精馏实验原理和基本理论

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4、啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊精馏实验原理和基本理论一、基本原理精馏分离是根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分），较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。它通过汽、液两相的直接接触，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传递过程。对于二元物系，在已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作

5、回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数NT。按照式（5-1）可以得到总板效率ET，其中NP为实际塔板数。（1)精馏塔包括精馏段和提馏段。精馏段操作方程为：(2)提馏段操作方程为：其中，R为操作回流比，F为进料摩尔流率，W为釜液摩尔流率，L为提馏段下降液体的摩尔流率，q为进料的热状态参数，部分回流时，进料热状况参数的计算式为：(3)式中：tF—进料温度，℃。tBP—进料的泡点温度，℃。Cpm—进料液体在平均温度（tF+tP）/2下的比热，kJ/（kmol．℃）。rm—进料液体在其组成和泡点温度下的汽化

6、潜热，kJ/kmol。Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/（kmol．℃）rm=r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol(4)式中：Cp1，Cp2——分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg．℃）。r1，r2——分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg。M1，M2——分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kg/kmol。x1，x2——分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。二、全回流和最小理论板层数1.全回流的概念若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式

7、称为全回流，全回流时的回流比为（5）在全回流下，精馏段操作线的斜率和截距分别为（6）（7）此时，在x–y图上，精馏段操作线及提馏段操作线与对角线重合，全塔无精馏段和提馏段之区分，两段的操作线合二为一，即(8)应予指出，在全回流操作下，塔顶产品D为零，一般和也均为零，即不向塔内进料，也不从塔内取出产品，装置的生产能力为零，因此对正常生产并无实际意义。但在精馏的开工阶段或实验研究时，采用全回流操作可缩短稳定时间并便于过程控制。2.最小理论板层数回流比愈大，完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大，两操作线与

8、对角线重合，此时，操作线距平衡线最远，汽液两相间的传质推动力最大，因此所需的理论板层数最少，以Nmin表示。Nmin可在x–y图上的平衡线与对角线之间直接作阶梯图解，也可用从逐板计算法推得的芬斯克(Fenske)方程式计算得到。芬斯克方程式推导过程如下。由汽液平衡方程，可得（9）操作线方程用式（10）表示，即（10）对于全回流操作