化工原理下册九

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1、第七节间歇精馏一、间歇精馏特点1、非定态过程2、只有精馏段在同样NT下，达到同样的xD、xw终，间歇操作能耗大于连续（完整）精馏。（一次性进料出料）间歇精馏可以采用两种主要方式3、操作灵活，适用xf变化较大，处理量F不大情况二、保持xD恒定操作1、NT确定保持xD恒定，釜内xw不断下降，分离要求不断提高，设计应以终了时的釜液组成xw为计算基准。如图对应于必有一最小回流比NT=∞为使塔板数在一定合理范围内，R终=βRmin由经济因素决定，R终>Rmin，以为截距则作出操作线求出NT。2、每次料液操作时间（难算！）xD恒定，釜液不断下降，设为x（

2、变量），蒸馏釜汽化能力为V（kmol/s）任一瞬时这里R是变量，因NT不变x与R有对应关系采用数值积分求出（阴影面积）三、保持R恒定操作1、设w——瞬时釜液量，与简单蒸馏相同，对某一瞬间作物料衡算。简单蒸馏间歇蒸馏——瞬时釜液组成由xfxw由投料量F残液量Wx2、每批料液操作所需时间讨论：理解：R恒定操作得，将许多不同xD混合（返混）对分离不利，能耗大。（2）对实际操作而言，xD恒定，则R↑，操作不方便，且后期R过大，而R恒定操作方便，但总蒸汽量↑，热耗↑，塔径↑，不经济，故而应将两者结合：即采用先xD恒定操作，得成品。后改用R恒定操作蒸中间

3、馏分，将所蒸出的中间馏分与下批物料掺合一起重蒸。（1）第八节恒沸精馏与萃取精馏一、特殊精馏采用——问题提出1、恒沸物存在，如酒精——水系统，属正偏差2、物系的α接近1，两组分相对挥发度很小，采用一般方法需要NT很多，回流比太大，费用↑↑，如：丙烯腈——乙腈α=1.09，要150块理论板。二、解决问题的途径1、改变压力↓使恒沸点移动或消失，使α↑。如13.33kPa=0.1315atm下，恒沸点34.2℃，恒沸液中乙醇0.992。2、加入第三组分（添加剂）以改变原溶液中各组分的相对挥发度而实现分离恒沸精馏P88加入第三组分能和原溶液中一种组分形

4、成最低恒沸物，以新的恒沸物从塔顶蒸出。糠醛-水的恒沸精馏图9-49乙醇-水的恒沸精馏图9-50如酒精—水体系中加入苯：形成新的三元最低恒沸物由塔顶蒸出——恒沸精馏。萃取精馏P89加入第三组分能和原溶液中的组分不形成恒沸物而仅改变各组分间的下面会对挥发度，第三组分随高沸点液体从塔底排出如丙烯腈—乙腈体系中加入水，——改变α↑，不形成恒沸液，随高沸点液体由塔底排出——萃取精馏，此时只需25块塔板。注意二者比较共同点：加入某种添加剂以增加被分离组份的相对挥发度（1）前者添加剂必须与被分离组成形成恒沸物，后者则无限制（2）前者热耗大，经济性差（3）后

5、者不能用间歇操作。不同点：第九节多组分精馏一、多组分精馏流程方案的选择1、依据：根据挥发度的差异，将各组分逐个分离。2、多组分精馏流程方案组分数2345塔数1234流程数12514四组分5个流程(E)3、方案选择——有规无则选择思路：⑴进料组分摩尔分数接近0.5：0.5进行分离具体情况具体分析多方案比较再作决定⑵各组分摩尔分数相近，逐一分离⑶各组分间相对挥发度差别较大时，直接逐一分离⑷各组分摩尔分数差别较大时，从大到小逐一分离⑸产品纯度要求高的最后分离二、多组分的气液相平衡多为非理想物系1、服从道尔顿分压定律2、平衡常数3、相对挥发度一般取重

6、关键组分为基准组分4、泡点温度计算按归一条件∑yi=1，试差法求解（xi、p已知）求泡点温度先假设再归一确认已知相对挥发度，由液相组成计算的气相组成5、露点温度计算同求泡点温度（yi、p已知）归一条件∑xi=1例9-126、多组分物系的平衡蒸馏（闪蒸）仿照双组分物系的平衡蒸馏对过程做数学描述，总物料衡算F=D+W任一组分的物料衡算FxFi=Dyi+Wxi（i=1～n）∵汽化率D/F=（1-q）∴Xfi=（1-q）yi+qXi得Ki的计算按例9-12，设平衡温度to，查Ki归一化∑Xi=1，再用相平衡方程求yi热量衡算—确定加热温度FCmp（T

7、-te）=（1-q）Fr（原料经加热至温度T节流减压，自身温度降低放出的显热等于汽化所需潜热）相平衡方程yi=KiXi（i=1～n）三、多组分精馏的关键组分和物料衡算1、关键组分进料中对多组分的分离起控制作用的两个组分挥发度大的——轻关键组分挥发度小的——重关键组分取决于分离的具体要求如A、B、C、D若要将A、B与C、D分开，则关键组分为B、C若要将A分开，则关键组分为A、B2、全塔物料衡算总物料衡算F=D+W任一组分的物料衡算FxFi=Dyi+Wxi归一方程∑XDi=1∑XFi=1∑XWi=13、产品组成计算⑴清晰分割法前提：关键组分为两个

8、相邻组分，两者挥发度差异较大，分离要求较多条件：比轻关键组分还易挥发的组分全部从塔顶蒸出，在塔釜中含量极小可以忽略比重关键组分还难挥发的组分全部从塔釜排出在塔顶中含