化工第四章蒸馏.ppt

三、非理想溶液 :  相图见115页 一、简单蒸馏 二、平衡蒸馏（Equilibrium distillation） 第四节 双组分连续精馏的计算 理论板：离开塔板的 蒸气和液体呈平衡的 塔板。 1、恒摩尔气化 V1= V2= V3 = · · · · · · = V V1’= V2’= V3’ = · · · · · · = V’ 2、恒摩尔溢流 L1 = L2= L3 = · · · · · · = L L1’ = L2’ = L3’ = · · · · · · =L’ 二、全塔物料衡算 例 将5000kg/h含正戊烷0.4(摩尔分率)的正戊烷正己烷混合液在连续精馏塔内分离,馏出液含正戊烷0.98,釜液含正戊烷不高于0.03,求馏出液、釜液的流量及塔顶易挥发组分的回收率。 解：正戊烷 M = 72 正己烷 M = 86 MF = 0.4×72+0.6×86 = 80.4 F = 5000 / 80.4 = 62.2 kmol/h D =24.6 2 kmol / h W=37.62 kmol / h 五、理论塔板层数的求法 六、回流比的影响及其选择 5、理论板数的捷算法 七、塔高和塔径的计算 1、基本计算式 板式塔：H=Nph 2 、塔板效率 例 已知：精馏段方程 y = 0.8 x + 0.172 提馏段方程 y = 1.3 x - 0.018 露点加料,求: (1) R 、xD、 xW 、xF ; （2）当F=100kmol/h，求 D、W、L、V ’。 解： 求: xW 露点加料 求：xF 0.8 x + 0.172 = 1.3 x - 0.018 xq’= 0.38 yq’ = 0.476 xF = yq= 0.476 （2）当F = 100 kmol/h，求 D、W、L、V 在用间歇精馏设备进行多组分混合物的精馏时，首先由塔顶蒸出低沸点组分，而后蒸出次沸点组分，再蒸出较高沸点组分，最后由塔底排出残液，所得的各馏分分别导入不同的贮罐。例如，在用间歇精馏设备进行粗苯精馏时，在蒸出沸点低于纯苯的“初馏分”后，调节回流比使塔顶温度控制80℃左右导出纯苯馏分；纯苯蒸完后，调节回流比，将塔顶温度提高到110 ℃左右，导出甲苯馏分；甲苯蒸完后，再将塔顶温度提高到138-145 ℃，以导出二甲苯馏分；最后的釜残液则为溶剂油等重组分。 间歇精馏过程中，操作条件随时间而改变，要随时调节回流比，操作比较麻烦，但间歇精馏设备简单，既能用于双组分精馏，又能用于多组分蒸馏，适应性强，因此多用于小批量多品种的物料处理，在精细有机合成工业中应用较广。 第六节 精馏塔 精馏和吸收同属于气液传质过程，因此吸收设备中的填料塔和板式塔同样可以用作精馏塔。 板式塔在精馏塔中应用最广。 一、板式塔的构造 二、板式塔类型 二、板式塔类型 二、板式塔类型 二、板式塔类型 D＝52 kmol W= 48 kmol L= R D = 4×52＝208 kmol q = 0 V’ =V – F = ( L+ D) - F = 208 + 52 – 100 = 160 kmol 第五节 间歇精馏 一、间歇精馏的流程：书132页图 1、间歇精馏为非稳态过程。 2、间歇精馏塔只有精馏段，没有提馏段。 二、间歇精馏的回流比控制： 1.恒回流比： xD1 xD2 xD3 R不变，则塔板数不变， xD就会不断下降，最后馏出液是精馏开始到精馏结束时馏出液组成的中间值。 2.恒馏出液组成： 为了保证xD不变，R就应该不断增大，通过不断减小D，R就可不断增大。 实际生产中，一般采取把两种方式结合起来的方法，即先按恒回流比操作一段时间，待xD有明显下降时，再调大R值，这样就可得到xD基本不变的馏出液。 1．恒回流比操作 2．恒馏出液组成操作 三、多组分混合液的间歇精馏： 1、板式塔的结构 1）塔板的构造 筛孔 降液管 溢流堰 （剖面图） 例：用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原料量为8570kg。操作回流比为3，试计算： （1）塔顶及塔底的产品量； （2）精馏段上升蒸汽量及回流液量； 分析： 求W、D 全塔物料衡算 求xF、xW、xD 求V、L 已知R 精馏段物料衡算 解： （1）产品量 (2)上升蒸汽量及回流量