共沸精馏0614.ppt

例 1 求总压为86.659kPa时，氯仿－乙醇共沸组成与共沸温度。已知： 三、共沸精馏流程 NRTL（three-constant）: ?, b12, b21 are specific to a pair of species 优点：适用于二元和多元气液平衡和液液平衡体系（特别是含水体系）。 缺点：需要三个参数。 Activity Models for Binary Systems UNIQUAC（two-constant）: Universal Quasichemical 优点：两参数方程，仅需二元参数和纯组分数据即可估算多元气液平衡和液液平衡，特别适用于分子大小相差悬殊的混合物。 缺点：表达式复杂。 Activity Models for Binary Systems * * * * * * * * * * * * * * * 3.3.2 共沸精馏Azeotropic Distillation * 一、共沸物 二、共沸精馏流程 三、共沸剂的选择 四、共沸精馏的计算 五、共沸精馏与萃取精馏比较 与萃取精馏基本相同，不同之处是共沸剂（夹带剂，携带剂）在影响原溶液组分的相对挥发度的同时，还要与原溶液中一个或多个组分形成共沸物。 * 共沸物类型： 均相共沸物和非均相共沸物 二元共沸物、三元共沸物…… 1.1 共沸物特征 * 1.2 共沸物组成的计算 1.2.1 二元共沸物 （1）二元均相共沸物 系统压力不高时，汽相视为理想气体： 共沸点处： 即： 或 ——计算方程 ？已知总压P，如何求共沸组成x和共沸温度T 4）代入： ——校核方程 1）假定T； 2）计算P1S和P2S； 3）由?1＝f(x1,T,P)、?2＝f(x1,T,P)和?1/?2= P1S/P1S计算x1； 5）如上式成立，则结束计算，如不成立，则假定新的T， 继续试差计算。 * （2）二元非均相共沸物 除考虑汽液平衡外，还要考虑液液平衡。 在共沸点，一个气相和两个液相成平衡。 联立求解上述三式，可得到共沸温度（共沸压力）和液相组成。 计算方程： 校核方程： A L L1+L2 t x (y) B V L+V L+V 液—液平衡 * 2、三元系 计算方程： 校核方程： p45页2.6共沸系统 * Azeotropic distillation Without a solvent With a solvent Pressure-swing distillation Heterogeneous azeotropic distillation Homogeneous azeotropic distillation Heterogeneous azeotropic distillation 二、共沸精馏流程 * 按是否加入共沸剂可分为： 不加共沸剂 变压共沸精馏 设有分层器的二元非均相共沸精馏 加入共沸剂 均相共沸精馏 非均相共沸精馏 * Case 1：不加溶剂（共沸剂） 1-1 设有分层器的二元非均相共沸精馏 原理 若形成非均相共沸物，塔顶得到共沸物经冷凝分层变成两个组成不同的液相，两液相组成偏离共沸组成，则可以不加共沸剂采用两个塔联合操作便可获得两个纯产品，完成混合物的分离。 * 冷凝器 分层器 ?相 ?相 A，B B A 进料位置： （1）xFxαxβ，在1塔进料； （2）xFxβ，在2塔进料； （3）xαxFxβ，分层器进料。 xAαxAβ * 实例：正丁醇-水二元非均相共沸体系 * 1-2 变压（双压）共沸精馏 原理 压力变化明显影响共沸组成，即同一物系的共沸温度和组成随压力的不同而异，压力上升时，共沸组成向摩尔汽化潜热大的组分移动。 （一）双压精馏 如果压力变化明显影响共沸组成，则采用两不同压力操作的双塔流程，可实现二元共沸物完全分离。 图3-31 双压精馏流程 （1）进料中甲乙酮含量xF65% 低 压 塔 高 压 塔 50% 65% 65％ 水 甲乙酮 先低压后高压 实例：甲乙酮－水共沸体系的变压精馏分离 * Case 2：加入共沸剂 （一）原理 在待分离溶液中加入共沸剂（或称夹带剂），使其与溶液中的一个或两个组分形成共沸物，以增大待分离组分间的相对挥发度而使分离易于进行。 与萃取精馏原理基本相同，不同之处是共沸剂在影响原溶液组分的相对挥发度的同时，还要与原溶液中一个或多个组分形成共沸物。 * 共沸剂可能与原溶液的组分形成一个或两个共沸物，也可能形成三元共沸物，且又可有均相和非均相共沸物之分。 通常，加入的质量分离剂与被分离系统中