第10章 蒸馏 课件.ppt

例： 乙醇水体系的蒸馏分离 1. 影响相对挥发度的因素： 温度升高， α略有减小，但变化不大。 加压，温度升高， α略有减小， 可利用较低品味的冷却剂使蒸汽冷凝，或便于利用蒸汽冷凝时热量 减压，温度降低， α略有增大， 但利用减压蒸馏主要是降低温度后可减少热敏物料降解或聚合的损失。 讨论： 1.平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相组成服从 当为泡点液体进料时，xe=xF 练习 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持塔顶馏出液量D、回流比R、进料状况（F、xF、q）不变，而减小操作压力，试分析xD、xW如何变化？ 解： 2．冷液回流 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 冷回流使塔内回流量增大，对精馏过程有利； 冷回流操作使塔顶移取的热量多， 相应地需要再沸器提供的热量多， 能耗增加。 说明： 3. 直接蒸汽加热流程 适用范围：水溶液，且水是难挥发组分 F　xF W D V0 L’ V’ §10.3 二元连续精馏的分析与计算 全塔物料衡算：F+V0= D + W 操作线： 精馏段： 提馏段： 与普通精馏塔相同 物料衡算 （恒摩尔流动） 总物料 易挥发组分： —直接加热时提馏段操作线方程 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 过横轴上的点（xw,0）,而非（xw,xw） §10.3 二元连续精馏的分析与计算 讨论： 当 相同时，两种加热方式比较 间接蒸汽加热 直接蒸汽加热 W W NT NT = = 直接蒸汽加热所需理论板数比间接蒸汽加热的多，因为直接蒸汽的稀释作用，故需增多理论板数来回收易挥发组分。 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 优点： 可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器，且需要的加热蒸汽压力较低； 缺点： 需要的理论板数略有增多、 塔釜排出更多的废液。 F1 q1 xF1 F2 q2 xF2 D xD ? П Ш W xW 4. 多股加料和侧线出料流程 （1） 多股加料 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 两股进料将塔分成三段，得三个操作线方程 第一段： 第二段： 第三段： §10.3 二元连续精馏的分析与计算 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Rmin：夹紧点对理想溶液可能出现在q1或q2线与平衡线的交点上（各段操作线斜率：ⅢⅡⅠ），对高度非理想溶液可能出现在其他位置。 （2）侧线出料 全塔物料衡算：F= D1 + D2 + W 易挥发组分衡算： F xF= D1xD1+ D2xD2 + W xW §10.3 二元连续精馏的分析与计算 Ⅰ Ⅲ Ⅱ F, xF, q D1, xD1 D2, xD2 W, xW 操作线： Ⅰ段： Ⅱ段： 泡点采出： Ⅲ段： §10.3 二元连续精馏的分析与计算 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Rmin：夹紧点对理想溶液可能出现在q线与平衡线的交点上（第一段斜率大于第二段斜率），对高度非理想溶液可能出现在其他位置。 特点： 1. 塔段数（或操作线数）= 塔的进出料数-1 2. 各段内上升蒸汽摩尔流量及下降液体摩尔流量分别各 自相同 3. 精、提操作线方程不变 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 5. 最小回流比为不同位置处求得的最小回流比的较大者 4. 两股进料之间的操作线方程可通过虚线范围内的 物料衡算得到 §10.3 二元连续精馏的分析与计算 分凝器流程举例 例1 苯、甲苯两组分混合物用如图所示的釜进行常压连续蒸馏加以分离（无塔板），原料直接加入釜中，进料量为100kmol/h，其组成x苯=0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率）。塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝并返回塔内。出分凝器的蒸汽与冷凝液体保持相平衡。问塔顶、塔釜产量为多少？已知?＝2.46 解 分凝器流程举例 直接蒸汽加热的回收塔流程举例 例2 如图所示，用有两块理论板（包括塔釜）的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入，加料组成xF=0.2（摩尔分率，下同），温度为20℃，F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率。 在本题范围内平衡关系可表示为y=3x，液相组成为x=0.2时，泡点为80℃，比热为100kJ/kmol?℃，汽化潜热40000kJ/kmol。 S=50kmol/h xF=0.2 F=100kmol/h 1 2 y=3x 20℃ 解 直接蒸汽加热的回收塔流程举例 直接蒸汽加热的回收塔流程举例 例3 泡点回流，塔釜间接加热，理想液体 第一股加料：F1=10km