海川化工论坛_1-4精馏原理

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1、第六章蒸馏（14学时）教学目的：通过本章学习，掌握蒸馏的原理、精馏过程计算和优化。教学重点：精馏原理、精馏装置作用精馏分离过程原理及分析教学难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。教学内容：第一节概述1、易挥发组分和难挥发组分液体均具有挥发性，但各种液体的挥发性各不相同。通常沸点较低的组分挥发性强，称为易挥发组分，沸点较高的组分挥发性较弱，称为难挥发组分，因此液体混合物加热部分汽化时所生成的气相组成和液相组成必有差异。利用这一差异，就可将液体混合物分离。易挥发─沸点低─轻组分难挥发─沸点

2、高─重组分2、蒸馏：根据混合液中各组分挥发度的差异而达到分离的单元按操作方式：可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。生产中以连续蒸馏为主，间歇蒸馏只用于小规模的场合。2、按蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)(易分离或分离要求不高的物系)精馏(各种物系得到较纯的产品)特殊精馏(很难分离或普通精馏不能完成的物系)3、按操作压力：常压(一般情况)；减压(沸点高且热敏性)；加压（常温常压下呈气态，沸点低，冷凝困难）。双组分和多组分：双组分是多组分的特殊情况；多组分（多用于工业上）。石油加工：苯、甲苯、二甲苯的分离。造酒：从发酵的醪

3、液中提取饮料酒。合成材料：从反应的混合物中提出高纯度的单体（苯乙烯、氯乙稀）第二节双组分溶液的汽掖相平衡本节重点：气液两相平衡物系的自由度、理想溶液和拉乌尔定律本节难点：汽液相组成与温度（泡点、露点）的关系6-1溶液的蒸气压及拉乌尔定律1、理想溶液：指其中各个组分都在全部浓度范围内服从拉乌尔定律2.拉乌尔定律：设在纯液体A中逐渐加入较难挥发的溶液B，形成A、B的溶液，当A的平衡分压（蒸汽压）PA仅仅由于被B所释放而降低，则：pA=pAo•xApAo─纯液体A的蒸汽压；xA─溶液中组分A的摩尔分率。同理，将拉乌尔定

4、律用于组分B为：pB=pBoxB3.道尔顿分压定律:p=pA+pBpA=pAoxA=pAoxpB=pBo(1-x)精馏原理是根据图所示的t-x-y图，在一定的压力下，通过多次部分气化和多次部分冷凝使混合液得以分离，以分别获得接近纯态的组分。理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。6-2精馏装置流程一、精馏装置流程：典型的精馏设备

5、是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图所示。用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。二精馏装置的作用精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。1．精馏段的作用：加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。2．提馏段的作用：包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。3．塔板的作用：塔板是供气液两相进行传质和传热的场

6、所。每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。4．再沸器的作用：其作用是提供一定流量的上升蒸气流。5．冷凝器的作用：其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，是精馏连续定态进行的必要条件。精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。第三节两组分连续精馏的计算本节重点：物料衡算式的应用，操作线方程和q线方程的应用及其在x-y图本节难点：进料热状况参数的计算，最小回流比的计算，进料热状况对q线和操作线的影响。掌握的内容

7、：(1)精馏塔物料衡算的应用。(2)操作线方程和q线方程及其在x-y图上的作法和应用。(3)理论板和实际板数的确定（逐板计算法和图解法）、塔高和塔径的计算。(4)进料热状况参数q的计算及其对精馏操作的影响(5)全回流时最小理论板数，最小回流比的计算，回流比与塔板数的关系和适宜回流比的确定6-3理论板的概念及恒摩尔流假定一、理论板的概念：指离开该板的气液两相达到平衡状态，且两相温度相等的塔板。实际上，理论板是不存在的，它仅用作衡量实际塔板分离效率的一个标准。理论板的概念对精馏过程的分析和计算是十分有用的。二、恒摩尔

8、流假定1．恒摩尔气流：是指在精馏塔内，为简化精馏计算，通常引入塔内恒摩尔流动的假定。各层塔板上升蒸气摩尔流量相等，即：精馏段：但两段上升的蒸气摩尔流量不一定相等2．恒摩尔液流：是指在精馏塔内，在没有中间加料（或出料）条件下各层塔板下降液体摩尔流量相等，但两段下降的液体摩尔流量不一定相等。恒摩尔流动的假定必须符合以下的条件才能成立。①混合物中各组分的摩尔气化热相等。②各板上