《化工传质与分离过程》第三章 蒸馏分析课件.ppt

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1、第三章蒸馏3.1蒸馏过程概述3.2两组分溶液的汽液平衡3.3平衡蒸馏与简单蒸馏3.3.1平衡蒸馏3.3.2简单蒸馏一、简单蒸馏装置二、简单蒸馏的特点及其应用三、简单蒸馏过程的计算简单蒸馏为非稳态过程。因此，简单蒸馏的计算应该进行微分衡算。设在某瞬间τ釜液量为L，kmol釜液组成为x经时间釜液量为L-dL，kmol釜液组成为x-dx馏出量dD，kmol馏出组成为y总物料衡算易挥发组分衡算联立以上两式，并略去二阶无穷小量得三、简单蒸馏过程的计算设积分得三、简单蒸馏过程的计算简单蒸馏过程物料衡算关系初始时，釜液量为F，组成为xF。结束时，釜液量为W，组成为xW。设汽液平衡

2、关系为积分，可得三、简单蒸馏过程的计算馏出液的平均组成可通过一批操作的物料衡算求得联立得三、简单蒸馏过程的计算馏出液的平均组成第三章蒸馏3.1蒸馏过程概述3.2两组分溶液的汽液平衡3.3平衡蒸馏与简单蒸馏3.4精馏的原理与流程3.4.1精馏的原理一、多次部分汽化和冷凝平衡蒸馏简单蒸馏单级过程精馏多级过程液体混合物的初步分离进行一次部分汽化比较进行多次部分汽化和冷凝实现液体混合物的完全分离多次部分汽化和冷凝的t-x-y图AB二、精馏塔模型上述的多次部分汽化和冷凝过程是在精馏塔内进行的。精馏塔板式塔塔内装有若干层塔板填料塔塔内装有一定高度的填料层√精馏塔模型塔板上的操作

3、情况塔板操作分析tn-1yn>yn+1xn+1

4、塔2－再沸器3－冷凝器二、间歇精馏操作流程与连续精馏不同之处是：原料液一次加入精馏釜中，因而间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段。在精馏过程中，精馏釜的釜液组成不断变化，在塔底上升蒸汽量和塔顶回流液量恒定的条件下，馏出液的组成也逐渐降低。当釜液达到规定组成后，精馏操作即被停止。间歇精馏装置示意图1－精馏塔2－再沸器3－冷凝器4－观察罩5－储槽第三章蒸馏3.1蒸馏过程概述3.2两组分溶液的汽液平衡3.3平衡蒸馏与简单蒸馏3.4精馏的原理与流程3.5两组分连续精馏的计算3.5.1计算的基本假定一、理论板的假定理论板的概念用作衡量实际板分离效率的依据和标准。通常，在工程设计中，

5、先求得理论板层数，再用塔板效率予以校正，即可求得实际塔板层数。离开该板的汽液两相互成平衡；塔板上各处的液相组成均匀一致。理论板提出的意义1.恒摩尔汽流精馏段提馏段注意：两段上升的汽相摩尔流量不一定相等。二、恒摩尔流假定精馏段中上升蒸汽摩尔流量提馏段中上升蒸汽摩尔流量2.恒摩尔液流精馏段提馏段二、恒摩尔流假定注意：两段下降的液相摩尔流量不一定相等。精馏段中下降液体摩尔流量提馏段中下降液体摩尔流量恒摩尔流动的假定成立的条件恒摩尔流动虽是一项简化假设，但某些物系能基本上符合上述条件，因此，可将这些系统在精馏塔内的汽液两相视为恒摩尔流动。后面介绍的精馏计算均是以恒摩尔流为前

6、提的。混合物中各组分的摩尔汽化潜热相等；塔设备保温良好，热损失可以忽略。二、恒摩尔流假定第三章蒸馏3.5两组分连续精馏的计算3.5.1计算的基本假定3.5.2物料衡算与操作线方程一、全塔物料衡算精馏塔各股物料(包括进料、塔顶产品和塔底产品)的流量、组成之间的关系可通过全塔物料衡算来确定。精馏塔的物料衡算原料液馏出液釜残液总物料衡算易挥发组分衡算馏出液采出率易挥发组分回收率一、全塔物料衡算难挥发组分回收率二、操作线方程在精馏段中，任意塔板（n板）下降的液相组成xn与由其下一层塔板（n+1板）上升的蒸汽组成yn＋1之间的关系称之为操作关系，描述该关系的方程称为精馏段操作

7、线方程。1.精馏段操作线方程精馏段的物料衡算总物料衡算易挥发组分衡算整理得令则二、操作线方程精馏段操作线方程回流比精馏段操作线方程根据恒摩尔流假定，L为定值，且在稳态操作时，D及xD为定值，故R也是常量。精馏段操作线方程为一直线方程。直线方程斜率截距二、操作线方程在提馏段中，任意塔板（m板）下降的液相组成与由其下一层塔板（m+1板）上升的蒸汽组成之间的关系称之为操作关系，描述它们之间关系的方程称为提馏段操作线方程。2.提馏段操作线方程提馏段的物料衡算二、操作线方程总物料衡算易挥发组分衡算整理得二、操作线方程提馏段操作线方程根据恒摩尔流假定，为定值，且在稳态操作时