第七章-蒸馏.ppt

7.2 双组分溶液的气液相平衡 7.2.2 两组分理想物系的气液平衡 7.2.3 相图 7.2.4 挥发度和相对挥发度 7.2.5 非理想溶液 非理想溶液 7.4 精馏 7.5 二元精馏的其他类型 7.8 间歇蒸馏（分批蒸馏） 7.9 特殊蒸馏 7.6.4 复杂塔 复杂塔指有多股进料和多股侧线采出的塔。 操作线的数目=进出料股数-1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ F2, xF2, q2 D, xD W, xW F1, xF1, q1 两股进料 （1）多股进料 两种成分相同但浓度不同的料液可在不同位置加入塔内进行分离，不能混合后再一股进料，为什么？混合是分离的逆过程，对分离不利。 下面以两股进料为例进行说明。 Ⅰ Ⅲ Ⅱ F2, xF2, q2 D, xD W, xW F1, xF1, q1 两股进料 全塔物料衡算：F1 + F2 = D + W 易挥发组分衡算： F1 xF1+ F2 xF2 = DxD + W xW 塔顶易挥发组分回收率： 操作线： Ⅱ段： 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅰ段： 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅲ段： q线： Rmin：挟点对理想溶液可能出现在q1或q2线与平衡线的交点上（各段操作线斜率：ⅢⅡⅠ），对高度非理想溶液可能出现在其他位置。 （2）侧线出料 Ⅰ Ⅲ Ⅱ F, xF, q D1, xD1 D2, xD2 W, xW 全塔物料衡算：F= D1 + D2 + W 易挥发组分衡算： F xF= D1xD1+ D2xD2 + W xW 塔顶易挥发组分回收率： 操作线： Ⅰ段： Ⅱ段： 泡点采出： Ⅲ段： 泡点采出： q 线： Rmin：挟点对理想溶液可能出现在q线与平衡线的交点上（第一段斜率大于第二段斜率），对高度非理想溶液可能出现在其他位置。 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ 泡点采出 0 1 1 Ⅰ Ⅲ Ⅱ 饱和蒸汽采出 7.6 二元连续精馏过程的节能 7.6.1 精馏过程的有效能分析 （1）热量衡算 假设：（1）泡点进料，忽略原料液与出 料间温差； （2）忽略热损失。 则： QB= QR， Ql= 0， QF= QD+ QW QF Ql QR QD QW QB 图9-26 精 馏 塔 热量衡算 （2）热量的有效能 卡诺循环有效能：EX = Q（1-T0/T） 对塔釜有效能： EXB = QB（1-T0/TB） 塔顶有效能： EXR = QR（1-T0/TR） 精馏过程的有效能损失为 ： EX损 = EXB – EXR= Q（ T0/TR- T0/TB ） 所以精馏过程采取节能措施，必须减小有效能损失。 7.7.2 精馏过程的节能措施 （1）降低精馏热负荷Q Q= QR=VrD=(R+1)DrD 可通过降低蒸发量，减小回流比R，减小有效能损失，但塔板数增加。 Q= QB=V’rB=[(R+1)D-(1-q)F]rB 可将进料改为气相进料，使塔釜蒸发量下降，降低塔釜热负荷，减小有效能损失。 （2）减小塔顶与塔釜间温差 温差越大，则有效能损失越大，缩小塔顶与塔釜温差主要方法有：①降低塔板压降；②设置中间再沸器或冷凝器。 （3）余热回收 ①利用塔釜产品、塔顶产品、冷却水预热原料液； ②直接利用塔顶蒸汽预热原料液； ③冷却水及塔釜产品闪蒸，作为低温热源； ④塔顶蒸汽经热泵压缩作为塔釜加热蒸汽，热泵精馏； ⑤塔顶蒸汽作为另一低压精馏塔的加热热源，多效精馏（双效节能50%，三效节能75%）； ⑥热偶精馏（用于多组分、多塔精馏，与常规精馏相比节能20~40%）。 （4）复合精馏系统 当精馏分析要求高、难分离时采用多塔精馏能耗高，这时可采用复合精馏系统如：精馏—吸附、精馏—膜分离系统 ①精馏—吸附：无水乙醇 ②精馏—膜分离：适用于共沸物脱水（工业化），如异丙醇、丙酮、醋酸乙烯脱水等，由于膜通量较小，处理能力小，适用于中、小企业。 7.7 操作型计算 理论塔板数N=4及α、xF、xD、xW、q已知，要求计算满足该分离要求所需的操作回流比；则先估计回流比，求出理论塔板数与已知的理论塔板数比较，若不相等则改变回流比重新计算，直至相等为止；故操作型计算须采用试差法。 N=5 R太小 N=3.3 R太大 N=4 R合适 7.7.1 操作型问题分析 （1）回流比