化工原理天大下册第二部分

第九章蒸馏，9.5两种成分连续精馏的计算，9.5.6几种特殊情况理论板层数的计算，一是直接蒸汽加热，物质体系在低浓度下相对挥发度大，无精馏阶段也能达到所需的馏液组成，1 .精馏塔的特点和应用背景，精馏塔的应用背景，塔顶进料，塔顶馏出物均采集，回流回收无精馏段稀溶液中的轻成分的二、萃取塔、萃取塔装置的示意图、正丁醇水系分离的二塔流程示意图、萃取塔、二、萃取塔的理论板层数的计算、萃取塔的操作线方程式与一般精馏塔的萃取段操作线方程式相同。 第二，对于提取塔和气泡供给器，操作线方程式可以包括：第二，提取塔，xD，a，b，xW，c，xF，e，f，d，1，2，3，4，提取塔的理论板层数的图式为， 三、塔顶采用冷凝器，精馏塔的上升蒸汽首先进入冷凝器，在冷凝器中蒸汽部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内，未冷凝的蒸汽进入全冷凝器，在全冷凝器中冷凝，冷凝液通过调整冷凝的分水器中冷却介质的流量和进口温度，可以调整精馏塔的回流比。 塔顶采用冷凝器的精馏装置、1-精馏塔、2-精馏器、3-全冷凝器、y1xD(yL=xD )、yL与xL的平衡关系、y1与xL的操作关系的操作线方程式、四、多侧线的精馏塔在工业生产中，分离出的原料液的组成和所需产品的组成常见不同。 在这种情况下，必须采用多侧线精馏塔。多边进料、多边进料、多边进料精馏塔、1 .多边进料、分离成分相同但浓度不同的原料液，必须在不同架子的位置上设置相应的进料口多边进料。 双进料精馏塔、四、多侧线精馏塔、精馏段、提取段、中间段、总物料平衡计算、易挥发成分平衡计算、操作线方程式、中间段、四、多侧线精馏塔、各段间气、液负荷的关系、四、多侧线精馏塔、四、多侧线精馏塔、双进料精馏塔的最小回流比的确定， 由ab线斜率求出Rmin1，由ck线斜率求出Rmin2的选择规则大的一方为Rmin，为了得到规格不同的精馏制品四、对于多侧线精馏塔、侧线采集的精馏塔、精馏段、提取段、中间段、总物料平衡计算、挥发成分平衡计算、操作线方程式、中间段、四、多侧线精馏塔、侧线采集精馏塔的操作线、五、非理想系统、非理想系统，理论板求法与理想系统相同，但气液平衡关系需要非理想系统计算。 理想物系，故气液平衡常数、非理想物系气相理想、液相非理想，故五、非理想物系、活度系数、活度系数的计算方法、范拉方程式、威尔逊方程式、NRTL方程式、UNIQUAC方程式、UNIFAC方程式、五、非理想物系、非理想物系气相非理想、液相非理想，故五、 非理想物系、逸度系数、逸度系数的计算方法范德华方程式、维方程式、R-K方程式、BWR方程式、对应状态原理法、五、非理想系、六、非气液定摩尔流、气液定摩尔流、需求解方程式、材料平衡计算方程式(m方程式)、平衡方程式(e方程式)、和方程式(s方程式)、EMS方程式、气液非定摩尔流， 需求解方程式、材料平衡计算方程式(m方程式)、平衡方程式(e方程式)热平衡计算方程式(h方程式)、EMHS方程式、加法方程式(s方程式)、课外资料：精馏模拟计算中常用的套件，以不同的方法求解MEHS方程式。 包装中存储着常见的物质系统的物性参数和气液平衡数据，对于数据不足的物质系统，可以用包装内的计算模块求出相关的参数。 