化工原理 ----精馏课件1.ppt

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1、重点：理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进料方程、回流比难点：操作线方程、进料方程、精馏设备第六章蒸馏Distillation易挥发组分：沸点低的组分，又称为轻组分。难挥发组分：沸点高的组分，又称为重组分。概述蒸馏：利用液体混合物各组分挥发度的不同，使其部分气化，从而达到分离的单元操作。按操作方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏按组分数目分：双组分蒸馏及多组分蒸馏按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏按操作流程分：连续蒸馏和间歇蒸馏蒸馏的分类气液平衡拉乌尔定律两组分理想物系的气液平衡关系式：纯液体的挥发度：该液体在一定温度下的饱和蒸气压。溶液中各组分的挥发度：该组分在蒸

2、气中的分压和与之相平衡的液相中的摩尔分率之比。vA=PA/xAvB=PB/xB相对挥发度(RelativeVolatility)：是指溶液中两组分挥发度之比，常以易挥发组分的挥发度为分子。α=vA/vB=（PA/XA）/（PB/XB）相对挥发度相平衡方程当α>1时，表示组分A较B容易挥发，α愈大，挥发度差异愈大，分离愈容易。当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通精馏方法加以分离。相对挥发度的意义温度–组成图(t–x–y图)上曲线：平衡时汽相组成与温度的关系，称为汽相线（露点曲线）；下曲线：平衡时液相组成与温度的关系，称为液相线（泡点曲线）；两曲线将图分成三个区域：液相区；过热蒸

3、汽区；汽液共存区。温度–组成图(t–x–y图)上曲线：平衡时汽相组成与温度的关系，称为汽相线（露点曲线）；下曲线：平衡时液相组成与温度的关系，称为液相线（泡点曲线）；两曲线将图分成三个区域：液相区；过热蒸汽区；汽液共存区。x1(y1)t4t3t2t1BHJAt-y汽相线(露点线)t-x液相线(泡点线)t-y汽相线(露点线)t-x液相线(泡点线)汽液相平衡图(y—x图)液相组成x气相组成y某些溶液达到平衡时，汽相中易挥发组分浓度总是大于液相的；其平衡线位于对角线的上方；平衡线离对角线越远，表示该溶液越易分离。总压对t—y—x关系比对y—x关系的影响大。当总压变化不大时，总压对y—x关系的

4、影响可以忽略不计。蒸馏中使用y—x图较t—y—x图更为方便。简单蒸馏(微分蒸馏)装置：如图，原理与过程：料液加热至泡点，溶液汽化，产生的蒸汽随即进入冷凝器，冷凝成馏出液。随着过程的进行，釜中液相组成不断下降，使得与之相平衡的气相组成（馏出液组成）亦随时降低，而釜内液体的沸点逐渐升高。当馏出液的平均组成或釜残液组成降至某规定值后，即可停止蒸馏操作。在同一批操作中，馏出液分批收集，可得到不同组成的馏出液。应用：易分离的混合物；对分离纯度要求不高的场合；混合液的初步分离。简单蒸馏简单蒸馏装置蒸汽原料液冷却水冷凝器蒸馏釜接受器将一定组分的液体加热至泡点以上，使其部分气化，或者将一定组分的蒸汽冷

5、却至露点以下，使其部分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。此过程的结果是易挥发组分在气相中富集，难挥发组分在液相中富集。加热器减压阀分离器原料底部产品冷凝器塔顶产品平衡蒸馏(闪蒸)精馏一次部分气化和部分冷凝y1>xF>x1yF——加热原料液时产生的第一个气泡的组成。xw——原料全部气化后剩下的最后一滴液体的组成。xwx1xFy1yFABCDP=定值t多次部分气化和部分冷凝液体混合物经过多次部分气化和多次部分冷凝后从气相得到较纯的易挥发组分，而从液相中则得到较纯的难挥发组分。A(y)xmynxFBP=定值txFx2x1y1x3y2y3y1冷凝器分离器加热器多次部分气化的分离示意图精馏将具

6、有不同挥发度的组分所组成的混合液，经多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。精馏连续稳定进行的条件回流再沸蒸气精馏操作流程设备：包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原料预热回流液泵等。加料板：当某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或相等时，料液由此加入，该板称为加料板。精馏段：加料板以上的部分，它起着回收原料中易挥发组分增浓的作用。提馏段：加料板以下的部分（包括加料板），它起着回收原料中易挥发组分的作用。两组分连续精馏的计算全塔物料衡算热量衡算恒mol流操作线方程q线方程回流比最小回流比适宜回流比理论塔板数实际塔板数恒摩尔汽化每层塔板上升的蒸汽的摩尔流量相等。恒摩尔溢流

7、每层塔板溢流的液体的摩尔流量相等。恒摩尔流恒摩尔汽化和恒摩尔溢流的总称。满足恒摩尔流的条件各组分的气化潜热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温好，无热损失。恒摩尔流的假设精馏段操作线方程提馏段操作线方程理论塔板数的确定逐板计算法图解法xWxD123456理论板数图解法示意图进料热状况第一相线,q>1,冷液体进料；垂直线,q=1,泡点进料；第二相线,0