化工原理(上下册一二版通用)-柴诚敬-下册21-22学时.pptVIP

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* * 第九章 蒸 馏 9.1 蒸馏过程概述 9.2 两组分溶液的气液平衡 9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 9.3.1 平衡蒸馏 9.3.2 简单蒸馏 一、简单蒸馏装置 原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化,产生的蒸汽进入冷凝器中冷凝,冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。在一批操作中,馏出液可分段收集,以得到不同组成的馏出液。 简单蒸馏为间歇、单级蒸馏操作。 微分 蒸馏 简单蒸馏 装置简图 1.蒸馏釜; 2.冷凝器; 3.接收器。 二、简单蒸馏的特点及其应用 1.简单蒸馏的特点 间歇操作过程 非稳态过程 单级过程,无塔段 2.简单蒸馏的应用场合 液体混合物的初步分离 测油品的沸程 ? 恩式蒸馏 某些料液的脱色 三、简单蒸馏过程的计算 简单蒸馏为非稳态过程。因此,简单蒸馏的计算应该进行微分衡算。 设在某瞬间τ 釜液量为nL,kmol 釜液组成为 x 经时间 釜液量为nL - dL,kmol 釜液组成为 x - dx 馏出量 dnD ,kmol 馏出组成为 y 总物料衡算 易挥发组分衡算 联立以上两式,并略去二阶无穷小量得 三、简单蒸馏过程的计算 设 积分 得 三、简单蒸馏过程的计算 简单蒸馏过程 物料衡算关系 初始时,釜液量为nF, 组成为xF 。 结束时,釜液量为nW,组成为xW。 设气液平衡关系为 积分,可得 三、简单蒸馏过程的计算 馏出液的平均组成可通过一批操作的物料衡算求得 联立得 三、简单蒸馏过程的计算 馏出液的 平均组成 第九章 蒸 馏 9.1 蒸馏过程概述 9.2 两组分溶液的汽液平衡 9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 9.4 精馏 ? 多级蒸馏过程 9.4.1 精馏原理 一、多次部分汽化和部分冷凝 平衡蒸馏 简单蒸馏 单级过程 精馏 多级过程 液体混合物的初步分离 进行一次部分汽化 比较 进行多次部分汽化和部分冷凝 实现液体混合物的完全分离 多次部分汽化和部分冷凝的 t- x- y 图 A B 二、板式塔内进行的精馏过程 上述的多次部分汽化和部分凝过程是在精馏塔内进行的。 精馏塔 板式塔 塔内装有若干层塔板 填料塔 塔内装有一定高度的填料层 √ 精馏塔模型 塔板上的操作情况 塔板操作分析 tn-1 tn tn+1 yn-1 yn yn+1 xn+1 xn xn-1 第九章 蒸 馏 9.1 蒸馏过程概述 9.2 两组分溶液的汽液平衡 9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 9.4.1 精馏原理 9.4.2 精馏操作流程 9.4 精馏 ? 多级蒸馏过程 一、连续精馏操作流程 化工生产以连续精馏为主。操作时,原料液连续地加入精馏塔内,连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(称为釜残液);部分液体被汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝,将部分冷凝液用泵(或借重力作用)送回塔顶作为回流液体,其余部分作为塔顶产品(称为馏出液)采出。 连续精馏装置示意图 精馏段 提馏段 1-精馏塔 2-再沸器 3-冷凝器 二、间歇精馏操作流程 与连续精馏不同之处是:原料液一次加入精馏釜中,因而间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段。在精馏过程中,精馏釜的釜液组成不断变化,在塔底上升蒸气量和塔顶回流液量恒定的条件下,馏出液的组成也逐渐降低。当釜液达到规定组成后,精馏操作即被停止。 间歇精馏装置示意图 1-精馏塔 2-再沸器 3-冷凝器 4-观察罩 5-储 槽 第九章 蒸 馏 9.1 蒸馏过程概述 9.2 两组分溶液的汽液平衡 9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.4 精馏 ? 多级蒸馏过程 一、理论板的假定 理论板的概念 用作衡量实际板分离效率的依据和标准。通常,在工程设计中,先求得理论板层数,再用塔板效率予以校正,即可求得实际塔板层数。 离开该板的气液两相互成平衡; 塔板上各处的液相组成均匀一致。 理论板提出的意义 1.恒摩尔气流 精馏段 提馏段 注意:两段上升的气相摩尔流量不一定相等 。 二、恒摩尔流的假定 精馏段中上升 气体摩尔流量 提馏段中上升 气体摩尔流量 2.恒摩尔液流 精馏段 提馏段 二、恒摩尔流假定 注意:两段下降的液相摩尔流量不一定相等 。 精馏段中下降 液体摩尔流量 提馏段中下降 液体摩尔流量 恒摩尔流动的假定成立的条件 恒摩尔流动虽是一项简化假设,但某

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