最新化工原理--蒸馏.幻灯片.ppt

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1、化工原理--蒸馏.工作原理:利用液体混合物中各组分(component)挥发性(volatility)差异，以热能为媒介使其部分汽化从而在汽相富集轻组分液相富集重组分而分离的方法。闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀2理想溶液与拉乌尔定律拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的分压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以它在溶液中的摩尔分率。理想溶液：微观：fAB=fAA=fBB；宏观：体积和不变，无热效应。pA=pAoxApB=pBoxB=pBo（1-xA）3对角线y=x为辅助曲线，y>x，平衡线在对角线之上；x~y线上各点温度不

2、同；平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。73.理想溶液的气液相平衡方程式代入——相平衡方程讨论:α的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数。其值标志着分离的难易程度。8若α=1，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物。α<1,则重新定义轻组分与重组分，使α>1。平均相对挥发度αm。三、非理想溶液气液相平衡（一）对拉乌尔定律有正偏差的溶液（1）无恒沸点的溶液如甲醇-水溶液pA>pA理，pB>pB理，介于pAo、pBo之间。9（2）有最低恒沸点的溶液如乙醇-水（二）对拉乌尔溶液有负偏差的溶液（1）无恒沸点溶液如氯仿-苯

3、溶液pA

4、器精馏：将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次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。12问题：1.无液相回流，分离结果如何？无气相回流，分离结果如何？（三）回流作用连续精馏的充分必要条件：最上要有高纯度易挥发组分的液相：液相回流最下要有高纯度难挥发组分的气相：气相回流(上升蒸气)13精馏流程连续精馏流程典型的连续精馏流程如右图所示.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

5、上升蒸气流。对于间歇精馏:原料液一次加入塔底,只有精馏段。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，汽相中重组分向液相传递，完成下降液体重组分提浓。14一、全塔物料衡算单位时间为基准总物料衡算：F=D+W易挥发组分物料衡算：FxF=DxD+WxWF、D、W：kmol/sxF、xD、xW：摩尔分数F,xFD,xDW,xW15分离要求的不同形式：2）组分回收率：1）规定xD、xW二、恒摩尔流量的假定1.恒摩尔流假定16即：V1=V

6、2=……V=常数V1’=V2’=……V’=常数V------精馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h;V’-----提馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h。（1）精馏段，每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都相等，提馏段也一样。但两段的上升蒸汽的摩尔流量不一定相等。17即：L1=L2=······L=常数L1’=L2’=······L’=常数但两段下降的液体摩尔流量不一定相等。式中：L------精馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h;L’-----提馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h。（2）精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量都相等，提馏段也一样。1

7、82.恒摩尔流假设适用条件两组分的摩尔汽化潜热相等；两相接触因温度不同交换的显热忽略不计；塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。19三、进料热状态参数q过冷液体P饱和液体C汽液混合物G饱和蒸汽D过热蒸汽HH20（一）精馏段操作线方程总物料衡算：V=L+D易挥发组分的物料衡算：Vyn+1=Lxn+DxD精馏段的操作线方程四、操作线方程与q线方程21令R=L/D，R称为回流比精馏段的操作线方程（二）提馏段操作线方程总物料衡算：易挥发组分：提馏段的操作线方程22——塔釜的气相回流比23q线对两操作线的影响对精馏操作线无影响，对提馏操作线有影响，q

8、提馏操作线斜率推动力。24五、理论板数计算（一）理论板数的图解法计算梯级的物理意义理论板上浓度特征：xnyn相平衡，落到平衡线上。某截面浓度特征：xnyn