第三章精馏3-2-恒沸精馏1分解.ppt

* * * 恒沸精馏塔 脱甲醇塔 脱水塔 甲苯+烷烃 甲苯 甲醇+甲苯 （恒沸物） 水 水 补充水 烷烃 补充甲醇 甲醇 用甲醇分离甲苯-烷烃的流程图 甲醇水溶液 甲苯+甲醇（过量） 甲醇+烷烃 （恒沸物） 萃取塔 2016-3-30 * 恒沸精馏塔 用硝基甲烷分离甲苯—烷烃的流程图 脱硝基甲烷塔 烷烃回收塔 补充恒沸剂 回流液 新鲜进料 甲苯 烷烃 富含烷烃 恒沸物 富含硝基甲烷 硝基甲烷-烷烃恒沸物 甲苯+硝基甲烷（过量） 2016-3-30 * 苯-乙醇、水形成三元恒沸物 t恒=64.86℃，x苯=53.9%，x乙醇=22.8%， x水=23.3% 2016-3-30 * 3.2 恒 沸 精 馏 ⑤塔顶产品为三元恒沸物的分离 2016-3-30 * 3.2 恒 沸 精 馏 ⑤塔顶产品为三元恒沸物的分离 2016-3-30 * 3.2 恒 沸 精 馏 ⑤塔顶产品为三元恒沸物的分离 无水酒精 水 恒 沸 精 馏 塔 分层器 乙 醇 回 收 塔 苯 回 收 塔 冷 凝 器 冷 凝 器 三元非均相 恒沸物 三元非均相 恒沸物 稀乙醇 水溶液 二 元 恒 沸 物 二元恒沸物 乙醇水恒沸物 ## ① 恒沸剂用量的确定 恒沸剂的用量应保证与被分离组分完全 形成共沸物，它的计算可通过馏出液恒沸物 的组成，塔釜液的组成,进料组成及流量，利 用三角形相图按物料平衡式求得。 也可以结合三角相图利用杠杆原理进行 物料衡算，求恒沸剂用量S。 2.3.4 恒沸精馏的计算 2016-3-30 * 3.2 恒 沸 精 馏 对于由原料1、2和恒沸剂S组成的三组分 体系,可用下图所示的三角形相图表示。 1 S 2 F S1 M 如原溶液组成为F点，加 入共沸剂S后，物系的总组成 将沿FS线向S点方向移动，若 加入一定量S后，使物系的总 组成移动到M点上，则总物 料衡算式为 a) 物料衡算求恒沸剂用量 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 对S组分作物料衡算： a) 物料衡算求恒沸剂用量 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 若对组分1、2作物料衡算,其衡算式分别为 2016-3-30 * a) 物料衡算求恒沸剂用量 ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 问题：若加入的恒沸剂数量不足或过量,对产 品组成有何影响？ * 1 2(W) F M S1 （a）恒沸剂用量不足 （b）恒沸剂用量过量 W/ W// 可见, 恒沸剂的加入量不是任意选取的, 而 是根据恒沸组成及分离的具体要求确定的. S 2(W) F M S1 S 1 2016-3-30 恒沸剂用量应保证与被分离组分形成 恒沸物时的需要 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 因此，在有足够塔板数的情况下，塔釜液 W几乎是纯组分2， 馏出液D的组成几乎等于 或接近于恒沸组成， 精馏塔的总物料衡算式 为： a) 物料衡算求恒沸剂用量 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 将式(3-100) 代入式(3-104)消去W后可得塔顶产品的量 a) 物料衡算求恒沸剂用量 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 合理的恒沸剂加入量应该是使塔釜组成 W恰好落在三角相图的一个顶点，即组分2 上，根据杠杆原理进行物料衡算利用相图， 作F与S的连线及S1与2的连线，两线交点M 便是总物料点，再由杠杆规则确定恒沸剂S 的用量。 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 适宜的恒沸剂加入量应该是使塔釜液W恰 好落在三角形相图的一个顶点，即2点上。 若要求塔顶为恒沸物S1， 塔底为纯组分2。 b) 杠杆定律确定恒沸剂用量 1 则原料液和恒沸剂的总组成点 应处于2和恒沸物S1的连线上. S 2 F M 由于总组成点也应处于恒沸 剂S和原料液F的连线上，因 此总组成点必然是处于两直 线的交点上，即M点 S1 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 杠杆定律： 恒沸剂用量为: 塔顶产品S1（恒沸物）的量： 塔釜产品W的量： # 2016-3-30 * ① 恒沸剂用量的确定 3.2 恒 沸 精 馏 b) 杠杆定律确定恒沸剂用量 ② 恒沸剂引入位置 1）恒沸剂挥发度小, 可在靠近塔顶部分 引入,从而保证塔内有足够的恒沸剂 浓度 2）恒沸剂为最低恒沸物, 则恒沸剂分段