食品工程原理 吸收与蒸馏(三)ppt课件.ppt

1、重点：理论塔板、定摩尔流、操作线方程式、进料方程式、回流比难点：操作线方程式、进料方程式、精馏设备、1，第四节蒸馏、吸收：气相混合物的分离(溶解度不同)蒸馏：液相混合物的分离(挥发度不同)。 蒸馏是分离液相混合物的典型单位操作。 2、蒸馏操作的分类、操作方式分别：单纯蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏、操作压力分别：常压蒸馏、加压蒸馏、减压(真空)蒸馏、原料所含成分数分别：二成分蒸馏及多成分蒸馏、操作流程分别、3、相律是研究相平衡的基本规律，平衡物体系中的自由度、相F=C- 2，式中的f自由度数c独立群分数相数2表示外界只有温度和压力影响物系的平衡关系。 4.1二组分溶液的气液相平衡，1 .相律，

2、1 .相律和劳尔定律，4，蒸汽液相平衡：溶液和其上蒸汽达到平衡时蒸汽两相的各组分组成的关系。 溶液的分类：理想溶液和非理想溶液。 理想溶液的气液平衡关系根据式中的pA、pB溶液上方成分的平衡分压p0和温度下的纯成分的饱和蒸气压x溶液中成分的摩尔分数、2 .劳尔定律、5、道尔顿分压定律，溶液上方的蒸气总压在总压p不高时平衡的气相良好，可以根据(a )、(b )、泡点方程式、露点方程式、下标省略中的组合图层性质变更选项。 规定其中的2个，将决定系统的平衡状态。 由于一般的蒸馏压力是一定的，所以自由度只有一个。 两组气液平衡可用一定压力下的t-x(y )和x-y函数关系或相图表示，利用一定温度下纯成

3、分的饱和蒸气压，可以求出该温度下平衡时的气液组成。 相反，如果知道一方的相组成，也可以求出与其平衡的另一方的相组成的温度，但一般需要试行错误的修正算法。 7、上曲线：平衡时的气相组成和温度的关系称为气相线(露点曲线)，下曲线：平衡时的液相组成和温度的关系称为液相线(泡点曲线)。 两曲线将图分为液相区域、过热蒸汽区域、汽液共存区域3个区域。 二、二成分理想溶液的气液平衡相图(1)温度组成图(t x y图)、8、气液两相达到平衡时y x、气液组成相同时露点高于泡点、9，平衡线位于对角线的上方。 平衡线离对角线越远，表示该溶液越容易分离。 注意：总压对t-x-y关系的影响与x-y关系相比总压的变化不

4、大的情况下，忽略蒸馏中使用的x-y图比t-x-y图更方便总压对x-y关系的影响。 2、气液相平衡图(X Y图)、10、纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压。 相对挥发度是指溶液中2种成分的挥发度之比，多以容易挥发的成分的挥发度为分子。 溶液中各成分的挥发度，相对于蒸汽中的分压和与其平衡的液相中的摩尔分率之比，即3 .气液平衡方程式，a、b形成理想溶液：11时，总压不高时，蒸汽按照达尔顿分压的法则，相对于二元溶液xb，为1时，成分a比b挥发1时，气相组成与液相组成相同，用通常的蒸馏法不能分离。对挥发度的意义是13，与理想溶液产生正偏差的溶液：如乙醇水、正丙醇水等物质体系。 对于乙醇水

5、系，其恒沸组成为x=y=0.894、恒沸点t=78.15 (常压下)。 称为具有最低定沸点的溶液。 2成分非理想溶液的气液平衡相图，14，与理想溶液产生负偏差的溶液：硝酸水、氯仿丙酮等物系。 在硝酸水系中，其恒沸组成为x=y=0.383、恒沸点t=121.9 (常压下)。 被称为具有最高定沸点的溶液。 同一溶液的恒沸组成随压力而变化。 理论上可以用改变压力的方法分离恒沸溶液。 但是，在实际使用时，必须考虑经济性和可操作性。15、一、平衡蒸馏(闪蒸)、4.2蒸馏和精馏原理，特点：连续操作组成和温度恒定的气液两相平衡。16、闪蒸的修正计算、(1)材料平衡修正计算、易挥发的成分：全部材料：蒸汽液相平

6、衡组成的关系、f气化率、17、(2)热量平衡修正计算、原料液节流减压后进入分离器，材料释放的显热是与部分气化所需的相等的单级蒸馏操作，总是间歇地进行二、简单蒸馏(微分蒸馏)、20、将材料液加热到泡点，溶液气化，产生的蒸汽进入冷凝器，随着冷凝成为馏出液的工艺的进行，釜中的液相组成降低，与其平衡的气相组成(馏出液组成)也随时降低， 釜内液体的沸点逐渐上升，馏出液的平均组成或釜残液组成降低到某规定值时，可以停止蒸馏操作，用同一批次的操作回收馏出液，可以得到不同组成的馏出液。1简单蒸馏操作原理、21、2简单蒸馏流程、22、3 .简单蒸馏的修正算法、f、W2釜内的原料液量和最终残液量、kmol。 x1、