给出适当的设计参数，通过模拟计算，可以得到所需的理论板层数的进料板位置各层的理论板气液相负荷、气液相密度和粘度各层的理论板温度和压力等。、ASPEN封装、PRECESS封装、第9章蒸馏、9.5双组分连续精馏计算、9.5.6若干特殊情况下理论板层数计算、9.5.7连续精馏装置的热平衡计算和节能、1、连续精馏装置的热平衡计算、冷凝器的热平衡计算、kJ/h、冷凝器的热负荷、 冷凝器热平衡计算(忽略热损失)，1 .冷凝器的热负荷和冷却介质消耗量，冷却介质消耗量，由，kg/h，因此，气化热，一，连续精馏装置的热平衡计算，再沸器的热平衡计算，单位时间基准，再沸器的热负荷，kJ/h，再沸器的热负荷，2 .再沸器的热负荷和加热介质消耗量， 汽化热、一、连续精馏装置的热平衡计算、再沸器热损失、加热介质消耗量、饱和蒸汽加热、QL=(0.20.3)QB、kg/h、加热蒸汽的汽化热、一、连续精馏装置的热平衡计算、练习主题、思考主题、作业主题：12、13、1 .采用冷凝器的精馏塔， 计算理论板时应注意的事项是什么2 .多侧线精馏塔和无侧线精馏塔在计算上的区别是什么3 .冷凝器和重沸器的热负荷是怎样计算的？ 第九章蒸馏，3.5双组分连续精馏的计算，3.5.7连续精馏装置的热平衡计算和节能，一、连续精馏装置的热平衡计算，二、精馏过程的节能，1 .减小操作回流比，提高r、能耗、r、NT、NP恒定，ET，例如高性能新型货架提高效率，提高采用高效架填料的效率，2 .降低塔釜的操作温度，采用塔压降p、塔釜温度tw、能量消耗、高效塔填料代替原塔板，降低塔压降，例如二、精馏过程的节能途径，3 .热泵精馏、塔顶蒸汽绝热压缩升温， 作为再沸器的热源，使再沸器中的液体部分气化，将压缩气体本身凝结成液体，通过节流阀后的一部分作为塔顶制品，另一部分作为塔顶回流液。 二、精馏过程的节能途径，热泵精馏技术，1 .精馏塔2 .压缩机3 .再沸器4 .节流阀，二、精馏过程的节能途径，4 .多效精馏，将若干精馏塔串联连接，依次降低操作压力，将前精馏塔塔顶蒸汽作为后精馏塔再沸器的加热介质二是精馏过程的节能途径，多效精馏技术，p1p2p3t1t2t3，二是精馏过程的节能途径，5 .预热原料，预热原料回收精馏过程的热能，减少精馏过程的能耗。 原料预热包括：用塔顶蒸汽预热原料，用塔釜提取液预热原料，二、精馏过程节能途径，二、精馏过程节能途径，原料预热回收精馏过程节能途径，原料预热回收精馏过程热能，第九章蒸馏，9.5两成分连续精馏的计算，9.5.7连续精馏装置的热平衡计算和节能， 9.5.8精馏过程的操作型计算与调节、精馏过程的操作型计算与调节(自学)、自学纲要、了解影响精馏操作的两个过程了解操作型计算与设计型计算的区别。 了解精馏过程的控制和调节。第九章蒸馏、9.5两成分连续精馏的计算、9.6.1间歇精馏的概述、9.6间歇精馏、1 .间歇精馏的特征和操作方式、1 .间歇精馏的特征、间歇精馏的特征、非稳态操作过程、仅精馏段操作灵活性、适应性强、xD、xW、tD、tW、1、间歇精馏的特征和操作方式、 2 .