21-第七章 蒸馏.ppt

第七章 完 回流：升到塔顶的汽流组成在冷凝器中冷凝后，只放出一部份作为塔顶产品，另一部分返回塔顶作为液流，这部份液流称为回流。 再沸器：提供一定量上升的蒸气流。 三、精馏原理1 精馏的定义 精馏是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地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。2 精馏连续稳定进行的条件 如图所示，考察筛板塔中任意第n层板的操作情况。 理论塔板 (Ideal plate) ：若 yn和xn满足气液平衡方程，则此层塔板称为理论 塔板。 yn-1 yn yn+1 xn-1 xn xn+1 塔内气液的流动 注： x*n+1 表示与yn+1 成相平衡的 液相的组成。 tn+1tn-1 xn-1x*n+1 在任一塔板上易挥发组分由液相转移到气相，而难挥发组分从气相转移到液相，即 xn-1 xn yn yn+1 精馏塔(Distilling Column) 设备：包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原料预热器、回流液泵等。 加料板：当某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或相等时,料液由此加入，该板称为加料板。 精馏段：加料板以上的部分，它起着回收原料中易挥发组分增浓的作用。 提馏段：加料板以下的部分（包括加料板），它起着回收原料中易挥发组分的作用。 精馏操作分为连续精馏和间歇精馏，流程如下图所示。 3 精馏操作流程 精馏操作的不正常现象： 漏液、液沫夹带 液泛 反混 冷凝水 水蒸气 液体 蒸汽 塔顶产品 冷却水 蒸汽 塔底产品 进料 进料板 再沸器 连续精馏操作流程 回流液 馏出液 进料 加热蒸汽 釜液 冷凝水 观察罩 全凝器 贮槽 间歇精馏操作流程 确定产品的流量； 确定合适的操作条件:操作压强、回流比和加料状态等； 确定精馏塔所需的理论塔板数和加料位置； 选择精馏塔的类型、确定塔径、塔高及塔的其它参数； 冷凝器和再沸器的设计计算。 第四节 两组分连续精馏的计算一、两组分连续精馏工艺计算的主要内容 理论板是指离开该塔板的蒸汽和液体呈平衡状态的塔板。 理论板不存在的原因：气液间接触面积和接触时间是有限的，难以达到平衡状态。 理论板可作为衡量实际板分离效率的依据和标准。 二、理论塔板的概念( Ideal plate or tray ) 恒摩尔汽化：每层塔板上升的蒸汽的摩尔流量相等。 精馏段: L1=L2=L3=…Ln=L=定值 提馏段: L1’=L2’=L3’=…Lm’=L’=定值 但L与L’不一定相等. 精馏段: V1=V2=V3=…Vn=V=定值 提馏段: V1’=V2’=V3’=…Vm’=V’=定值 但V与V’不一定相等. 恒摩尔溢流： 每层塔板溢流的液体的摩尔流量相等。 三、恒摩尔流的假设 恒摩尔流 满足恒摩尔流的条件???? （1）各组分的气化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略； （3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。 恒摩尔汽化和恒摩尔溢流的总称。 原料液 釜残液 馏出液 QB L D ,XD ,ILD F,XF,IF V’,IVW’ Qc L’,ILM V, IVD W ,XW ,ILW 四、全塔物料衡算 (Mass Balance ) 总物料 F = D+W 式中 F——原料液流量，kmol/h； D——馏出液流量，kmol/h； W——釜残液流量，kmol/h； xF——原料液中易挥发组分的摩尔分率； xD——馏出液中易挥发组分的摩尔分率； xW——釜残液中易挥发组分的摩尔分率； 塔顶易挥发组分回收率 = DxD/ FxF×100% 易挥发组分 FxF = DxD+WxW 塔底难挥发组分回收率 = D,XD L,XD V,y1 F,xF x1 x2 xn yn+1 yn y2 1 2 n n+1 五、精馏段操作线方程 以精馏段的第n+1层塔板以上塔段及冷凝器作为衡算范围，以单位时间为基准，则有 总物料衡算： V=L+D 易挥发组分： Vyn+1=Lxn+DxD 式中 V— 精馏段每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h； L— 精馏段每块塔板溢流的液体流量，kmol/h； D— 馏出液流量，kmol/h； yn+1— 精馏段第n+1板上升蒸汽中易挥发组分的mol分率； xn — 精馏段第n板