化工原理蒸馏知识3.ppt

小结 1 非理想溶液的气液相平衡 在恒沸点处 1 故一般蒸馏方法不能使两组分分离 非理想溶液 随t 或浓度 变化较大 不能作为常数 2 简单蒸馏 微分蒸馏 瑞利蒸馏 1 装置与流程 2 特点 间歇过程 产品与釜液组成随时间而改变 降低 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态 3 简单蒸馏的计算 3 平衡蒸馏 闪蒸 1 闪蒸流程 动画示意 2 特点连续操作 气 液一次平衡 3 平衡蒸馏的计算 对二元理想物系 操作线方程 相平衡方程 汽化率 4 精馏 1 精馏过程 2 精馏原理 3 精馏的特点 存在回流 易挥发组分沿塔高方向增加 而温度沿塔高方向降低 塔顶产品富含易挥发组分 塔底产品富含难挥发组分 4 理论板 平衡级 的概念 汽 液两相的温度相同 组成互呈平衡 注意 N不包括塔釜 再沸器 总板效率 6 4 2精馏过程的数学描述 计算类型 操作型计算 设计型计算计算依据 物料衡算 热量衡算 相平衡关系 归一方程 1 精馏过程物料衡算a 全塔物料衡算 总物料衡算 qnF qnD qnW易挥发组分物料衡算 回收率定义 例6 4 1例6 4 2 b 塔板物料衡算 无进料和采出塔板物料衡算 qnLn 1 xn 1 进料板物料衡算 2 精馏过程热量衡算a 无进料和采出塔板的热量衡算 b 恒摩尔流假定 对多数有机同系物和许多相近的理想溶液体系 1 热损失很小 可以忽略不计 2 混合热为零 3 各板上混合物的摩尔汽化热近似相等 4 各板液体焓变与摩尔汽化热相比可忽略不计 将以上关系代入 6 4 8 中 则 又 上式对于没有进料或出料的任一塔板均适用 注意 汽 液流率应采用摩尔流率 kmol h或kmol s c 进料板的热量衡算 根据恒摩尔流假定的物料衡算和热量衡算 q 进料的热状态参数 q值对两段气 液相流量的影响 由 1 过冷液体 五种进料状态 2 饱和液体 3 气液混合物 4 饱和蒸气 5 过热蒸气 q值在数值上等于进料中液相所占的分率 进料热状态参数q值的大小影响气液两相流量分布水力学性能 分离能力设计与操作 q值对两相流率的影响 d 全塔热量衡算不计热损失 则有 再沸器热流量 消去 冷凝器的热流量 同理 再沸器与冷凝器热流量的关系 代入全塔热量衡算中 整理得 回流比 可见 R增加 R增加 操作费增加 若物流qnD qnW带出热流量与qnF带入热量相差不大时 则有 一般情况下 再沸器加入塔内的热量近似等于冷凝器从塔顶移出的热量 6 5双组分连续精馏的设计计算6 5 1精馏操作方程 1 精馏段操作方程 由物料衡算得 则 回流比 精馏段操作方程 该方程表示了精馏段相邻两塔板下降液体组成 第n块板 和上升蒸汽组成 第n 1块板 之间的关系 即任一塔截面汽 液两相组成之间的关系 2 提馏段操作方程 则 提馏段操作线方程 1 操作方程的图示 x y图 精馏段操作线方程的分析与图示 6 5 2进料热状态对精馏操作的影响 斜率 截距 xD R 1 过点 xD xD 和点 0 xD R 1 的直线 提馏段操作线方程的分析与图示 过点 xW xW 的直线 斜率与q有关 或 联立求解两方程 得到其交点的轨迹方程为 q线方程 q一定时 过点 zF zF 的斜率为q q 1 的直线 两线交点坐标 xq yq 为 2 q线方程与图示 2 q线 3 提馏段操作线 xW xW 和 xq yq 3 回流比R及进料状态参数对操作线的影响 回流比R的影响 远离平衡线 而 xD xD 不变 且R对q线无影响 故提馏段操作线斜率下降 靠近对角线 操作线靠近对角线 对分离有利 q的影响 q的值不影响精馏段操作线 但对提馏段操作线有影响 q 提馏段操作线斜率增大 不同进料热状态时的q线和对提馏段操作线的影响 由q线方程可知 q线与进料量F无关 而q线决定提馏段操作线 故提