第9章 蒸馏设备ppt课件.ppt

《第9章 蒸馏设备ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章蒸馏设备目录第一节蒸馏基本知识第二节塔设备全国高等学校高职高专药品类专业卫生部“十一五”规划教材《生物制药设备》【学习目的】学习溶液蒸馏基本知识，培养塔设备基本操作技能，为蒸馏岗位打下技术基础。【知识要求】1.了解蒸馏基本原理；双组分理想混合体系的气液平衡原理及意义；2.熟悉板式塔的结构和工作原理；3.掌握酒精回收塔的结构和工作原理。【能力要求】1.学会板式塔的基本操作技术；2.熟练应用酒精回收塔的操作技术回收有机溶剂。学习目标一、蒸馏的概念（一）基本概念1.挥发度纯净物质的饱和蒸气压就是该物质的挥发度，用表示。双组分体系，易挥发组分A和难挥发组分B的挥发度分别

2、为：2.相对挥发度溶液中两组分挥发度之比称为相对挥发度，用表示。第一节蒸馏基本知识表明两组分蒸发能力相当，不能通过蒸发将两组分分离开来。表明两组分的蒸发能力有差别，可以用蒸发的方法将易挥发组分A同难挥发组分B分离开来。值差距越大分离效果越好3.饱和蒸汽压当液体分子逸出速度与冷凝速度相等时，液面上的蒸气数量不再增加，达到饱和状态，此时蒸气对液面所施加的压力称为饱和蒸气压。4.临界蒸汽压液体沸腾时的饱和蒸汽压称为临界蒸汽压。5.汽化热液体蒸发过程需要向环境吸收热量，液体变为同温度的气体所吸收的热量叫汽化热。和（二）蒸馏过程将料液加热到沸点，使易挥发成分大量汽化，蒸汽经冷凝

3、后形成冷凝液，从而与难挥发成分分离的过程称为蒸馏。蒸馏过程包含了料液沸腾和蒸汽冷凝两个环节。1.沸腾料液在室温下就能蒸发，但只是发生在料液的表面。当料液中产生第一个气泡时，其温度称为泡点温度。到达泡点温度后，料液大量汽化，汽化过程在不断加速，料液处于沸腾状态。2.冷凝蒸汽将热量传递给低温物质，由气态转变成液态的过程称为冷凝。蒸汽分子聚集在一起形成第一颗露珠，此时的温度称为露点温度。蒸汽的冷凝过程是一个放热过程，所放出的热称为潜热，在数值上等于液体的蒸发热。露点温度潜热蒸馏目的将易挥发组分大量汽化，再将蒸汽冷凝成液体，从而得到纯度较高的易挥发组分。二、蒸馏操作方式蒸馏可

4、分为简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏等基本类型。（一）简单蒸馏简单蒸馏又称微分蒸馏，是一种间歇、单级蒸馏过程。料液被加热至沸腾，混合蒸汽直接冷凝成液体的过程。（二）平衡蒸馏将蒸馏釜中料液加热使部分汽化，当汽液两相达平衡后，将汽液两相分离的过程，称为平衡蒸馏。平衡蒸馏又称闪蒸，是一个连续稳定的传质过程，既可以间歇操作又可以连续操作。特点：减压，瞬间大量蒸发平衡蒸馏的分离精度不高，一般用于混合原料液的初步分离。（三）精馏通过加热的方法，使料液大量汽化，分部收集不同沸点组分的冷凝液，这种操作过程称为精馏。精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器等组成用再沸器加热料液使部分汽化，蒸气沿塔上升

5、，余下的液体作为塔底产品。原料液从中部进入塔内后与上升到塔段的气体接触，气体部分冷凝后与原料液一起沿塔下降,原料液产生的蒸气和升上塔段来的蒸气继续沿塔上升，并在不同的塔段冷凝成液体，沸点最低的组分将一直上升到塔顶，在塔顶冷凝成塔顶产品。在精馏操作过程中，用再沸器加热时，各组分都能汽化成蒸汽。由于低沸点的组分在较低温度下即沸腾并大量汽化，所以，高沸点组分汽化量较小，气相中的主要成分是低沸点组分。在精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相。达到气液平衡时，低沸点组分已从高沸点混合体系中分离出来。如果温度条件控制得恰当

6、，通过精馏，气相中低沸点组分可达到99%以上的纯度。第二节塔设备一、板式塔（一）板式塔结构1.板式塔塔体由壳体、封头、塔板、围堰、降液管、气体分布器等部件组成。2.塔板筛板泡罩浮阀泡罩浮阀塔板（二）塔板上气液两相的流动1.塔板上气液两相的理想流动鼓泡接触状态泡沫接触状态喷射接触状态鼓泡接触状态泡沫接触状态喷射接触状态流动状态2.塔板上气液两相的非理想流动（1）返混如果大部分气体由下而上，少部分气体由上而下，或者大部分液体由上而下，少部分液体由下而上，这种现象称为返混。返混现象可分为液相返混和气相返混。液相返混又称液沫夹带。气相返混，又称气泡沫夹带。（2）乱流液相分布气

7、相分布由于塔板进出口之间有液面落差，液体从塔板进口流向塔板出口的过程中所受阻力大小有所差异，板上液体的厚度不均匀，从而引起气流的不均匀分布，导致进口处液层厚，对气体穿孔流动有较大阻力，液体中含气量小，而出口部位液层薄，对气体穿孔流动阻力小，液体中含气量大。在上述情况下，气相与液相之间传质不均匀，浓度增加不足以补偿浓度的降低，不利于传质。由于塔板的进口到出口之间，液体流动的路线不同，所受的阻力不同，导致液体的流动速度不一致，沿塔板的速度分布不均匀。在塔板的部分区域液体流动速度很低，形成了塔板上的滞流区域，同时还存在一些小尺度的反向流动。这些都对传质不利