分离工程第二.ppt

分离工程 第二章 精馏 目 录 2.1 概述 精馏原理: 精馏是分离液体混合物的单元操作，是利用混合物中各组分挥发度的差异及回流的工程手段，实现组分的分离。 不适宜用普通精馏进行分离的物系： 1. 2. 3. 热敏性物料 4. 难挥发组分的稀溶液 2.1.1 理论板、板效率 精馏过程的开发方法： 理论板= f(相平衡,分离要求,操作参数) 效 率=f(传质速率,返混,相平衡,设备等因素) 理论板 实际板(E0) 塔 高 2.2 汽液相平衡 1、泡点计算基本方程 相平衡关系 归一方程 相平衡常数式 方程数 2C+2 变量 3C+2 自由度数 = 变量数 - 方程数 = C 2.3 精馏计算 W-H三对角线算法的特点 纳夫塔列-山德荷姆算法 迭代变量: 迭代算法:联立求解 MEH方程 适用于:精馏,吸收…… 一、关键组分 进料中按分离要求选取的两个组分，（大多是挥发度相邻的两个组分）。它们在塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的，因此，对于系统的分离起着决定性的作用。 三、恩德伍特方程 用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。 所谓最小回流比，理论上讲是需要无限多块塔板才能达到分离要求时的回流比。 这时塔内将出现恒浓区，恒浓区中相邻板上的汽相浓度和液相浓度各自相同，该区域需用无限多理论板数才能实现一定的分离作用。 分布组分的概念 1）只在塔釜或塔顶出现的组分，称非分布组分； 2）在塔釜和塔顶均出现的组分，称分布组分； L只出现在塔顶，H只出现在塔釜，所以是非分布组分； LK、HK在塔的两端产品中都会出现，所以是分布组分； 如存在中间组分必然出现在塔两端，也称分布组分； 当 ，LK与HK的分离要求不是很高， 则L、H也会成为分布组分，出现在塔两端。 四、操作回流比的确定 全回流操作（操作上限），达到规定的分离要求，所需的理论板最少，因为全回流，得不到产品； 最小回流操作（操作下限），达到规定的分离要求，需无限多块板，即实际塔中得不到合格产品。 操作回流比必介于两者之间， 。 建议： 或 六、进料位置的确定 七、塔顶和塔底产品组成和量的估算 1）清晰分割法 基本假定 塔顶产品中 ；即 ； 塔釜产品中　 ；即 ； 轻、重关键组分在塔顶、塔底的摩尔浓度按分离要求规定。 塔两端产品的组成和量通过简单的物料衡算就能算得。 塔的操作压力对精馏分离的影响有四个方面： 影响塔顶蒸汽的冷凝温度和塔釜液体的加热温度； 影响组分之间的相对挥发度； 影响塔的操作费用与造价； 影响塔内的传质分离效率。 2.4 特殊精馏 对有些需采用特殊精馏的物系通过改变操作条件和工艺仍可采用普通精馏. 1.相对挥发度随压力变化比较大. 2.恒沸组成随压力变化. 3.恒沸物是非均相. 溶剂加入后， 是如何改变 溶剂的作用 2.溶剂的选择 (1) 溶剂选择性高. (2)易再生,稳定性好. (3)价格低,毒性小,无腐蚀性 3.萃取精馏计算(简捷计算法) 解决: 溶剂用量计算(S) 理论板计算（N) (1)溶剂用量计算(S) 4.萃取精馏的操作特点 溶剂浓度 xs , 回流比 R , xs 1.相图 2.恒沸点的预测 3.恒沸精馏流程 恒沸精馏流程包括恒沸精馏和恒沸剂回收系统组成. 4.恒沸精馏塔两端产品 恒沸精馏塔产物不仅与塔的分离能力有关,还与恒沸剂用量及进料组成有关. 5.恒沸剂选择 (1)与料液中一个或二个组分形成最低恒 　 　　沸物,最好形成非均相恒沸物.而且与　 　　其它组成沸点差ΔT10℃. (2)?恒沸物中S含量低(节省能耗). (3)?溶剂S回收容易. (4) 汽化潜热小. (5)?价格,毒性,腐蚀性,热稳定性等. 6.计算 　由于恒沸精馏非理想性强用MESH方程联例求解,或逐板计算法. 　 共同点: 　加 S , 　 不同点: (1)恒沸精馏选用的溶剂S必须与待分离组成形成恒沸物. (2)恒沸精馏溶剂一般从塔顶蒸出故能耗比萃取精