是对阻力的估计，阻力一般是通过不同条件下许多传递速率的确定式
（ determination ）的经验关联式加以计算。
速率直接地决定于压降，间接地决定于阻力的这种基本概念，可
以运用到任一速率操作，尽管对于特殊情况的速率可以不同的方式用特殊的系数来表达。
Unit 14 Distillation
第十四单元 蒸馏
利用生成两个或更多的共存区域（它们在温度、压强，组成和
物中欲分离的各种分子以独特的方式在由这些共存区域提供的环有着不同的浓度，这样便可将物种 进行分离。
/或相态有差别） ，分离操作 实现了它们的分离目标。混合境中反应。结果，随着体系向平衡移动，每个区域各种分子
叫做蒸馏的分离操作， 利用的是共存区中温度和压强基本相同的气相和液相。 各种装置（如 乱堆填料或归整填料和塔板）用来引起两相亲密接触。塔板一个接一个堆积，被包围在一个圆 柱型的壳中形成塔，通常，圆柱壳中的压板和支板间有填料。
1. 连续蒸馏
进料（原料），即要被分离为多种成分的物料，在沿着塔壳上的一个位置或多位置引入
（introduce ）。由于气相与液相间
重力的差异，液体从蒸馏塔往下流动，像瀑布一样从一塔板触。
流向另一塔板，而气体向上流动，结果在每一塔板上与液体相接
到达塔底的液体，在已经加热过的再沸器中部分汽化以提供蒸汽，这些蒸汽被送回蒸馏塔 中。塔底液体的剩余部分以塔底产物加
以回收。到达塔顶的气体在塔顶冷凝器中，经冷却、压 缩成为液体。部分液体以回流的形式重新返回蒸馏塔中，以提供液体溢流。塔顶气流剩余部分 以蒸馏物或塔顶产物的形式加以回收。
蒸馏塔中这种整体的流动方式，使得蒸流和液体流在蒸馏塔中所有塔板上对流接触。在给
一定程度的热、压强以及组成平衡，其平衡的程度取决于接触塔 板的效率。
定的塔板上，气相和液相达到
较轻组分（沸点低的组分）倾向于在气相中浓缩，而较重组分（沸点高的组分）倾向于在 液相中浓缩。这样造成的结果是，随着
气相从蒸馏塔自下向上流动时，形成了轻组分更加富集 的气相，同时随着液相（从蒸馏塔自上）向下流动时，形成
重组分更加富集的液相。在蒸馏出
物和塔底产物间所实现的总分离主要决定于组分间的相对挥发度、接触塔板的数目以及液
相流 速与气相流速间的比率。
如果进料（原料）在蒸馏塔的壳上的一个位置引入，那么该蒸馏塔分成上下两部分：上半
部分常称为蒸馏段 （rectifying
section），而下半部分常称为提馏段
（stripping section ）。这种说 法在多口进料的蒸馏塔和某些塔中相当不确切，这些塔中除了
两种最终产物以外，一种产物即 侧线馏分 （sidestream） 沿着蒸馏塔的长度方向上某些位置加以回收。
平衡级概念
在实际的蒸馏塔中，能量与质量传递过程太复杂而不能以任何直接的形式容易地建立模型中。这种困难可以用
平衡级模型 （equilibrium-stage model ）加以回避，在平衡
级模型中，离开平衡级的气相和液相彼此间达到完全平衡，在一定压
力下热力学关系式也可用
于确定平衡气流 （stream）的温度和关联其浓度。由平衡级（而不是实际的塔板）组成的假设
的蒸
馏塔用于完成实际蒸馏塔的分离。利用塔板效率
（tray efficiency ）可将理论平衡级的数目
可以转化为大量的实际塔板，塔板效
率描述的是：实际接触塔板的性能重复平衡级性能的程度。
利用平衡级概念可将蒸馏塔的设计分成三个主要的步骤：
（ 1）整理预计平衡相组成所需的 热力学数据和方法。 （ 2）计
算要实现某一具体分离所需要平衡级数目，或者在给定平衡级数目
下，计算欲实现的分离。 （ 3）平衡级的数目转化为等数目
的实际接触塔板或填料高度，以及确
定蒸馏塔的直径。
所有的分离操作都需要以热或功的形式进行能量输入。在常见的蒸馏操作中，分离物质所
