恒沸精馏计算课件.ppt

1、2-5 2-5 恒沸精馏计算恒沸精馏计算 一、二元非均相恒沸物的精馏一、二元非均相恒沸物的精馏 二、多元系恒沸精馏计算二、多元系恒沸精馏计算2-6 2-6 恒沸精馏和萃取精恒沸精馏和萃取精 馏的比较馏的比较第三章第三章萃取精馏及萃取精馏及共沸精馏共沸精馏第二节第二节 恒沸精馏恒沸精馏第第11周第周第2次课次课2006年年11月月22日日FLGC 正偏差（最低温度恒沸物）负偏差（最高温度恒沸物）双组分系统恒沸物的气液平衡图非均相恒沸物的气液平衡图均相恒沸物的气液平衡图2-5 恒沸精馏计算二元非均相恒沸物系统可用一般精馏方法分离的原因FLGCAyxBM0B1ABTAT MAyxBMFLGC2-5

2、恒沸精馏计算图2-45 二元非均相共沸 精馏塔示意图一、二元非均相恒沸物的精馏 1、全塔物料衡算 按最外圈作总物料衡算2,1,21wwFWxWxFxWWFFLGC2,2111211wnnxWxLyVWLV故塔1精馏段的操作线为2,12111wnnxVWxVLy按中间一圈范围进行物料衡算塔操作线方程、2FLGC2,211211wxWxLyVWLV回顶2,1211wxVWxVLy回顶若按里圈范围进行物料衡算2,12111wnnxVWxVLy两方程一样形式，说明塔顶气相和回流液相组成 是精馏段操作线的端点),(顶回yxFLGC讨论：V1L1是定值斜率)2(是操作线上的点yx顶回（）yx顶回，即点的关

3、系和）（3wxVwxVLy回顶2,2精馏段操作线过点则塔1(wwx（x ），2,2,wnwnxyxx;)2,12,11),(),(22VLyxxxWW，斜率为精馏段操作线过点顶回FLGC则说明斜率为1，即V=L，相当于全回流，顶冷凝后的液体不会出现两平衡的液相，这不可能；:顶回若yx:顶若yyHHyy顶的关系:和）（4yH则说明塔顶气相和液相相平衡，即达到极限，塔顶出现恒浓区，理论板无穷，这也是不可能的。Hyyx顶回FLGC恒浓区位置的确定（恒浓区位置的确定（即求即求Rmin下的下的Vmin）：1.当进料在分层器时：恒浓区在塔顶；当进料在分层器时：恒浓区在塔顶；2.当进料在塔进料口时：恒浓区的

4、位置可能出现在进料板附当进料在塔进料口时：恒浓区的位置可能出现在进料板附近，也可能出现在塔顶，要根据最小蒸汽量来判断此时恒浓区出近，也可能出现在塔顶，要根据最小蒸汽量来判断此时恒浓区出现的位置，即现的位置，即 Rmin 下的下的 Vmin；(1)假如进料板为恒浓区，进料板的气液就平衡，将进料组成假如进料板为恒浓区，进料板的气液就平衡，将进料组成 X 对应的平衡组成对应的平衡组成 Y 代入精馏段操作线方程中求代入精馏段操作线方程中求 Vmin,进料进料；(2)假如塔顶为恒浓区，塔顶的气液就平衡，将塔顶组成假如塔顶为恒浓区，塔顶的气液就平衡，将塔顶组成 X 对对应的平衡组成应的平衡组成 Y 代入精

5、馏段操作线方程中求代入精馏段操作线方程中求 Vmin,塔顶塔顶；(3)比较比较 Vmin,进料进料 和和 Vmin,塔顶塔顶 的大小，取蒸汽量大者为恒浓区。的大小，取蒸汽量大者为恒浓区。FLGC1,111,111wmmwmmxVWxVLyxWxLyVWLV提馏段：),(11WWxx提馏段操作线过点FLGC5、塔2操作线方程2,22221wmmxVWxVLy222),(),(222VLyxxxWW，斜率为操作线过点塔顶回HyynyHyx2顶回2顶的关系:和FLGC 6、求理论板数 在相图中，平衡线和对角线间画梯级求解。FLGC恒沸精馏流程及相图图2-45 二元非均相共沸 精馏塔示意图图2-44

