化工单元操作第二版第七章蒸馏.ppt

36 第七章　 蒸 馏 蒸馏过程的分类： 蒸馏与蒸发的区别： 在正常操作下，液相为连续相，汽相为分散相。 A表示易挥发组分， B表示难挥发组分； t-x-y图的绘制（苯-甲苯） t-x-y图的讨论： 2．汽－液相组成图（y-x图） 三、相对挥发度 若操作压力 不高， 根据道尔顿分压定律 讨论：（1）对于理想溶液，则： 第三节 简单蒸馏和精馏 二、精馏原理 塔板的作用：提供汽－液接触进行传热传质的场所。 （1）恒摩尔气流（气化） 若恒摩尔流动假设成立，则有1kmol蒸汽冷凝，同时就必须有1kmol的液体气化。 塔顶易挥发组分回收率： 精馏段操作线方程 （2）提馏段操作线方程 在稳定操作状态下，W、xw为定值，L`、V`为常数，故提馏段操作线也为一条 (e)过热蒸汽：V V’ L’L 则： L’=L+qF V=V’+(1-q)F 逐板计算法通常是从塔顶(或塔底)开始，交替使用气-液相平衡方程和操作线 所以 进行逐板计算，直至计算到 为止。因再沸器相当于一块理论板，故提馏段 ②依照前面介绍的方法作精馏段的操作线ac，q线ef，提馏段操作线bd。 图解法较为简单，且直观形象，有利于对问题的了解和分析，目前在双组分连续精馏 它用汽相（或液相）经过一实际塔板时组成变化与经过一理论板时组成变化的比值来表示。 图7-18 精馏塔效率关联曲线  回流比有两个极限值，上限为全回流（即回流比为无穷大），下限为最小回流比， 操作线与 上的对角线重合，即  整理得 若饱和蒸汽进料,故 1．物料平衡的影响和制约 表现为釜温不合格，而顶温合格， 由于精馏塔分离能力不够引起产品不合格的表现为塔顶温度升高，塔釜温度降低。操作 进料温度低，使上升蒸汽的一部分冷凝成液体,增加了精馏塔提馏段的负担,使再沸器蒸 见对高纯度分离时，一般不能用测量塔顶温度来控制塔顶组成。 一、冷凝器的热量衡算 ——冷却介质的比热容，kJ/(㎏·℃)； 表中　 ——加热剂消耗量，kmol/h； 若对再沸器进行热量衡算（略），可得 第七节 板式塔 以防止液体从中漏下，泡罩底缘有很多齿缝浸入在板上液层中。操作时，液体通过降 造价高，气体通道曲折，造成塔板压降大，气体分布不均匀效率较低等。由于这些缺 筛板塔的结构较为简单，其结构如图7-23所示。塔板上设置降液管及溢流堰，并均 但在处理黏度大的物料方面，还不及泡罩塔可靠。 但操作稳定性差。因此，一般场合都采用重阀，只有在处理量大并且要求压强降低的 32 在操作线与平衡线间绘直角梯级，其跨度最大，所需的理论板数最少， 以 表示。 如图7-19所示。 全回流操作生产能力为零，因此对正常生产无实际意义。但在精馏操作的开工阶段 或在实验研究中，多采用全回流操作，这样便于过程的稳定和精馏设备性能的评比 2.最小回流比 对于一定的分离任务，若减小回流比，精馏段的斜率变小，两操作线的交点沿q线向平 衡线趋近，表示汽-液相的传质推动力减小，达到指定的分离程度所需的理论板数增多。当回 流比减小到某一数值时，两操作线的交点d落在平衡曲线上，如图7-20 所示，在平衡线和 操作线间绘梯级，需要无穷多的梯级才能达到d点，这是一种不可能达到的极限情况，相应 的回流比称为最小回流比，以 表示。 33 最小回流比可用作图法或解析法求得。 图7-20 最小回流比 （1）作图法　依据平衡曲线的形状不同，作图方法有所不同。对于理想溶液曲线，根 据图7-20（a），在最小回流比时，精馏段操作线的斜率为 34 对于不正常的平衡曲线，平衡线具有下凹部分。当两操作线的交点还未落到平衡线上之 前，操作线已与平衡线相切，如图7-20（b）、(c) 所示。此时达到分离要求，所需理论板数 为无穷多，故对应的回流比为最小回流比。这种情况下 的求法应根据精馏段操作线的斜 率求得 。 （2）解析法　当平衡曲线为正常情况，相对挥发度可取为常数（或取平均值）的理想 溶液，则 代入（7-37）式整理得 若泡点液