6第六章 蒸餾.ppt

本章主要内容：; 酿造;XO之源， XO之本;轩尼诗XO;§6.1 引言;§6.2 双组分物系的汽液相平衡 (挥发度理论); 理想物系：①液相为理想溶液；②气相为理想气体。 理想溶液：性质、分子结构相近的组分组成的液体。 理想气体：总压不太高(≤10MPa)的气体。; 相平衡常数KA , 其实并非常数, 随温度及物系总压而变化。;2.用相对挥发度α表示的汽液平衡关系;对于理想溶液，;三. 两组分理想溶液的汽液平衡相图;2. 汽液组成图(x-y 图) 可通过 t-x-y 图作出。;6.2.2 两组分非理想物系的汽液平衡关系;二.具有最高恒沸点的溶液;三.汽液平衡关系数据的获取;§6.3 平衡蒸馏与简单蒸馏; t,℃;一.物料衡算;二.热量衡算;三.闪蒸理论计算;例1－2 对某两组分理想溶液进行常压闪蒸，已知xF 为0.5（易挥发组分的摩尔分率），若要求汽化率为60％，试求闪蒸后平衡的气液相组成及温度。; 原料液;二.简单蒸馏计算; 根据相平衡关系 y = f (x) 的表达方式，分以下三种情况：; 例1：在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸馏与简单蒸馏。若原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分率）。物系的相对挥发度为2.47。试求： 1）用平衡蒸馏方法分离，当汽化率为 0.4时，釜液与馏出液的组成。 2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均组成。 ;因为汽化率1-q=0.4，q=0.6 物料衡算式为： ;设馏出液的平均组成为 ; 在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下，简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏，而平衡蒸馏的优点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。;简单蒸馏与平衡蒸馏的比较;§6.4 精馏原理和流程;连续精馏系统的构成;n+1;§6 蒸 馏; 精馏：将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。; １．确定产品的流量和组成； ２．选择或确定适宜的操作条件，如操作压强、回流比和进料热状况等； ３．确定精馏塔的类型，选择板式塔或填料塔，根据塔型，计算理论板数和填料层高度； ４．确定塔高和塔径及塔的其他结构尺寸，并进行流体力学验算； ５．计算冷凝器和再沸器的热负荷, 并确定两者的类型和尺寸。;理论板是指在其上气、液两相都充分混合，且传热及传质过程阻力均为零的理想化塔板。因此不论进入理论板的气、液两相组成如何，离开该板时气、液两相达到平衡状态，即两相温度相等，组成互成平衡。显然,在相同条件下, 理论板具有最大的分离能力, 是塔分离的极限。事实上，由于塔板上汽液接触的面积和接触时间都是有限的，所以理论板实际上并不存在。; 图6－18 精馏塔的物料衡算;二.精馏段操作线方程; xW;三.提馏段操作线方程;提馏段操作线 L2在 x – y 图上的表示;6.5.3 进料热状态的影响 —— q 线方程;一.进料板的物料衡算与热量衡算;二. 进料热状态参数 q 对 L, L,V, V 之间关系的影响;三. 提馏段操作线的简化;五. L1、L2 线及 q 线在 x – y 图上的表示;六. q 值对 L2 线的影响;6.5.4 理论板数 NT 的求算 ;xm+1′= f-－1(ym+1′) ;1) 过(xD , xD)点及(0, )点作 L1 2) 过(xF , xF)点及 ( ,0)点作 q 线 ;xW;xw xF xW;采用分凝器： 采用场合： 1）塔顶产品不需要液化，以气相采出； 2）塔顶产品中有不凝气体； 3）合理利用热能，采用分凝器预热原料。 分凝器相当于一块理论板，其它不变。 适宜的进料位置 跨过交点的梯级即代表适宜的加料板;　　如图6-18所示. 若梯级已跨过两操作线的交点e , 而仍在精馏段操作线和平衡线之间绘梯级, 由于交点d 以后精馏段操作线与平衡线的距离较提馏段操作线与平衡线之间的距离来得近, 故所需理论板层数较多. 反之，如还没有跨过交点, 而过早的更换操作线, 也同样会使理论板层数增加. 由此可见, 当梯级跨过两操作线交点后便更换操作线作图, 所定出的加料板位置为适宜的位置. ;【例题6-6】图解法确定理论板数及加料位置。详见教材P26.;W, xW ; 提馏段操作线 ;A;多股加料的精馏塔 ; 可将塔分为三