6、二元非均相共沸系统 精馏过程操作线FLGC3、相平衡方程 列出相平衡方程4、进行逐板计算 niiniiinxxy,及加入位置。PxxiDiw,二、多元系恒沸精馏计算 1、进行物料衡算求得 2、操作线方程 根据假定以恒摩尔流率分段进行计算。FLGC2-6 恒沸精馏和萃取精馏的比较共同点：1、都加入另一组分。、都加入另一组分。2、使相对挥发度增大。、使相对挥发度增大。3、计算过程所用的基本关都是物量衡算、热量衡算和相平衡关系。、计算过程所用的基本关都是物量衡算、热量衡算和相平衡关系。不同点：1、萃取精馏萃取剂量大且受限制；恒沸精馏恒沸剂量少。、萃取精馏萃取剂量大且受限制；恒沸精馏恒沸剂量少。2、恒

7、沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出；萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。、恒沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出；萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。3、一般恒沸精馏耗能大。、一般恒沸精馏耗能大。4、恒沸精馏即可连续操作，又可间歇操作；萃取精馏只能连续操作。、恒沸精馏即可连续操作，又可间歇操作；萃取精馏只能连续操作。5、有热敏性组分存在时，恒沸精馏有利。、有热敏性组分存在时，恒沸精馏有利。6、萃取精馏中溶剂回收简单，且流程也比较简单。、萃取精馏中溶剂回收简单，且流程也比较简单。FLGC例题例题:原料含苯酚原料含苯酚1.0%(摩尔摩尔)、水、水99%。釜液要求含苯酚小于。釜液要求含苯酚小于0.001%。流。流

8、程如图。苯酚与水是部分互溶。但在一个大气压下并不形成非均相共沸物，而程如图。苯酚与水是部分互溶。但在一个大气压下并不形成非均相共沸物，而是均相共沸物。因此两个塔顶出来的蒸汽在冷凝冷却器中冷凝并过冷到是均相共沸物。因此两个塔顶出来的蒸汽在冷凝冷却器中冷凝并过冷到20，然后在分层器中分层。水层返回然后在分层器中分层。水层返回1塔作为回流，酚层进入塔作为回流，酚层进入2塔。要求苯酚产品纯塔。要求苯酚产品纯度为度为99.99%。假定塔内为恒摩尔流率，饱和液体进料，且回流液过冷对塔内。假定塔内为恒摩尔流率，饱和液体进料，且回流液过冷对塔内回流量的影响可以忽略。回流量的影响可以忽略。计算：当各塔的上升气量

9、为最小气量的计算：当各塔的上升气量为最小气量的1.5倍时，塔倍时，塔1的精馏段和提馏段的精馏段和提馏段操作线方程，塔操作线方程，塔2 的提馏段操作线方程？的提馏段操作线方程？20时苯酚时苯酚水的互溶度数据为：水水的互溶度数据为：水层含苯酚层含苯酚1.68%1.68%（摩尔）（摩尔）,苯酚含水苯酚含水66.9%(66.9%(摩尔摩尔)FLGC 水,1W苯酚,2W料液1%1.68%33.1%2020 选择内容选择内容：1萃取精馏基本原理萃取精馏基本原理2 2萃取剂的选择及萃取精馏的流程萃取剂的选择及萃取精馏的流程3 3萃取精馏塔的特点萃取精馏塔的特点 4 4萃取精馏塔的计算萃取精馏塔的计算5 5恒沸物的特点、判断及恒沸组成的计算恒沸物的特点、判断及恒沸组成的计算 6 6恒沸剂选择及用量及恒沸精馏的流程恒沸剂选择及用量及恒沸精馏的流程7 7恒沸精馏的计算恒沸精馏的计算 结结结结结结束束束束束束FLGC