间歇精馏操作方式间歇精馏操作方式，馏出液组成一定，回流比一定，xD一定，r，r一定，xD， 应用间歇精馏时，分离的原料可以批量得到，分离的原料发生变化，应用多成分混合物的分离、二、间歇精馏时，原料的种类发生变化，原料组成发生变化，指导间歇精馏曲线形式、三、间歇精馏曲线、馏出液组成精馏时间、塔顶温度精馏时间间歇精馏曲线的作用、试运行和生产， 分析了精馏工艺，项目间歇精馏连续精馏塔数1n-1塔径工艺的短期能源高低劳动强度大小，多成分(n成分)混合物的分离，4，间歇精馏与连续精馏的比较，第9章蒸馏，9.5成分连续精馏的计算，9.6.1间歇精馏的概要，9.6间歇精馏，9.6.2间歇精馏的恒r下间歇精馏的计算，一.确定理论塔板数，计算基准：初始状态、馏出液组成xD1、釜液组成xW1(xF )、最小回流比、操作回流比、恒r下间歇精馏时理论塔板数的确定、xDxW的关系，由于操作中的回流比不变，因此各瞬间的操作线斜率相同，各操作线为相互平行的直线. 恒r下间歇精馏时xD与xW的关系、一、恒r下间歇精馏的计算、3 .材料平衡计算、恒定回流比间歇精馏的材料平衡计算关系与单纯蒸馏的材料平衡计算关系相似。 另一方面，恒r下的间歇精馏的计算、简单的蒸馏工艺的材料平衡计算关系、恒r下的间歇蒸馏工艺的材料平衡计算关系、4 .馏出液的平均组成xDm计算、联立得到、一、恒r下的间歇精馏的计算、馏出液的平均组成、5 .批次精馏所需要的时间、每次批次操作的气化量、每次批次操作所需要的时间、一次以恒r计算间歇精馏，决定每批操作的馏出量kmol气化速度kmol/h，1 .理论级数，计算基准：最终状态，馏出液组成xD，釜液组成xWe，最小回流比，操作回流比，以二、恒xD计算间歇精馏，以恒xD决定间歇精馏时的理论级数，决定2.xw和r的关系，精馏过程已为人所知、恒xD下间歇精馏时r与xW的关系、二、恒xD下间歇精馏的计算、3 .材料平衡计算、瞬间回流比r、二、恒xD下间歇精馏的计算、时间内，将溶液的气化量设为dnVkmol、馏出液量设为dnkmol，分批操作的任意瞬间前馏出液量、微分得到、二、恒xD下间歇精馏的计算， 根据釜液组成xW的气化总量可以代入2、恒xD下间歇精馏的计算、4 .每批精馏所需要的时间、2、恒xD下间歇精馏的计算、气化速度kmol/h、xW与r的关系，如果对nV进行积分求出，则练习问题、思考问题、无作业问题：1 .精馏过程中存在什么样的节能途径2 .影响精馏操作的主要原因是什么3 .馏出液的组成是一定的间歇精馏的特征，其理论板的层数是如何决定的4 .逆流比是一定的间歇精馏的特征，其理论板的层数是如何确定的？ 第九章蒸馏、9.5两种成分连续精馏的计算、9.6间歇精馏、9.7特殊精馏、3.7.1恒沸精馏、向两种成分的恒沸液中加入第三成分(称为夹心剂)，该成分与原料液中的一种或两种成分形成新的恒沸液，可以通过普通精馏方法分离原料液，该精馏操作包括恒沸精馏分离出具有最低恒沸点的溶液、具有最高恒沸点的溶液、挥发度接近的溶液。一、恒沸精馏概念，二、恒沸精馏应用实例，1 .脱水塔，2 .苯回收塔，5 .分层器，4 .冷凝器，乙醇-水恒沸精馏过程示意图，3 .乙醇回收塔，三、恒沸精馏过程中夹层剂的选择，夹层剂可形成分离成分和新恒沸液； 新恒沸液中所含夹层剂量越少越好，新恒沸液优选非均匀混合物，无毒性、无腐蚀性、热稳定性好、来源容易、价格便宜、选择夹层剂的主要原因有：第九章蒸馏、9.5两成分的连续精馏计算、9.6间歇精馏、9.7特殊精馏、3.7 3.7.2萃取精馏、1 .