化工原理蒸馏知识3.ppt

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1、小结1.非理想溶液的气液相平衡①在恒沸点处,α=1，故一般蒸馏方法不能使两组分分离。②非理想溶液，α随t（或浓度）变化较大，α不能作为常数2.简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏）（1）装置与流程（2）特点①间歇过程;②产品与釜液组成随时间而改变(降低）;③瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态（3）简单蒸馏的计算3.平衡蒸馏（闪蒸）（1）闪蒸流程动画示意（2）特点连续操作，气、液一次平衡、（3）平衡蒸馏的计算对二元理想物系——操作线方程——相平衡方程——汽化率4.精馏（1）精馏过程（2）精馏原理（3）精馏的特点①存在回流；②易挥

2、发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低；③塔顶产品富含易挥发组分，塔底产品富含难挥发组分。（4）理论板（平衡级）的概念汽、液两相的温度相同、组成互呈平衡注意：N不包括塔釜（再沸器）总板效率:6.4.2精馏过程的数学描述计算类型：●操作型计算●设计型计算计算依据：▲物料衡算▲热量衡算▲相平衡关系▲归一方程(1)精馏过程物料衡算a.全塔物料衡算总物料衡算：qnF=qnD+qnW易挥发组分物料衡算：回收率定义：例6.4.1例6.4.2b.塔板物料衡算①无进料和采出塔板物料衡算qnLn-1,xn-1qnVn,ynqnV

3、n+1,yn+1qnLn,xnn②进料板物料衡算:qnLn-1,xn-1qnVn,ynqnVn+1,yn+1qnLn,xnnqnF,zF(2)精馏过程热量衡算a.无进料和采出塔板的热量衡算b.恒摩尔流假定(对多数有机同系物和许多相近的理想溶液体系)（1）热损失很小，可以忽略不计（2）混合热为零（3）各板上混合物的摩尔汽化热近似相等(4)各板液体焓变与摩尔汽化热相比可忽略不计将以上关系代入(6.4.8)中:则又上式对于没有进料或出料的任一塔板均适用。注意：汽、液流率应采用摩尔流率，kmol/h或kmol/sc.进料板

4、的热量衡算根据恒摩尔流假定的物料衡算和热量衡算q-----进料的热状态参数q值对两段气、液相流量的影响由（1）过冷液体五种进料状态（2）饱和液体（3）气液混合物（4）饱和蒸气（5）过热蒸气q值在数值上等于进料中液相所占的分率δ进料热状态参数q值的大小影响气液两相流量分布水力学性能、分离能力设计与操作q值对两相流率的影响d.全塔热量衡算不计热损失，则有：①再沸器热流量消去②冷凝器的热流量同理③再沸器与冷凝器热流量的关系代入全塔热量衡算中:整理得:——回流比可见：◆R增加,R增加,操作费增加。◆若物流qnD、qnW带

5、出热流量与qnF带入热量相差不大时，则有：一般情况下，再沸器加入塔内的热量近似等于冷凝器从塔顶移出的热量。6.5双组分连续精馏的设计计算6.5.1精馏操作方程(1)精馏段操作方程由物料衡算得：则——回流比——精馏段操作方程该方程表示了精馏段相邻两塔板下降液体组成（第n块板）和上升蒸汽组成（第n+1块板）之间的关系，即任一塔截面汽、液两相组成之间的关系。qnLn-1,xn-1qnVn,ynqnVn+1,yn+1qnLn,xnn(2)提馏段操作方程则——提馏段操作线方程(1)操作方程的图示（x-y图）●精馏段操作线方程

6、的分析与图示6.5.2进料热状态对精馏操作的影响给定和R斜率=截距=xD/（R+1）过点（xD，xD）和点（0，xD/（R+1））的直线●提馏段操作线方程的分析与图示过点（xW，xW）的直线，斜率与q有关。或联立求解两方程，得到其交点的轨迹方程为：——q线方程q一定时，过点（zF，zF）的斜率为q/（q-1）的直线。两线交点坐标（xq，yq）为：(2)q线方程与图示图示：（1）精馏段操作线或（2）q线（3）提馏段操作线（xW，xW）和（xq，yq）(3)回流比R及进料状态参数对操作线的影响◆回流比R的影响：远离平衡

7、线,而(xD,xD)不变，且R对q线无影响，故提馏段操作线斜率下降，靠近对角线→操作线靠近对角线→对分离有利。↑→精馏段操作线靠近对角线,R↑→◆q的影响：q的值不影响精馏段操作线，但对提馏段操作线有影响。q↓，提馏段操作线斜率增大。不同进料热状态时的q线和对提馏段操作线的影响q=1q>10

8、=0作业：P1309、10