化工原理蒸馏夏清版课件.pptx

1、第一章 蒸馏（Distillation）1.2 双组分溶液的气液相平衡1.3平衡蒸馏和简单蒸馏1.4 精馏原理和流程1.5 两组分连续精馏的计算1.6 间歇精馏1 . 7 恒沸精馏与萃取精馏1.2 两组分溶液的气液相平衡 一、相律分析：自由度：一定压力下: 液相（气相）组成 x A ( y A )与温度 t 存在一一对应关系；气液组成之间存在一一对应关系；气液组成之间 x A y A 存在一一对应关系 二、两组分理想物系气液平衡关系理想物系条件： 液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律气相为理想气体，遵循道尔顿分压定律1.2 两组分溶液的气液相平衡 （二）用相对挥发 度表示气液平衡关系1. 挥发度2.

2、 相对挥发度(以 表示)3. 平均相对挥发度 的物理意义1.气相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数2.气相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数3.标志着分离的难易程度:4.愈大, 平衡线愈远离对角线，物系愈易分离；5. = = 1, 无法用普通蒸馏方法分离。1.2 两组分溶液的气液相平衡三、两组分理想溶液的气液平衡相图 两条线：气相线（露点线），y A t 关系曲线；液相线（泡点线），x A t 关系曲线 三个区域：液相区；气、液共存区；气相区xy 图 x y 曲线上各点具有不同的温度； 平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。 对角线 y = x 为辅助曲线压力

3、X Y 图的影响 p3p2p1压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏1.3.1. 平衡蒸馏(闪蒸) 1. 流程 2、特点: 连续进料，连续出料，粗分 x, y是一对平衡组成一、物料平衡总物料：FD+W轻组分：Fx F=Dy+Wx1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 二、热量平衡 三、气液平衡关系联立物料平衡、热量平衡、和气液平衡关系式，可对平衡蒸馏进行设计计算1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 1.3.2 简单蒸馏1.装置2.特点：是非定态过程3.瞬间物料平衡1.4 精馏原理和流程 1.1.4 精馏过程原理和条件多次部分汽化和多次部分冷凝缺点： 收率低； 设备重复量大，设备投资大； 能

4、耗大，过程有相变。精馏：将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。 塔板的作用： 塔板提供了汽液分离的场所。 每一块塔板是一个混合分离器 足够多的板数可使各组分较完全分离 精馏过程的回流：提供不平衡的气液两相，是构成气液两相传质的必要条件。精馏的主要特点就是有回流1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.1理论板的概念和恒摩尔流的假设1、理论板的概念理论板： 离开塔板的蒸汽和液体呈平衡的塔板。 1.5.2物料衡算和操作线方程一、全塔物料衡算二、精馏段操作线方程三、提馏段操作线方程1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.3 进料热状况的

5、影响1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.4 理论板数的求法一.逐板计算法塔顶设全凝器，泡点回流。x n y n 符合平衡关系；y n +1 x n 符合操作关系。 二 . 图解法 先画出辅助线和平衡线 画精馏段操作线，过点（x D ,x D ),截距为x D /(R+1)直线 作q线，过点（ x F F ,x F F ），斜率为q/(q-1)直线 作提馏段操作线，过点（ x W ,x W ）和精馏段与q线交点的直线 在操作线和平衡线间画梯阶，梯阶数即为理论板数1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.6 回流比的影响与选择R=(1.2-2.0）Rmin1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.8 塔

6、高塔径的计算塔有效高度 H=(NP-1)HT1- 6间歇精馏 1、间歇精馏的特点： （1）过程非定态（2）只有精馏段（3）操作灵活，适应性强2、间歇精馏的操作方式 恒流出液组成xD恒定 R 回流比R恒定 xD 3、间歇精馏适用场合 所分离的原料是分批获得的 分离的原料是多变的 多组分混合物的分离1.7、恒沸精馏和萃取精馏 1.7.2萃取精馏向原料液中加入第三组分(萃取剂)，以改变原有组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法。要求率取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液。常用于分离各组分挥发度差别很小的溶液 1.7.1、恒沸精馏在两组分恒沸液中加入第三组分(夹带剂)，该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通方法加以分离。恒沸精馏可分离具有最低、最高恒沸点的溶液以及挥发度相近的物系。对夹带剂的要求：能与被分离组分形成新的恒沸液，其恒沸点比纯组分的沸点低(不小于10)，所含夹带剂量愈少愈好新恒沸点最好为非均相混合物无毒性、无腐蚀性，热稳定性好来源容易，价格低对萃取剂的要求：使原组分间相对挥发度发生显著变化，挥发性低(其沸点较组分的高)不与原组分形成恒沸液无毒性、无腐蚀性，热稳定性好来源容易，价格低感谢观看！