化工分离过程(第13讲)(3.3.2共沸精馏).ppt

化工分离过程 Chemical Separation Processes 第三章 多组分多级分离过程 分析与简捷计算 第三章 多组分多级分离过程分析与简捷计算 3.1 设计变量 3.2 多组分精馏过程（普通精馏） 3.3 萃取精馏和共沸精馏（特殊精馏） 3.3.1 萃取精馏 3.3.2 共沸精馏 3.3.2.1 共沸物的特性和共沸组成的计算 3.3.2.2 共沸剂的选择 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.4 吸收和蒸出（解吸）过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.3 分离共沸物的双压精馏过程 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 3.3.2.4 二元非均相共沸物的精馏 * * √ √ 在设计一个共沸精馏过程时，考虑共沸组成随压力变化的一般规律是很重要的。因为压力是一个很容易改变的操作参数，在某些情况下，通过改变压力可实现共沸物系的分离。 应用Clausius方程可分析出：当压力增加时，最低共沸物的组成向摩尔潜热大的组分移动；最高共沸物的组成向摩尔潜热小的组分移动。 例如乙醇和水是能够形成二元最低共沸物的物系，常压下共沸温度为78.1℃，共沸组成为：x醇=0.90（mol） 汽化潜热：乙醇为39020KJ/kmol，水为41532KJ/kmol 乙醇水溶液共沸物与压力的关系表 从上表可知，压力增加时共沸物中乙醇含量下降，即增加压力时，共沸物中汽化潜热大的组分含量增加。 95.50 89.1 0.1933 78.10 90.0 0.1013 62.80 91.4 0.0533 42.00 96.2 0.0200 27.79 100 0.0093 共沸温度，℃ 共沸组成，乙醇% 系统压力，MPa 一般地，若压力变化明显影响共沸组成时，则采用两个不同操作压力的双塔流程可实现二元均相共沸物的分离。 如甲乙酮（MEK）-水（H2O）的分离过程。 在大气压力下（0.103MPa） 该物系形成二元正偏差共沸物， 共沸组成为65％（MEK）； 在0.7MPa时，共沸组成变化为 50％（MEK），如果原料中含 MEK小于65％，欲得到纯甲乙 酮和水。分离过程如何设计？ MEK-H2O在不同压力下的T-x-y图 分离甲乙酮—水：利用不同压力下，共沸组成不同分离。 工艺流程图： 相图： 1 常 压 2 加 压 水 MEK F 共沸物 共沸物 一般来说，若压力变化明显影响共沸物组成时，则采用两个不同操作压力的双塔流程，可实现二元均相混合物的分离。如下图所示： 当原料中甲乙酮小于65％，在塔Ⅰ进料，塔釜为纯水，塔顶为含MEK 65％的共沸物；共沸物进高压塔Ⅱ，塔顶为含MEK50％的共沸物馏出液循环到塔Ⅰ，塔釜得到纯MEK。 图3-25 双塔精馏流程 物料衡算： 两个塔作一个整体 对于组分1（MEK） 图3-25 双塔精馏流程 可得： 物料衡算： 对塔Ⅱ 对于组分1（MEK） 图3-25 双塔精馏流程 （3-67） 循环物料的流率 当两个不同压力下的共沸组成彼此接近时，（x1,D1-x1,D2）数值会较小，由上式可知D2大（即循环量