化工单元操作技术全套配套课件第三章 精馏操作技术.ppt

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1、知识目标了解精馏操作分类、各种类型的塔板的特点、性能及板式塔设计原则；理解板式塔的流体力学性能对精馏操作的影响；掌握精馏原理及双组分连续精馏塔计算。能力目标能正确选择精馏操作的条件，对精馏过程进行正确的调节控制；能进行精馏塔的开、停车操作和事故分析。第三章精馏操作技术第三节精馏计算第一节精馏塔的结构及应用第二节精馏基础知识第四节精馏塔的操作第一节精馏塔的结构及应用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：填料塔：精馏塔的分类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、

2、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。塔内装有填料，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。板式塔由圆柱形壳体、塔板、气体和液体进、出口等部件组成1-塔体；2-塔板；3-溢流堰；4-受液盘；5-降液管板式塔的结构塔板是板式塔的核心构件。塔板的类型塔板的类型错流塔板：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。按照塔板上气液接触元件不同，塔板可分为：泡

3、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、网孔塔板等塔板的类型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1.00.4～0.50.7～0.80.5～0.60.5～0.6常见塔板的性能比较第三章精馏操作技术第三节精馏计算第一节精馏塔的结构及应

4、用第二节精馏基础知识第四节精馏塔的操作蒸馏:易挥发组分：液体混合物中挥发能力高的组分，又称轻组分；蒸馏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。难挥发组分：液体混合物中挥发能力低的组分，又称重组分。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，不能满足高纯度的分离要求。蒸馏

5、操作的分类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。精馏:溶液理想溶液非理想溶液理想溶液的气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。双组分理想溶液的气液相平衡1．沸点－组成图常压下苯－甲苯物系的t－x－y图结构：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双组分气液相平衡图a.泡点、露点的确定b.易挥发和难挥发组分沸点的确定c.混合溶液气液平衡组成的确定溶液开始沸腾产生第

6、一个汽泡的温度称为泡点；混合气体开始冷凝产生第一滴液滴的温度称为露点。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气液两相，其气、液相组成y、x可用G、L两点横坐标表示。沸点-组成图的应用2．气液相平衡图苯－甲苯物系的y－x图结构:坐标纵坐标y横坐标x两条线气液相平衡线辅助线y＝x双组分气液相平衡图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y＞x，故平衡线位于对角线的上方。c

7、.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。气液相平衡图的应用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。挥发度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，即故相对挥发度对于二元体系，xB=1－xA，yB=1－yA，若气体服从道尔顿分压

8、定律，则略去下标则可得相平衡方程相平衡方程相平衡方程分析当＞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。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；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。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。精馏原理2．多次部分汽化和多次部分冷凝气体混合物经部分冷凝次数越多，所得气