需的能量，在塔底的再沸器
中以热量的形式输入，在蒸馏塔的底部处的温度最高。同样，热量
从塔顶处的冷凝器中移走，此处的温度最低。这通常（引
起）需要大量的能量输入， （引起） 总热力学效率低。随着近来能量费用的剧增，正在开发出一些复杂的蒸馏操作，这些复
杂的蒸 馏操作能提供较高的热力学效率和能量输入要求
（requirement）较低。
（1）两者都提 供精馏段和提留段， 以致能实现
- 液萃取剂中）
相关的分离操作 刚刚所介绍的简单的和复杂的整流操作有两个共同点：
挥发度较接近的两组分的分离； （ 2）分离操作仅受能量的输入
和输出的影响，而不受任何质量分离剂（如在液
分离到的加入的影响。 有时， 在图 3-2 的所示的分离操作的类型中， 选择一个的单级或多级气
-液分离操作， 对某一具体的 分
离任务来说可能较蒸馏更合适。
2. 间歇蒸馏
间歇蒸馏，是将一具体量的液体分离成产物的过程，广泛应用于实验室中和适用于多种混
当进料中有 N 种组成时，一个间歇蒸馏塔可以满足要求，而（若 用连续蒸馏，则）需要
合物分离的小的生产单元。
N-1 种简单的连续蒸馏塔（才能满
足要求）。
图 3-2 与蒸馏相关的分离操作
间歇蒸馏器的特征是许多装置较大。要分离的物料中固体含量可能很高，或者物料含有能或树脂。利用间歇单元可保持 （keep）分离的固体，使之在过程结 束时得以方便分离。
塞住或污染连续装置的焦油
简单的间歇蒸馏 间歇蒸馏器最简单的形式包括一个热的容器（锅或沸腾器） ，一个冷凝 器和一个或多个接受槽。不需
要塔板或填料。原料加入到容器内，使之沸腾。蒸汽经冷凝，在 接收器收集。不需要回流。有时，控制蒸发的速度以防进料暴沸，以及避免使冷凝器的负荷太 重，但其他控制可以忽略不计。该过程常常称为 Rayleigh 蒸馏。
该简单间歇蒸馏只提供一块分离理论塔板。其应用常常局限于产品需要另外分离的初步工作中，此时易挥发组分在进一步处理 之前，绝大部分易挥发组分必须通过间歇蒸馏加以除去，
含有精馏的间歇蒸馏
或者是用于 （similar ）不重要的分离中。
为了得到较窄组成范围的产品，常利用含有精馏的间歇蒸馏器， 该间歇蒸馏器由一个釜（或再沸
器）、一个精馏塔和一个冷凝器（用部分冷凝气体（馏出物） 作为回流液）以及一个或多个接收器组成。为了使回流液在或接
要控制馏出液的温度。 该蒸馏塔也可以在高压或真空
近蒸馏塔温度返回， 以使之为 回流液量真正显示和改善蒸馏塔的操作， 下
操作，此时，必须要用适当的装置以得到所需的压力。除了蒸馏釜的设计之外，间歇蒸馏各 则都与设计连续装置的原则相同，但是如果要处理多种混合物， 组成随着蒸馏的进行而改变，因此， 发速率 为基础的。
部分设备的设计方法，遵循的原
那么应该检查该设备以适合每一种混合物。因为蒸馏塔中的
要在一种混合物的多种位置检验该设计。蒸馏釜的设计是以间歇操作的规模和所需的蒸
在操作时，一批量的液体加入蒸馏釜中，该体系达到总回流下的稳定状态。根据已确定的
回流方法
policy ，一部分塔
（ ）
顶冷凝液不断得到回收。当操作条件改变时，通过改变接收器可 行，蒸馏的物料的组成中较易挥发 止。
得到多种馏分。整个蒸馏塔是富含组分部分。随着时间的进
的组分浓度越来越小，当所收集的馏出液达到所需的平均组成时，馏分
（cut）的蒸馏会停
间歇蒸馏的过程可以用几种方式加以控制：
（1）（保持）回流比不变，改变塔顶组成。 将回流（比）确定在一定值，在运转时回流（比）
保持在该值不变。因为蒸
馏釜中液体的组成不断改变，馏出液的瞬时组成也改变。蒸馏一直进
行到蒸馏液的平均组成达到所需的值为止。在二元组分
情况下，塔顶产物转移到另一个接收器
中，同时直到剩余的釜液满足所需的要求时，回收中间馏分。中间馏分常常加入到下
