第六章 小结.ppt

1 第六章小结 2 1 理想溶液的气液平衡 拉乌尔 Raoult 定律 两组分物系理想溶液上方的平衡蒸汽压为2 理想气体定律或道尔顿分压定律 3 3 泡点方程 露点方程 4 引入相平衡常数K 5 安托因 Antoine 方程 4 6 挥发度 组分在汽相中的平衡蒸汽压与在液相中的摩尔分数的比值 7 相平衡方程 相对挥发度 5 8 气相属于理想气体 而液相为非理想溶液的体系 6 T x y 图 T x y 图是在总压P一定的条件下 相平衡时汽 液 相组成与温度的关系 t C x y 0 1 0 露点线 泡点线 露点 泡点 xA yA xf 气相区 液相区 两相区 7 x越大 易挥发组分的含量越高 泡点温度越低 y越大 易挥发组分含量越高 露点温度越低 8 汽液两相处于平衡时 两相温度相同此时 气相组成大于液相组成 当气液两相组成相同时 气相露点温度总是高于液相的泡点温度 9 9 两组分理想溶液的气液平衡相图 10 简单蒸馏 间歇操作过程是动态过程 瞬时处于平衡状态 求 F W y 10 若已知进料组成xF和生产任务所要求的汽化率 1 q 结合物料衡算式可求得汽液相组成yD xW 11 平衡蒸馏 连续操作 组成和温度恒定不变 气 液两相平衡 即W F q 11 在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下 简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏 而平衡蒸馏的优点是连续操作 但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏 12 12 精馏过程原理 多次部分汽化和部分冷凝的过程 理论板的假定 恒摩尔流假设 13 全塔物料衡算 塔顶易挥发组分回收率 塔底难挥发组分回收率 13 进料流率F和组成xF以及釜液组成xW一定 馏出液中轻组分含量xD值越大 馏出液流率D值就越小 釜液流率和组成间存在类似关系 提高产品品质是以降低产品产率为代价的 14 提馏操作线 c点 xW xW 截距 WxW V 14 操作线方程在x y图上的画法 精馏操作线 a点 xD xD 截距 xD R 1 精馏段操作线方程 提馏段操作线方程 15 可得 加料热状态参数q的大小与进料焓值IF直接相关 定义 15 加料热状态参数 16 x y 0 1 0 1 0 xD a b xW c d xF e f 17 d 进料热状况对q线及操作线的影响 过冷液体 q 1 饱和液体 q 1 ef2 汽液混合物 0 q 1 饱和蒸汽 q 0 ef4 过热蒸汽 q 0 18 19 理论塔板层数NT的求法1 逐板计算2 图解法3 简捷法计算 吉利兰图及芬斯克方程应用 20 2 图解法 麦卡勃 蒂列 Mccabe Thiele 法 简称M T法 21 回流比的影响及其选择1 最小理论板数求算 解析法 芬斯克方程 图解法 2 最小回流比求算 解析法 图解法 22 1 回流比对精馏操作的影响 R R L V R 23 R R Rmin N N Rmin R 24 全回流及最少理论板层数 全回流时 D 0 F 0 W 0 达到给定分离程度所需的理论板层数最少为Nmin 25 芬斯克方程 26 xq yq q线与平衡线的交点坐标 q 1 作图法a 对于正常的平衡曲线 由精馏段操作线斜率得 27 适宜回流比的选择 R 1 1 2 Rmin 28 理论板数的捷算法 1 吉利兰图 29 特殊情况时的理论板层数的计算直接蒸汽加热2 多侧线的塔 30 塔的有效高度 1 全塔效率E 2 单板效率 默弗里板效率 Emv EmL 31 影响精馏操作的主要因素 一 物料平衡的影响和制约对于一定的原料液流量F和组成xF 只要确定了分离程度xD和xw 馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了 二 塔顶回流的影响当回流比减小时 xD减小而xW增大 使分离效果变差 三 进料组成和进料热状况的影响加料中难挥发组分增加时 加料口往下移 加料量的变化直接影响蒸汽速度的改变 当进料状况 xF和q 发生变化时 应适当改变进料位置 并及时调节回流比 32 操作型计算1 NT不变 泡点进料 讨论xD xW如何变化 xF 其它不变 D W不变 结论 xD xW b 加料板位置上移 结论 xD xW 不利c R 结论 xD xW d q R不变 D不变 V 结论 xD xW 33 间歇精馏间歇精馏的特点 1 非稳态过程 塔内操作参数随位置 时间发生变化 2 只有精馏段 间歇精馏两种基本操作方式 1 馏出液组成恒定 而回流比不段增大 2 回流比恒定 馏出液组成逐渐变小 34 恒沸精馏和萃取精馏应用 具有恒沸点的液相混合物的分离 具有较小相对挥发度的物系的分离 1 恒沸精馏加入第三组分 使其与某一组分形成最低恒沸物 从而使原溶液易于分离 称为恒沸精馏 2 萃取精馏加入的第三组份能显著改变两组份间的相对挥发度 且本身的挥发性很小 这种精馏方法称为 35 蒸馏设备板式塔 1 泡罩塔板 Bubble capTray 2 筛板塔 SieveTray 3 浮阀塔 ValveTray 4 其它类型塔板 36 适宜的气 液流量范围 塔板负荷性能图 1 漏液线 气相负荷下限线 2 液相负荷下限线 3 液相负荷上限线 4 液泛线 5 液沫夹带线上限线 37 汽液两相在各种流动条件的上下限组合图 过量液沫夹带线 它是以液沫夹带量为0 1kg 液 kg 干气体 为依据确定的 漏液线