第3章多组分精馏和特殊精馏.ppt

* （二）二元非均相共沸物的精馏 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加共沸剂便可实现二组分的完全分离。 图3-33 分离非均相共沸物的流程 * （三）其他 均相共沸物需要用萃取等方法来分离。 为了得到高纯的塔底产品，采用稍过量的共沸剂，再增加一个溶剂回收塔，往往是一个行之有效的方法。 * 四、共沸精馏的计算 共沸物精馏体系非理想性强、组分多、变量多，不宜使用简捷法，而严格计算也变得非常复杂。 * 五、共沸精馏实例 乙醇－水共沸精馏 乙醇－水溶液共沸点：78.3℃；共沸组成：乙醇 0.894；水 0.006。 乙醇－水－苯共沸点：64.6℃；共沸组成：乙醇 0.23；水 0.226；苯 0.544。 * 六、共沸精馏与萃取精馏比较 共同点： 不同点： 基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变组分之间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精馏分离。 （1）共沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中的一个或 几个组分形成共沸物，而萃取精馏中的溶剂无此限 制，共沸剂的选择范围相对较窄； （2）共沸精馏中共沸剂以汽态离塔，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本不变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大； （3）在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料； （4）共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。 * 第3章 完谢谢！ * 3.1.4 实际回流比和理论板数 有了实际回流比和最少理论板数，求实际理论板数常用的经验方法有： Gilliland图、Erbar-Maddox图。 用Underwood方程求出Rm 后，实际回流比R一般取作1.30Rm。 适用于相对挥发度变化不大的情况 适用于非理想性较大的情况 * 图3-9 Gilliland图 图3-10 Erbar-Mddox * 适宜进料板位置的确定原则： 在操作回流比下精馏段与提馏段理论板数之比等与在全回流下用Fenske方程分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。 p79 例［3-5］ * 3.1.5 多组分精馏的简捷计算方法 精馏简捷计算 ——FUG法 Fenske Nm Underwood Rm Gilliland R、N * 开始 指定进料条件 指定两个关键组分的分离程度 估计非关键组分的分离情况 决定精馏塔操作压力和冷凝器类型 在塔压下作闪蒸计算 计算最少理论板数和非关键组分的分离程度 计算值与估计值是否接近 对于指定的实际回流比（RRm） 计算实际理论板数N 计算最小回流比Rm yes 计算进料级位置 计算热负荷 结束 no （泡、露点计算） （绝热闪蒸计算） （Underwood eq.） （R=1.1～1.5Rm，Gilland图） （Kirkbride eq.） （能量衡算 eq.） （Fenske eq.） 多组分精馏的FUG法计算框图 * 特殊精馏 当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或是经济上不合理的。此时，向体系中加入一种适当的新组分，通过与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，使系统变得易于分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏称为特殊精馏或称增强精馏。 * 特殊精馏的分类 （1）萃取精馏（Extractive Distillation）： 加入的质量分离剂不与被分离系统中的任何组分形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高，从塔釜离开。加入的质量分离剂称为溶剂。 （2）共沸精馏（Peotropic Distillation）： 加入的质量分离剂与被分离系统中的一个或几个组分形成共沸物，从塔顶蒸出。加入的质量分离剂称为共沸剂。 （3）反应精馏： 加入C，使之与原体系中的A发生反应，从而减弱A与B的结合力。例如：催化精馏。 * （4）加盐精馏： 加盐，利用盐溶和盐析效应使两组分溶解行为发生变化。 （5）吸附精馏： 加入吸附剂。 （6）膜精馏： 利用多孔膜。因为过程需加热，且B在另一侧也汽化，所以可称为精馏。好处：无需再生，但目前由于膜材料和制膜工艺的不成熟尚无工业应用。 * 3.2 萃取精馏和共沸精馏 3.2.1 萃取精馏 3.2.2 共沸精馏 * 3.2.1 萃取精馏 一、流程 * 二、萃取精馏的原理和溶剂的选择 （1）溶剂的作用 设组分1和组分2组成的混合物，加入溶剂S进行分离。 常压下的相对挥发度： 液相活度系数可由三组分Margules方程求算： 组分1的脱溶剂浓度x1’=x1/(x1+x2) 代入 * 代入相对挥发度的表达式，可得有溶剂存在下组分1和2间的相对挥发度：