一批物料 中。对于多组分混合物来说，在产物馏分间要取出两种或更多的中间馏分。
（2）（保持）塔顶组成不变，而改变回流比。 在双组合体系中，如果要保持塔顶组成不变，
那么返回蒸馏塔的回流量，
再运转过程中必须是不断增加。随着时间进行，蒸馏釜中较轻组分
不断减少。最后，达到这种情况：回流比达到非常高的值。
然后，改变接收器，减小回流比，
像以前一样取出中间馏分。该技术也能扩展到用于多组分的混合物。
（3）其它的控制方法。 一种循环方法可用来设置蒸馏塔的操作方式。该装置在达到平衡
以前都以全回流进行操作。在
短时间里，馏出物以放水的形式
（total draw-off ）取出，之后， 蒸馏塔又重新回到全回流操作。在蒸馏过程中不断重复这种循
时间内实现所需的分离而优化回流比。复杂的操作可能包括侧线馏分的回收、提供中间冷凝
环。另一种可能是：为了在最短
器、 加料至塔板，以周期性加料至蒸馏釜中。
Unit 15 Solvent Extrction,Leaching and Adsorption
第十五单元 溶剂萃取、浸取和吸附
1.溶剂萃取（液 -液萃取）
用一种溶剂处理液体混合物，在该溶剂之中，一种或多种所需的组分能优先溶解，这种液 体混合物组分间的分离叫做
液 -液萃取。其他的叫法有（或者称作）液体萃取或溶剂萃取。
液 -液萃取设备的普遍的分类及其它们的主要特征和工业应用如表
3-1 所示：
表 3-1 液 -液萃取器的特点及其工业应用
萃取器的类型
一般的特点
非搅拌塔
投资费用低 操作和维护费低 构造简单
可处理腐竹性物质品
混合澄清器
高塔板效率 可处理溶剂比例宽 容量（生产量）大 灵活性好 放大可靠
可处理高粘度液体
脉冲塔
等板高度低 内无移动部分
可实现多极操作
回旋搅拌塔
容量（生产量）适当 等板高度适度 可实现多极操作 建设费用不高
操作和维护费用低
往复板式萃取器
产量高 等板高度低
应用广以及灵活性大 构造简单
能处理含悬浮固体的液体
能处理有乳化趋势的混合物
离心萃取器
对不稳定的物料接触时间短 所需的空间小
能处理易乳化的物料
能处理液体密度差别较小的系统
在该操作中，如果液体混合物原料与溶剂不完全互溶，那么必须满足它们至少是部分互溶。（ 1） 将原料混合物与溶质充分接触，
（ 2） 两相间的分离，以及
应用领域
石油化工 化学
石油化工 化学 肥料 冶金
核工业 冶金
石油化工 冶金 制药 肥料
制药 石油化工 冶金 化学
制药 核工业 石油化工
本质上，涉及到三步：
液 -液萃取。其他的叫法有（或者称作）液体萃取或溶剂萃取。
液 -液萃取设备的普遍的分类及其它们的主要特征和工业应用如表
3-1 所示：
表 3-1 液 -液萃取器的特点及其工业应用
萃取器的类型
一般的特点
非搅拌塔
投资费用低 操作和维护费低 构造简单
可处理腐竹性物质品
混合澄清器
高塔板效率 可处理溶剂比例宽 容量（生产量）大 灵活性好 放大可靠
可处理高粘度液体
脉冲塔
等板高度低 内无移动部分
可实现多极操作
回旋搅拌塔
容量（生产量）适当 等板高度适度 可实现多极操作 建设费用不高
操作和维护费用低
往复板式萃取器
产量高 等板高度低
应用广以及灵活性大 构造简单
能处理含悬浮固体的液体
能处理有乳化趋势的混合物
离心萃取器
对不稳定的物料接触时间短 所需的空间小
能处理易乳化的物料
能处理液体密度差别较小的系统
在该操作中，如果液体混合物原料与溶剂不完全互溶，那么必须满足它们至少是部分互溶。（ 1） 将原料混合物与溶质充分接触，
（ 2） 两相间的分离，以及
应用领域
石油化工 化学
石油化工 化学 肥料 冶金
核工业 冶金
石油化工 冶金 制药 肥料
制药 石油化工 冶金 化学
制药 核工业 石油化工
本质上，涉及到三步：
化工专业英语课文翻译
