абсорбции.

Обратите внимание на то, что расчет абсорбции и десорбции газов ведется по ключевому компоненту. При абсорбции в качестве ключевого компонента выбирается самый легкий из извлекаемых компонентов, а при десорбции - самый тяжелый из десорбируемых компонентов.

Обратите внимание на то, что при расчете десорбера пользуются также уравнениями Кремсера. Вместо абсорбционного фактора при десорбции используют понятие фактора отпаривания

Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность и назначение процесса абсорбции?

2. Напишите уравнение материального баланса абсорбции.

3. Что такое абсорбционный фактор и от чего он зависит?

4. Как влияют температура, давление, качество абсорбента, количество абсорбента на процесс абсорбции?

5. Как определить число теоретических тарелок при абсорбции?

6. Как рассчитывается диаметр абсорбера?

7. Как определить количество тепла, выделяемого при абсорбции?

8. Что называется дифференциальной теплотой растворения?

9. В чем сущность процесса десорбции?

10. Как подсчитать расход водяного пара при десорбции? Выведите уравнение.

Литература: [1], с.268-277; [2], с. 241-251; [3], с. 590-630.

Тема 3.5 Экстракция

Студент должен

знать:

- сущность и методы проведения процесса экстракции;

- конструкции экстракторов;

- стадии процесса.

При изучении данной темы обратите внимание на факторы экстракции. К ним относятся: расход экстрагента, температура, качество растворителя, в отдельных случаях - давление. Обратите внимание на закон распределения. Изучите все методы экстрагирования. Особое внимание уделите противоточной экстракции.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность и назначение процесса экстракции?

2. В каких процессах нефтепереработки применяется экстракция?

3. Какие экстрагенты Вы знаете?

4. Как температура влияет на процесс экстракции?

5. Перечислите методы экстрагирования. Каковы их достоинства и недостатки?

6. Как устроены роторно-дисковые экстракторы?

7. В чем достоинства и недостатки распылительных и насадочных экстракторов?

Литература: [1], с. 278-284; [2], с. 252-255; [3], с. 631-652.

Тема 3.6 Адсорбция

Студент должен

знать:

- сущность процесса адсорбции;

- свойства различных адсорбентов.

При изучении этой темы обратите внимание на то, что при адсорбции достигается очень точное разделение смесей. Методом адсорбции можно выделить такие компоненты, которые другими методами из-за малой концентрации в смеси не выделяются. Обратите внимание на новые адсорбенты - цеолиты (молекулярные сита). Изучая изотерму адсорбции, хорошо уясните, что выражают данные кривые. Необходимо изучить все имеющиеся методы проведения процесса адсорбции. Следует обратить внимание на устройство адсорберов со стационарным слоем адсорбента, с движущимся слоем адсорбента и с псевдоожиженным слоем адсорбента.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается сущность и назначение процесса адсорбции?

2. В каких процессах нефтепереработки применяется адсорбция?

3. Перечислите известные Вам адсорбенты.

4. Какие требования предъявляют к адсорбентам?

5. Какие уравнения описывают равновесие при адсорбции?

6. В чем отличие физической адсорбции от хемосорбции?

7. Как температура и давление влияют на процесс адсорбции?

8. Какие методы проведения процесса адсорбции Вы знаете?

9. Как устроен и работает адсорбер с движущимся слоем адсорбента?

Литература: [1], с. 284-289; [2], с. 256-261; [3], с.712-730.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