萃取精馏的概念，在原料液中加入第三成分(称为萃取剂)，通过改变原成分间的相对挥发度，可以通常精馏方法分离原料液，该精馏操作称为萃取精馏。 对萃取剂的要求是萃取剂的沸点远高于原料液中各成分的沸点，不与成分形成共沸液，易于回收。 萃取精馏常用于分离各组分挥发度差异小的溶液。 二、萃取精馏的应用实例，1 .萃取精馏塔，2 .萃取剂链段，4 .冷凝器，苯-环己烷萃取精馏过程的示意图，3 .苯回收塔，环己烷，苯，三，萃取精馏中萃取剂的选择，萃取剂的选择时应考虑的因素，萃取剂显着改变原成分间的相对挥发度萃取剂挥发性低，且与原成分不形成一定沸液，无毒性，无腐蚀性，热稳定性好，获得容易，价格便宜，第九章蒸馏，9.7特别精馏，9.7.1恒沸精馏，9.7.2萃取精馏，9.7.3盐效精馏(筛选读取)，9.8多成分精馏概要(筛选读取)，9.9板9.9.1板式塔的类型和性能评价，1、板式塔、下管式塔、无下管式塔、板的分类a .有下降液管式塔、b .无下降液管式塔、流差、逆流式、1 .塔分类、(1)泡罩塔、泡罩塔是工业上最快的塔，上升泡罩安装在上升气管的顶部，分为圆形和带状两种，前者被广泛使用。 泡罩有80、100和150mm的3种尺寸，可以根据塔径的大小进行选择。 泡罩下部周边开有很多牙缝，牙缝一般为三角形、矩形或梯形。 泡罩在架子上排成正三角形。 一、搁板类型，二.搁板主要形式，泡罩实物，泡罩搁板，a .操作示意图b .搁板平面图c .圆形泡罩，泡罩搁板优缺点，操作弹力适中，搁板不易堵塞，生产能力和板效率低，结构复杂，成本高，一、搁板类型，优缺点，(2) 网格搁板、网格搁板简称网格板，其结构特征是搁板上开有多个均匀的小孔，孔径一般为38mm。 网格在架子上排成正三角形。 在塔板上设置溢流堰，使板能够保持一定厚度的液层。 一、搁板类型、网格搁板、a .操作示意图b .网格布置图、板液面落差小、气压下降、生产能力大、操作弹性小、结构简单、成本低、板效率高、网格塔的优缺点、网格容易堵塞、容易烧焦、 不宜处理粘度高的材料，1、塔的类型、(3)浮塔、浮塔的结构特征是塔上开了几个阀孔，各阀孔上安装了可上下浮动的阀座，阀座本身连接了几个阀脚，插入阀孔后打开阀脚的底脚稍微向下弯曲的固定尺寸片突出几个，气体速度低的情况下，在固定尺寸片的作用下，阀座和搁板点接触而落座在阀孔中，能够防止阀座和板面的粘接。另一方面，搁板类型、浮子阀实物、浮子阀搁板、a.F1型浮子阀b.V-4型浮子阀c.T型浮子阀、新型浮子阀搁板、V-V搁板、梯形导向浮子阀搁板、操作弹性大、生产能力大、处理容易烧焦、高粘度材料的阀座容易与搁板粘接， 操作时阀座容易脱落，结构简单，成本低，搁板效率高，另一方面，搁板的类型，浮子阀搁板的优缺点，(4)喷射型搁板、舌型搁板、舌型搁板的结构特征是，许多舌孔向搁板突出，液体向搁板流出的舌片与板面成一定的角度，18、20、22 舌孔排列成正三角形，搁板的液体流出口侧没有设置溢流堰，只留下降液管。 另一方面，搁板的类型、舌形搁板的示意图、浮舌搁板、浮舌搁板的构造特征是舌片可以上