7、x2材料液和残液中容易挥发的成分组成(摩尔分数) w某一瞬间釜内的液量、kmol； x、y经过某瞬间的液气组成、(摩尔分数)微分时间dt后，残液量dW减少，液相组成减少dx以蒸馏釜作为平衡校正计算系统容易挥发的成分，相对于此，dt前后的微分材料平衡校正计算，使用对、23、积分、24、理想溶液的平衡关系，如果操作范围内的平衡线近似视为直线如果平衡线过大，馏出液的量d和平均组成，在相同的原料液浓度和相同的釜液的条件下，通过简单蒸馏得到的馏出液浓度比平衡蒸馏高，平衡蒸馏的优点是连续操作，但其分离效果比间歇操作的简单蒸馏差。 26、三精馏原理和工艺1精馏的定义精馏是将挥发度不同的成分组成的混合液在精馏

8、塔中同时进行多次部分气化和部分冷凝，分离成大致纯粹的成分的工艺。27、精馏塔、塔底重沸器、塔顶冷凝器、原料预热器、回流液泵等。 精馏段：进料板以上的部分，起到回收原料中容易挥发的成分，使其变浓的作用。 馏段：进料板下面的部分(包括进料板)发挥回收原料中的难挥发成分的作用。 生产流程、精馏作业流程、精馏作业流程、精馏作业流程、精馏作业流程、精馏作业流程。 提供一定量上升的蒸汽的流动。 进料板：如果某塔板上的浓度接近或等于原料浓度，则由此添加材料液。 我们把这块板叫做进料板。精馏与单纯蒸馏或平衡蒸馏的主要区别在于回流：塔顶液相回流和其他支付部分气化、31、确定产品流量和组成的适当工作条件：的工作压

9、力、回流比、投入状态等，选择确定精馏塔所需理论塔架数和投入位置的精馏塔类型，塔径、塔高和塔之外第五节双组分连续精馏塔的修订双组分连续精馏过程修订的主要内容，如年处理量为10万吨的粗甲醇精馏塔的修订，32，理论板是指离开该塔板的蒸汽和液体处于平衡状态的塔板。 理论板不存在的原因：气液之间的接触面积和接触时间有限，很难达到平衡状态。 理论板可以作为测量实际板分离效率的依据和标准。 5.1理论搁板的概念，33，定摩尔气化：每个搁板上升的蒸汽的摩尔流量相等。 精馏级： L1=L2=L3=Ln=L=一定值提取级： L1=L2=L3=Lm=L=一定值，但l和l不一定相等，满足精馏级：v1=v2=v3、5.

10、2定摩尔流的假定、34、定摩尔流、定摩尔流的条件定摩尔汽化和定摩尔溢出的总称。 35、5.3全塔材料平衡校正算法、F=D W、塔顶易挥发成分回收率、FxF=DxD WxW、塔底难挥发成分回收率、36、对进料板的总材料平衡校正算法和热量平衡校正算法、IF原料液的焓、IV、IV分别是进料板IL、IL分别为进料板上的下饱和液体的焓、kJ/kmol； 由于在塔板上的液相和气相饱和的状态下，进料板上的温度和气相组成分别接近，所以、v、IV、l、IL、f、IF、进料板、材料平衡校正计算： flv校正5个情况：37 如果代入材料平衡修正公式，则有(v-v)iv=fif-，在上式整理中，在以L=L qF V=

11、V (q-1)F、q的意思：1kmol/h进料为基准的情况下，得到馏分的液体流量比精馏分的液体流量增大的kmol数。 39、L=L qF V=V (q-1)F、40、5.5精馏段操作线方程式、V=L D、Vyn 1=Lxn DxD、r=l/d的任一板(第n层板)的下降液体组成与从邻接的下一板(第n 1层)上升的蒸汽组成的41、馏段第m段的塔段及重沸器作为平衡修正计算范围时，总材料平衡修正计算： L=V W、容易挥发的成分： Lxm=Vym 1 Wxw、5.6馏段操作线方程式、42、从上面有两种材料的常式的该式，在一定的操作条件下，馏段、L=L qF、注：馏段的液量l不容易求出，除了关于l，还受

12、供给量及供给热情况的影响。 (1)操作线方程式的图(x-y图)、精馏段操作线方程式的分析和图。 通过点(xD，xD )和点(0，xD /(R 1) )的直线。 5.7操作方程式的图表与q线、44、馏段操作线方程式的分析和图表、通过点(xW，xW )的直线、斜率与q有关。q线方程式是精馏段操作线与提升段操作线交点的轨迹方程式，Vy=Lx DxD精馏段关系式即Vy=Lx-WxW提取段的关系式； V-V=(q-1)F热状态关系式L-L=qF热状态的关系式FxF=DxD WxW物料平衡修正公式、xF、45、q 1、冷液体供给； q=1、泡点进料0 q 1、汽液混合物的供给； q=0、饱和蒸汽供给； q 0、过热蒸汽供应。 不同热态下的q线图、q线方程或进