《化工原理精馏》PPT课件.ppt

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1、1、掌握精馏原理和塔板数的计算2、了解回流比对精馏操作的影响3、了解精馏塔的基本结构和主要性能第五章蒸馏(distillation)基本要求重点难点精馏原理、塔板数的计算；回流比对精馏的影响连续精馏的原理，传质的概念§1.1概述1．蒸馏传质（masstransfer）过程：物质在相间的转移过程称为传质（分离）过程常见传质过程：通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的单元操作蒸馏、吸收、萃取、干燥2．蒸馏过程的分类1．按蒸馏方式简单蒸馏平衡蒸馏精馏特殊精馏萃取精馏恒沸精馏2

2、．按操作压强常压蒸馏加压蒸馏减压蒸馏3．按待分离混合物中组分的数目：双组分蒸馏多组分蒸馏4．按操作流程：间歇蒸馏：小规模生产，非定态操作连续蒸馏：大规模，定态操作本章讨论：常压下的两组分连续精馏vapor-liquidphaseequilibrium§1.2两组分溶液的气液平衡1.2.1双组分理想物系的气液平衡理想物系：溶液中不同组分的分子间作用力和相同组分的分子间作用力完全相等。液相为理想溶液、气相为理想气体的混合物系液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律气相为理想气体，遵循道尔顿定律1）用饱和蒸气压表示气

3、液平衡关系的表示法拉乌尔定律：理想溶液气相中组分的分压等于纯组分在该温度下的饱和蒸气压与其在溶液中摩尔分数乘积A:易挥发组分，沸点低组分B:难挥发组分，沸点高组分y:气相中易挥发组分的摩尔分数；1-y:难挥发组分的摩尔分数x:液相中易挥发组分的摩尔分数；1-x:难挥发组分的摩尔分数溶液沸腾时，总压等于各组分的蒸气压之和理想气体混合物服从道尔顿分压定律：用饱和蒸气压表示的气液平衡关系2）用相对挥发度表示某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中的摩尔分率之比某组分由液相挥发到气相中的趋势，是该组分挥发性大

4、小的标志☆挥发度定义挥发度意义双组分理想溶液☆相对挥发度定义溶液中易挥发组分挥发度与难挥发组分挥发度之比压强不高，气相遵循道尔顿分压定律理想溶液①α>1，表明A比B容易挥发，α越大，挥发度差别越大，越容易分离。②若α=1，y=x，说明气液相组成相同，不能采用普通的精馏方法分离对相对挥发度的理解气液平衡方程3.两组分理想溶液的气液平衡相图苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压和温度关系如表，试利用拉乌尔定律和相对挥发度分别计算苯-甲苯混合液在总压101.33kPa下的气液平衡数据,温度－组成图t/℃80.18

5、4889296100104108110.8pAo/kPa101.3113.6130143.7160.5179.2199.3221.2233.0pBo/kPa39.344.450.657.665.774.583.393.9101.31）温度－组成（t-x-y）图解(1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据t/℃80.184889296100104108110.8x1.0000.8220.6390.5080.3760.2560.1550.0580.000y1.0000.9220.8190.7200.5950.4

6、530.3050.1270.000(2)利用相对挥发度计算气液平衡数据求平均挥发度t---y线，气相组成与平衡温度之间的关系。饱和蒸气线，露点线t---x线，液相组成与平衡温度之间的关系。饱和液相线，泡点线2）x-y图（1）y>x（2）平衡线离对角线越远，气液两相浓度差越大，溶液越易分离1.3.1平衡蒸馏（闪蒸）§1.3平衡蒸馏和简单蒸馏操作过程：混合液经加热器升温，使温度高于分离器压强下液体的沸点，通过减压阀降压进入分离器，此时过热的液体混合物被部分汽化得到分离1．物料衡算总物料：易挥发组分：F，D

7、，W---原料液、气相、液相产品摩尔流量,kmol/sxF，y，x---原料液、气相、液相产品的组成，摩尔分数q：液化分率2．热量衡算对加热器热量衡算原料液减压进入分离器，物料放出的显热等于部分汽化所需潜热原料液离开加热器的温度1.3.2简单蒸馏（微分蒸馏）①得不到大量高纯度的产品②釜液与蒸气的组成都是随时间而变化的，是一种非稳态过程③只能进行初步分离，而且生产能力低，适合于当组分挥发度相差较大的情况。特点：※蒸馏---当生产上对产品的纯度要求不高，只需要初步分离时采用的分离方法；※平衡、简单蒸馏是单

8、级分离过程→一次部分汽化→混合物部分分离※精馏是多级分离过程→多次部分汽化和部分冷凝→混合物几乎完全分离※精馏---当产品的纯度要求高，特别是在混合物挥发度比较接近时采用的分离方法。蒸馏与精馏的区别§1.4精馏原理和流程1.4.1精馏过程原理和条件液体混合物经多次部分气化后，在液相中获得高纯度的难挥发组分气体混合物经多次部分冷凝后，在气相中获得高纯度的易挥发组分条件结果将原料液进入的层板称为加料板，加料板以上的塔段，作用是把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