第9章：蒸馏.ppt

定性分析方法 9.6 精馏塔的操作型问题 1. 分析： 9.6 精馏塔的操作型问题 9.6 精馏塔的操作型问题 9.6 精馏塔的操作型问题 3. 9.6 精馏塔的操作型问题 4. 理论上，可以用温度来表示混合物的组成。 9.6.2 精馏塔的温度分布和灵敏板 A B 操作方式：1）恒定回流比 2）恒定xD ,R↑ 应用场合： 小批量、多品种的生产； 多组分混合物的初步分离。 9.7 间歇精馏 间歇过程的特点： （1）过程非定态 （2）无提馏段，获得 xD,xW 一定的产品，能耗大于连续精馏 适用于：具有恒沸点的物系 相对挥发度接近于1的物系 基本原理： 在被分离溶液中加入第三组分，改变各组分间的相对挥发度。 9.8 特殊精馏 常用方法： 恒沸精馏 萃取精馏 9.8.1 恒沸精馏 加入的第三组分能和原溶液中的一种组分形成最低恒沸物，从塔顶馏出。 挟带剂的选择原则： 能与被分离组分之一（或两个）形成最低恒沸物，挟带其中含量较少的组分，且该恒沸物易于和塔底组分分离； 形成的最低恒沸物应易于分离，以回收其中的挟带剂； 形成恒沸物中挟带剂的组成要小，以减少操作费用。 9.8.1 恒沸精馏 恒沸精馏的问题： 1）性能良好的挟带剂比较难找； 2）挟带剂以汽相状态将组分带出，能耗较大。 体系 挟带剂 乙醇－水 苯、戊烷、三氮乙稀 苯－环己烷 丙酮、甲醇 水－醋酸 异丙醚 恒沸精馏实例 9.8.1 恒沸精馏 9.8.2 萃取精馏 加入的第三组分仅改变组分间的相对挥发度，随重组分从塔底排出。 萃取剂的选择原则： 选择性高； 挥发性小，且不与原溶液组分形成恒沸物； 与原溶液互溶度大，不分层。 萃取精馏的实例 体系 萃取剂 乙醇－水 乙二醇、甘油 甲醇－异辛烷 苯酚 甲醇－醋酸甲酯 水 甲醇－丙酮 水 异丁烷－丁稀－1 糠醛 9.8.2 萃取精馏 ①萃取剂的选择范围广。②萃取精馏能耗较少。③萃取剂的加入量可在较大范围内变化，操作控制容易。但萃取剂必须不断地由塔顶加入，故萃取精馏不能简单地用于间歇操作，而恒沸精馏则无此限制。④恒沸精馏时的操作温度一般比萃取精馏的低，故适用于分离热敏性物料。 恒沸精馏与萃取精馏的比较： 9.8.2 萃取精馏 * 加名称 特点： 9.4 双组分连续精馏塔的计算 y1 xD 4.9.1 全回流和最少理论塔板数 操作线的斜率和截距分别为： 操作线方程为： 含再沸器 仅适用于理想溶液 Fenske方程： 注： 所需理论板数最少 9.4 双组分连续精馏塔的计算 4.9.1 全回流和最少理论塔板数 挟点 9.4 双组分连续精馏塔的计算 4.9.2 最小回流比 相同物系，分离要求一定，q越小，Rmin越大； 相同物系，xF及q一定，xD越大，Rmin越大。 汽液混合物进料 求出的 x，y 既是进料中汽液组成，也是求Rmin中的 最小回流比 三种特殊的进料状态 最小回流比 2. 泡点进料（q=1) 3. 露点进料（q=0) 三种特殊的进料状态 特殊体系的 Rmin 最小回流比 4.9.3 适宜回流比的选择 9.4 双组分连续精馏塔的计算 进料热状况的影响 4.10 加料状态的选择 4.10 加料状态的选择 NT与 NTmin 均含再沸器 依设计条件计算 Rmin，R 由Fenske 方程计算 Nmin 计算 由图查得 →NT 4.11 理论板数的捷算法 该简捷法也可求精馏段或提馏段理论板数或进料位置 如精馏段NTR：NTminR，xW→ xF ，α→αR NTR＝N－1 (减去进料板) 4.11 理论板数的捷算法 气相默弗里效率： 液相默弗里效率： 1 全塔效率 2 默弗里板效率 4.12 塔板效率 应用背景： 9.5 双组分精馏过程的其它类型 9.5.1 直接蒸汽加热 直接蒸汽加热的意义 省掉再沸器，减少设备费 ； 提高加热蒸汽利用率，节约能耗，减少操作费。 待分离的物系为水溶液； 水为难挥发组分。 全塔物料衡算： 9.5.1 直接蒸汽加热 9.5.1 直接蒸汽加热 提馏段操作线方程 特点：过点（xW，0），（xq，yq） ∴ 也可由两点法求： 9.5.1 直接蒸汽加热 9.5.1 直接蒸汽加热 9.5.1 直接蒸汽加热 9.5.2 提馏塔 特点： 塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流； 只有提馏段，而没有精馏段。 物系在低浓度下的相对挥发度较大， 无精馏段也可达到希望的馏出液组成； 回收稀溶液中的轻组分。 应用背景： 9.5.2 提馏塔 操作线方程（与一般精馏塔提馏段操