第三章汽液传质分离过程6.ppt

上节内容回顾 萃取精馏过程的简化计算 图解法或解析法 设 在全塔恒定，将1、2、S三元看成1、2元处理。 α β xα xβ xα xβ 3.3.2.1 二元非均相共沸精馏 1、分离流程 若两组分形成非均相共沸物，则采用双塔流程，并设置分层器， 在不加入任何共沸剂的情况下可实现组分间的完全分离。 经典流程如图。 设原料中两组分A、B，以A的摩尔分数表示物料组成，初始A为易挥发组分。 两塔塔顶接近共沸组成的上升蒸汽经冷凝后在分层器分成两个液相α、β。 假设xAαxAβ 。 α相返回1塔作回流。 在1塔，由于A是易挥发组分，高纯度的B会从塔釜引出。 分层器中的β相送入2塔回流 。 此时B是易挥发组分，所以组分A是塔釜产品。 进料位置 α β xα xβ xα xβ 1)若xF xαxβ ，则应在1塔进料； 2)若 xα xβ xF ，则应在2塔进料； 3)若 xα xF xβ ，则应在分层器进料。 两液相回流的通用流程 在一些情况下，由于工艺或者设备的要求，需要采用两液相回流。 两元非均相共沸精馏的应用 是从水溶液中分离和回收某些有机物质的简单有效方法。 有时，仅要求分离出一个纯产品，可采用单塔流程。 如丁二烯中饱和水的脱除。 此时，塔釜中得到的是脱水干燥后的有机物， 塔顶出丁二烯-水混合物，经冷凝分层后，有机相回流。 水相中有机物含量少，所以可不设2塔回收有机物，而以废水形式排放。 对于形成二元均相最低共沸物的系统， 降低分层器温度，或者降低操作压力，使冷凝液出现液液分层情况， 也可按非均相共沸精馏处理。 2、两元非均相共沸精馏的图解法 两元非均相共沸精馏的图解法，对于恒摩尔流情况，计算结果是准确的； 对于非恒摩尔流情况，计算结果欠佳，可作为ASPEN PLUS软件严格计算的初值。 1)单相回流图解法 对两塔进行总的物料衡算： 已知，1塔进料，F，xF，分离要求xB1、xB2。 解得： 图解法过程 假设1塔精馏段气相流量为V1液相流量为L1。 在1塔精馏段的第n块塔板及2塔釜出口之间作物料横算： 所以得1塔精馏段操作线方程： 在1塔提馏段的第n块塔板及1塔塔釜出口之间作物料横算： 所以得1塔提馏段操作线方程： 假设1塔提馏段气相流量为V1’液相流量为L1’。 2塔，塔顶进料，所以只有提馏段。 假设2塔气相流量为V2’液相流量为L2’。 得2塔操作线方程： 根据相平衡曲线，1塔精馏段、提馏段操作线，2塔操作线方程作图。 α β xα xβ xα xβ 1塔和2塔图解理论板数的起点分别是操作线上横坐标为 xα 、xβ的点。 分别作阶梯至xB1、xB2得各段理论板数。 α β xα xβ xα xβ A组分为水的两元非均相共沸精馏的图解法过程 设原料中两组分A、B，以A的摩尔分数表示物料组成，初始A为易挥发组分，且A为水。 两塔塔顶接近共沸组成的上升蒸汽经冷凝后在分层器分成两个液相α、β。 假设xAαxAβ 。 α相返回1塔作回流。 在1塔，由于A是易挥发组分，高纯度的B会从塔釜引出。 分层器中的β相送入2塔回流 。 此时B是易挥发组分，所以组分A-水是塔釜产品。 所以，2塔是水塔，可以直接水蒸气加热。