液体精馏学习要点..doc

液体精馏学习要点 描述精馏过程的基本关系 气液平衡关系 溶液的气液平衡关系是蒸馏过程的热力学基础，了解气液平衡是理解和掌握蒸馏过程的基本条件 气液平衡的作用 （1）选择分离方法 依据物系的气液平衡关系，对特定的分离任务，可确定或选择分离方法。例如对相对挥发度接近1的物系，宜采用特殊精馏或萃取等分离操作 （2）在相图（t-x-y）上说明蒸馏原理 即采用多次部分汽化和部分冷凝的操作，可使物系得到所需要的高纯度分离。相对挥发度越大，相图（x-y）中平衡曲线偏离对角线越远，分离越容易。 （3）气液平衡方程是精馏过程的特征方程，即是计算理论板数的基本方程之一 （4）利用气液平衡,可分析,判断精馏操作中的实际问题. 例如在精馏塔中, 恒压下操作, 温度和组成间具有对应关系,因此可利用易于测量的温度来判断难于测量的浓度.在实际生产中,时常在精馏塔的适当部位(通常称为灵敏板)上安装温度计,用它来控制,调节整个精馏过程. 又如在真空精馏中,如温度出现异常现象,则应考虑系统的气密问题等. 2. 气液平衡的表达方式 在精馏过程中,气液平衡可用相图书馆和气液平衡方程表示. （1）t – x – y图和 x—y 图 相图中 t 代表温度(C) ,x 和y 分别代表液,气相中易挥发组分的摩尔分率. 在利用相图时应注意以下几点: ①精馏过程的分析多利用 t – x – y图,过程计算多利用x—y. ②了解沸点,泡点和露点的概念. 对同一组成下,露点总是高于泡点.对理论板而言, 离开该板的气液两相温度相等，即露点等于泡点，但两相组成不等，而呈平衡关系。 ③液化率或汽化率，可在相图上用杠杆规则求得。部分汽化和部分冷凝是精馏的基础。 ④恒压下不同物系具有不同的x—y 曲线。当平衡曲线偏离对解线愈远时，表示传质推动力愈大，该物系愈易分离。对于具有恒沸点的非理想溶液，在恒沸点处y=x ，因此不能用普通精馏方法分离该混合液。 ⑤同一物系下，不同压强的x—y 曲线也不相同，一般在低压力下平衡曲线偏离对角线愈远，即愈易分离，可见低压操作有利于精馏分离。 （2）气液平衡方程 ①用相对挥发度表示的气液平衡方程 （1） 对理想物系相对挥发度可表示为 （2） 由式可知，相对挥发度 a与塔内温度关系不大，因此在计算中可取全塔平均相对挥发度。 对两组分理想物系，系统总压，分压力与组成间符合拉乌尔定律和道尔顿分压定律，即 （3）、（4） （5）、（6） 可得 （7）、（8） 上两式即为两组分理想溶液的气液平衡关系式。 （二）物料衡算 对连续精馏过程，物料衡算的原则是进，出物平衡，但应注意衡算范围，基准及单位。 1．全塔物料衡算 总物料 （9） 易挥发组分 （9a） 2．精馏段物料衡算和操作线方程 假设精馏塔内为恒摩尔流动，则由精馏段物料衡算可得 (10) 令 （11） 则可改写为 （12） 下标n表示精馏段理论板序号（从塔顶往下计）。读者应注意精馏段操作线方程式（6-12）及式（6-14）的物理意义。 3．提馏段物料衡算和操作线方程 假设精馏塔内为恒摩尔流动，则由提馏段物料衡算可得 （13） 下标 m 表示提馏段理论板序号（从进料板往下计）。上标代表提馏段。读者应注意提馏段操作线方程式的物理意义。 二．连续精馏塔理论板数的计算 （一）逐板计算法 逐板计算法的原则是利用相平衡方程和操作线方程计算所需的理论板数。假若塔顶彩全凝器，泡点回流。通常先从塔顶开始