师范类《化工基础》PPT课件 CH6 精馏.ppt

第六章 精 馏 第六章 精 馏 第一节 精馏原理 第二节 简单蒸馏 第三节 连续精馏 第四节 连续精馏理论塔板数的计算 第五节 板式塔 2、（t-x-y）相图 3 、气液相平衡图（x-y图） 沸点--组成（t-x-y)图 t—x—y 图 x-y图 三、挥发度及相对挥发度 四、 双组分非理想溶液 1、具有正偏差的体系 第二节 简单蒸馏 二、平衡蒸馏（闪蒸） 一、 精馏原理 二、精馏塔中物相组成的变化 x1 ＞ x2 ＞ x3 ＞ x4 t4＞ t3＞ t2＞ t1 四、精馏塔的精馏过程 馏出液 回馏液 全凝器 再沸器 加料板 精馏段 提馏段 ①、精馏塔组成： 各组分的摩尔潜热相同； 因温度不同，气液接触交 换的显热可忽略； 保温良好。 二、精馏段操作线方程 三、提馏段操作线方程 逐板计算法 xD = y1 五、图解法求理论板数 在直角坐标系上绘出待分离混合液的x-y相平衡曲线及对角线y=x； 在x轴上作垂线x=xD与对角线相交于a，再按精馏段操作线的截距xD /（R+1），在y轴上 定出点b。连接ab，得精馏段操作线。 在x轴上作垂线x=xf与精馏段操作线ab交于点d。再在x轴上作垂线x=xw与对角线相交于c，再将点c与点d相连得提留段操作线cd。 从点a开始，在操作线与平衡线之间绘出水平线与垂线组成的阶梯。每一个阶梯，代表一层理论板，梯级总数即为理论板总层数。 六、回流比的影响与选择 七、捷算法求理论塔板数 →计算Nm 3、适宜回流比选择 芬斯克-吉利兰特（Fenske-Gilliand)估算法 1、求全回流下的理论塔板数NM 对于理想体系： 则： 全回流时操作线： 则： 其中： 代入： 两边取对数： 对于精馏段： α取塔两端的平均值。 2、求最小回流比RM 对理想体系： 其中： 3、求理论塔板数N 吉利兰特图 与 曲线 Rm → R → 横坐标 →作垂线 →交点 →水平线 →交纵坐 →N 例：苯-甲苯体系的平均挥发度为2.45 ，若xf=0.5，xd=0.95， xw = 0.05，R=2，试用捷算法求理论塔板数。 解：先求最小回流比： 则： 查图得： 其中 若只计算精馏段： 捷算法的结果与前面逐板计算的基本一致。 捷算法适合泡点进料的理想或接近理想的体系。 捷算法有一定误差，可作预算或概算用。 计算结果：总的理论塔板12块，在第六块进料。 1、单板效率(莫弗里板效率) (1) 气相莫弗里板效率(EMG) (2) 液相莫弗里板效率(EML) 八、实际塔板数和板效率 实际塔板数：因为实际塔板上不能达到平衡状态，故 实际所需塔板数总是大于理论塔板数。 2、全塔板效率 全塔效率通常在(0.2~0.8); 双组分混合液多在(0.5~0.7) 作业: 9，13，18，19，20，21，22 第五节 板式塔 板式塔 泡罩塔、伞帽塔 浮阀塔 筛板塔 舌形塔 浮舌塔 浮动喷塔 斜孔塔 筛孔塔 栅板塔 鼓泡塔 喷射塔 穿流塔 有降液管 无降液管 一、泡罩塔 1、结构 塔板、溢流堰、降液管 升气管、泡罩 2、特点 优点：操作稳定，升气管使泡罩塔板低气速下也不致产生严重的漏液现象，故弹性大。 缺点：结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低。 泡罩塔 泡罩直径： Φ80 Φ100 Φ150 泡罩塔操作 液量过小 气体直接排开液体上升 液量过大 液体从泡罩升气管流下（倾流） 气量过小 脉冲鼓泡 气量过大 雾沫夹带 气、液量均很大 液泛 1、操作弹性大，在气、液负荷波动较大时仍能保持较恒定的塔板效率。 2、对物料适应性强，塔板不易堵塞。 泡罩塔优点 1、结构复杂，金属耗量大，造价高，安装和维修不方便。 2、气体压力降大，雾沫夹带较严重，因此限制了气速的提高，生产能力不大。 3、不好操作，液体或蒸汽流量很小时，会形成气液接触不良或蒸汽流动的脉动；反之会形成雾沫夹带、液泛等。 泡罩塔缺点 二、浮阀塔 浮阀结构（F1） 三阀脚：导向、保持位置 控制最大开度。 三定距片：控制静开度。 无升气管。 园形、直径48mm 重阀33克，轻阀25克 特点 生产能力大：比泡罩塔提高20~30% 操作弹性大：7~9（泡罩塔4~5，筛板塔2~3） 液面差小，气体分布均匀，阻力小，可用于减压精馏。 结构简单，易安装检修，造价低。 浮阀塔 轻阀—δ=1.5mm，重约25g。 重阀—δ=2.0mm，重约33g。 δmin δmax 定距片 锐边 阀脚 1、结构紧凑，生产能力大，比泡罩塔提高20-40%。 2、蒸汽以水平方向吹入液层，阻力小，气液接触时间长且接触状况良好，故雾沫夹