19-化学工程基础-2013-5-17-2003.ppt

3. 吸收过程及设备 4. 吸收流程 吸收与解吸流程 含苯煤气 脱苯煤气 洗油 苯 水 过热蒸汽 加热器 冷却器 吸收塔 解吸塔 富油 贫油 （2）选择性高； （3）再生容易； （4）挥发性小； （5）粘度低； （6）化学稳定性高； （7）腐蚀性低； （8）无毒、无害、价廉等。 选择原则：经济、合理 6. 吸收剂的选择要求 （1）溶解度大； 第三章 精 馏 3.1 传质分离过程 3.2 双组分溶液的气液相平衡 3.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 3.4 双组分连续精馏的分析和计算 3.5 间歇精馏 3.6 双组分精馏的操作型计算与操作 3.7 特殊精馏 习 题 指 导 3.7 特殊精馏 采用特殊精馏时,应当满足下列条件之一: 1) 欲分离的混合液各组分之间的沸点差相差很小， 一般小于3℃； 2）组分间的相对挥发度α＜1.05； 3）形成恒沸混合物； 4）精馏操作中容易发生分解或聚合； 5）精馏过程中同时伴有反应产物分离。 特殊精馏的原理：在二元混合液中加入第三组分，以改变 原二元物系的非理想性或提高其相对挥发度。 分类：恒沸精馏和萃取精馏 3.7.1 恒沸精馏 如：乙醇—水二元恒沸液制备无水酒精，以苯为挟带剂，常压下，苯—乙醇—水三元非均相恒沸物，沸点为64.6℃，恒沸液摩尔组成分别为苯0.539，乙醇0.228，水0.233，只要苯足量，原料液中的水可以全部移到三元恒沸液中，因而乙醇和水得到分离，塔底可以得到无水酒精，将塔顶的水相经过精馏，塔顶部可以得到苯—乙醇—水三元非均相恒沸物，塔底部为乙醇水，再经过精馏分离出水和乙醇—水二元恒沸液(可循环使用)。 挟带剂的要求： ① 挟带剂能与被分离组分形成新的恒沸液，其恒沸点要比纯组分的沸点低，一般两者沸点差不小于10℃。 ② 新恒沸液所含挟带剂的量愈少愈好，以便减少挟带剂用量，减少气化量，减少能量的消耗。 ③ 新恒沸液最好为非均相恒沸物，易于将挟带剂分层分离，循环使用。 ④ 使用安全，无毒、无腐蚀性、热稳定性好。 ⑤ 来源容易，价格低廉。 3.7.2 萃取精馏 萃取精馏和恒沸精馏相似，向混合物中加入第三组分，加入的组分与原二元混合液中A和B的分子作用力不同，能有选择地改变A和B的蒸气压，增大原混合物中两组分的相对挥发度，从而使得分离较容易，加入的第三组分S称为萃取剂，沸点比A和B的沸点高得多，且不易与A、B形成恒沸物，直接从塔底排出，与A、B易于分离。常用于沸点或挥发度差别较小的溶液分离。（如苯和环己烷，沸点分别为80.1℃和80.73℃，萃取剂为糠醛，沸点为161.7℃） x 0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 α 0.98 1.38 1.86 2.07 2.36 2.70 苯-环己烷溶液中糠醛的摩尔分率x与环己烷对苯的相对挥发度α的关系 萃取剂的要求： 1、萃取剂应使原组分间相对挥发度发生显著的变化。 2、溶解度大，能与任何浓度下的原混合液互溶，以充分发挥每块板上液相中S的作用。 3、萃取剂的挥发性小，其沸点比纯组分高，不与原组分形成恒沸液。易于回收，可循环使用。 4、使用安全，无毒性，无腐蚀性，热稳定性好，价格低廉，来源广泛。 1. 全回流R = ∞与最少理论板数Nmin 芬斯克（Fenske）公式 （不包括再沸器） 双组分体系，若α相差不大： 估算：精馏段理论塔板数 复习小结 1. 相对挥发度α及其物理意义 2. 平衡蒸馏和简单蒸馏 平衡蒸馏: 操作线方程 相平衡方程 热量衡算 塔顶采出率： 塔底采出率： 4. 精馏过程的物料衡算 塔顶易挥发组分回收率 塔底难挥发组分回收率 3. 精馏原理、精馏装置及其流程 斜率: 截距: y x xD 作图方法：直线经过两点(xD, xD)和(0, xD/(R+1)) (xD, xD) 5. 精馏段操作线及其方程 斜率: 截距: 6. 提馏段操作线及其方程 直线经过点(xw, xw) x y xw (xw, xw) 7. 进料线方程(q线方程) x y xF d(xF, xF) ① ② ③ ④ ⑤ 讨论: ① 冷液进料， q＞1，K＞1，q线 ② 泡点进料， q = 1，K = ∞，q线 ③ 气液混合进料，0＜ q＜1，K＜0，q线 ④ 饱和蒸气进料， q = 0，K = 0，q线 ⑤ 过热蒸气进料， q＜0，0＜K＜1，q线 理论塔板上上升的蒸气组成与下降的液体组成呈平衡关系，满足平衡关系式： a、逐板计算法 对于精馏段相邻两块塔板间上升蒸气与下降液体组成满足精馏段操作线方程： 第n+1层板为加料板，精馏段理论塔板数为n块 8. 理论塔板数的计算 (逐板计算法 、图解法 、捷算法) 直算到xn+1 ≤ xq为止 对于提馏段相邻两