《化工原理》

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1、化工基础课程蒸馏信阳师范学院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.2精馏原理6.2.4精馏流程图6-9连续精馏流程典型的连续精馏流程如图6-9所示.装置主要包括精馏塔、冷凝器、蒸馏釜（再沸器）。预热到一定温度的原料液送入精馏塔的进料板,在每层塔板上,回流液体与上升蒸气互相接触,进行热和质的传递.塔顶冷凝器的作用:获得塔顶产品及保证有适宜的液相回流.再沸器的作用:提供一定量的上升蒸气流.精馏段:加料板以上的塔段.上升汽相中重组分向液相传递，液相中轻组分向汽相传递，完成上升蒸气轻组分精制。提馏段:加料板及其以下的塔段.下降液体中轻组分向汽相传递，汽

2、相中重组分向液相传递，完成下降液体重组分提浓。信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.3双组份连续精馏的计算１．确定产品的流量和组成.２．确定精馏塔的类型,如选择板式塔或填料塔.根据塔型,求算理论板层数或填料层高度.３．确定塔高和塔径.４．对板式塔,进行塔板结构尺寸的计算及塔板流体力学验算;对填料塔,需确定填料类型及尺寸,并计算填料塔的流体阻力.５．计算冷凝器和再沸器的热负荷,并确定两者的类型和尺寸.本章的核心内容双组分连续精馏塔的工艺计算主要包括以下内容：本节重点讨论前两项信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.3双组份连续精馏的计算6

3、.3.1恒摩尔流假设在设计中,先求得理论板层数,然后结合塔板效率予以校正，即可求得实际板层数。对于一个理论板,离开该板的气液两相组成（yn与xn）的确定可通过相平衡关系.如果再能确定下降液体的组成xn及下一层板上升蒸气组成yn+1之间的关系,那么整个塔内个各板的组成可逐板算出,板数即为指定分离要求下的理论板层数.操作关系:yn+1与xn之间的关系,由精馏条件来确定,精馏的特征方程.恒摩尔流假定:对整个精馏塔,每层板上升蒸汽摩尔流率相等，每层板下降液体摩尔流率相等。由于精馏过程是涉及传热和传质的过程,相互影响的因素较多,引入恒摩尔流假定,使

4、得连续精馏过程计算大大简化。信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏塔板上有多少摩尔的蒸汽冷凝，就有多少摩尔的液体汽化。因此该精馏过程属等摩尔反向扩散传质过程。对于多数有机同系物和许多相近的理想体系，各组分的摩尔气化热相差不大.恒摩尔流假设均适用.恒摩尔流假设必须满足的条件是：6.3双组份连续精馏的计算6.3.2物料衡算和操作线方程1.全塔物料衡算图6-10所示,对稳定操作的连续精馏塔,料液加入量必等于塔顶和塔釜产品量之和.总物料衡算易挥发组分物料衡算①各组分的摩尔汽化潜热相等；②气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；③塔设备保温良好,热

5、损失可也忽略.信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.3双组份连续精馏的计算进料流率F和组成xF以及釜液组成xW一定，馏出液中轻组分含量xD值越大，馏出液流率D值就越小。釜液流率和组成间存在类似关系。提高产品品质是以降低产品产率为代价的。釜液采出率溜出液采出率生产中还经常用回收率表示某个有用组分回收的量的大小溜出液中易挥发组分的回收率釜液中难挥发组分的回收率信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏2.操作线方程对图6-11虚线范围（包括精馏段第n+1板和冷凝器在内）作物料衡算,以单位时间为基准,即：塔顶全凝：V=L+D=(R+1)D回流比：R

6、=L/D1)精馏段操作线方程信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏上式表明了精馏段内任意位置处下降液流和上升气流组成之间的关系，称为精馏段的操作线方程，它是一条过点的直线，该线的斜率即为精馏段的液气比，它由回流比所确定，一定小于1该式反映了下降液量及上升汽量均取决于回流比信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏若塔顶的蒸汽在冷凝器中全部冷凝为液体，称此冷凝器为全凝器，冷凝液在泡点温度下部分回流入塔，称为泡点回流。若对精馏段任一塔板作物料衡算，则由此可见，当物系及操作压力确定时，精馏段的斜率决定了精馏段的分离能力，若R增大，则斜率增大，操作线便会

7、向对角线靠近，使得精馏段的分离能力增大信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.3双组份连续精馏的计算2)提馏段操作线方程对图6-12虚线范围（包括提馏段第m板以下塔段和塔釜在内）作物料衡算,即：提馏段操作线方程的物理意义:在一定的操作条件下,提馏段内自任意第m板下降的液相组成与其相邻的下一层塔板上升的蒸汽组成之间的关系.应该指出,提馏段内液体摩尔流量不仅与L的大小有关,而且还受进料量F及其进料热状况的影响.信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏提馏操作线：c点：（xW，xW）截距：-WxW/V’3)操作线方程在x-y图上的画法精馏操作线：a

8、点：(xD，xD）截距：xD/(R+1)xy01.01.0xDabxWcde精馏段操作线方程提馏段操作线方程6.3双组份连续精馏的计算信阳师院化学化工学院化工基础课件蒸馏6.3双组份连续精馏的