《精馏操作技术》PPT课件

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1、模块四：传质操作技术一、蒸馏操作技术工作任务：（1）精馏塔的仿真操作；（2）塔设备的分类与结构类型（3）精馏原理及双组分连续精馏塔计算；（4）精馏的热量衡算及节能；（5）其他蒸馏方式；（6）板式塔的流体力学性能与操作特性；（7）板式塔设计；（8）精馏塔的操作与维护。根据塔内气液接触部件的结构型式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。板式塔：塔内沿塔高装有若干层塔板，相邻两板有一定的间隔距离。塔内气、液两相在塔板上互相接触，进行传热和传质，属于逐级接触式塔设备。一、精馏塔的分类填料塔：塔内装有填料，

2、气液两相在被润湿的填料表面进行传热和传质，属于连续接触式塔设备。本章重点介绍板式塔。精馏塔的结构及应用二、板式塔的结构类型及性能评价（一）板式塔的结构板式塔是由圆柱形壳体、塔板、气体和液体进、出口等部件组成的。塔板是板式塔的核心构件。1-塔体；2-塔板；3-溢流堰；4-受液盘；5-降液管（二）塔板的类型塔板的分类有错流、逆流两种错流塔板：塔板间设有降液管。液体横向流过塔板，气体经过塔板上的孔道上升，在塔板上气、液两相呈错流接触。逆流塔板：塔板间无降液管，气、液同时由板上孔道逆向穿流而过。本章只介绍错

3、流塔板。按照塔板上气液接触元件不同，塔板可分为多种型式泡罩塔板筛板浮阀塔板喷射型结板：舌形塔板、浮舌塔板斜孔塔板、网孔塔板等泡罩塔板泡罩塔板流程筛板塔浮阀浮阀舌形塔板浮舌塔板网孔塔板斜孔塔板常见塔板的性能比较塔板类型相对生产能力相对塔板效率操作弹性压力降结构成本泡罩塔板筛板浮阀塔板舌形塔板斜孔塔板1.01.2～1.41.2～1.31.3～1.51.5～1.81.01.11.1～1.21.11.1中低大小中高低中低低复杂简单一般简单简单1.00.4～0.50.7～0.80.5～0.60.5～0.61.

4、蒸馏及分离依据蒸馏是分离液体均相混合物的单元操作，通过加热造成汽液两相体系，利用液体混合物中各组分挥发性不同而达到分离的目的。易挥发组分：液体混合物中挥发能力高的组分，又称轻组分；难挥发组分：液体混合物中挥发能力低的组分，又称重组分。精馏基础知识一、蒸馏及精馏2.蒸馏操作的分类按蒸馏方式分类平衡蒸馏、简单蒸馏精馏、特殊精馏按操作压力分类加压精馏、常压精馏、真空精馏按被分离混合物中组分的数目分类两组分精馏、多组分精馏按操作流程分类间歇精馏、连续精馏平衡蒸馏和简单蒸馏，只能使混合液部分分离，不能满足高纯

5、度的分离要求。二、双组分理想溶液的气液相平衡溶液理想溶液非理想溶液理想溶液的汽液相平衡是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时汽液两相间各组分组成之间的关系。是精馏操作分析和过程计算的重要依据。3.精馏同时并多次进行部分汽化和多次部分冷凝，使混合液得到较完善分离的单元操作。1．沸点－组成图（一）双组分气液相平衡图常压下苯－甲苯物系的t－x－y图（1）结构坐标纵坐标t横坐标xA、yA两条线液相线汽相线三个区液相区过热蒸汽区汽液共存区（2）应用a.泡点、露点及确定b.易挥发和难挥发组分的沸点c.混合溶液气液平衡组

6、成的确定溶液开始沸腾，产生第一个汽泡，相应的温度称为泡点；混合气体开始冷凝产生第一滴液滴，相应的温度称为露点。确定方法如图。如图F、E两点为纯苯和纯甲苯的沸点。当混合液的状态点为点K时，物系被分成互成平衡的汽液两相，其汽、液相组成y、x可用G、L两点横坐标表示。2．气液相平衡图苯－甲苯物系的y－x图（1）结构坐标纵坐标y横坐标x两条线气液相平衡线辅助线y＝x（2）应用a.图中任意点D表示组成为x1的液相与组成为y1的气相互相平衡b.两相达到平衡时，气相中易挥发组分的浓度大于液相中易挥发组分的浓度，即

7、y＞x，故平衡线位于对角线的上方。c.平衡线离对角线越远，说明互成平衡的气液两相浓度差别越大，溶液就越容易分离。（二）相对挥发度1.挥发度组分的挥发度是组分挥发性大小的标志。通常纯组分的挥发度是指液体在一定温度下的饱和蒸汽压。而溶液中各组分的挥发度可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分数来表示，用符号vi表示2．相对挥发度溶液中两组分的挥发度之比称为两组分的相对挥发度，用表示。溶液中组分A对组分B的相对挥发度，AB可表示为对于理想溶液，因其服从拉乌尔定律，则得3．相平衡方程对于二元体系，

8、xB=1－xA，yB=1－yA，若气体服从道尔顿分压定律，则略去下标则可得相平衡方程分析:当＝1时，y＝x，气液相组成相同，二元体系不能用普通精馏法分离；当＞1时，y＞x。越大，y比x大得越多，互成平衡的气液两相浓度差别越大，组分A和B越易分离。因此由值的大小可以判断溶液是否能用普通精馏方法分离及分离的难易程度。三、精馏原理1.一次部分汽化和一次部分冷凝一次部分汽化和一次部分冷凝可使混合液或混合蒸汽得到部分分离。2．多次部分汽化和多次部分冷凝结论：气体混合物经多次部分