第10章蒸馏2.ppt

讨论： 1.平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相组成服从 * 化工原理－－2 0 1 0 §10. 2 蒸馏方式 一、简单蒸馏 1. 流程 2. 特点 ① 间歇、不稳定； ② 分离程度不高 蒸馏方式 yx， x 由xF 降至xE， 釜内溶液的沸点温度不断升高， y 随之不断降低。 t/?C x(y) 0 1.0 露点线 泡点线 xA yA xF 简单蒸馏是一个非稳态过程，并不简单！ 又名微分蒸馏 (differential distillation) 3. 原理 xE §10. 2 蒸馏方式 3个未知数 3．物料衡算 (1)宏观物料衡算： （2）微分物料衡算式： §10. 2 蒸馏方式 2个方程 Wx=(W-dW)(x-dx)+ydW 1个方程 又 §10. 2 蒸馏方式 若操作范围内平衡线可近似地看作直线 若平衡线为过原点的直线， 若平衡关系不能用简单的数学式表示，可以应用图解积分或数值积分。 §10. 2 蒸馏方式 2. 流程 二、平衡蒸馏 1. 定义 液体一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝，形成汽液两相，并达到平衡，然后将两相分开的蒸馏操作。 闪蒸是平衡蒸馏的典型应用。 3. 特点 ① 连续、稳定； ② 分离程度不高 §10. 2 蒸馏方式 4. §10. 2 蒸馏方式 原理 3个未知数 2个方程 5．平衡蒸馏的计算 §10. 2 蒸馏方式 定义： 液相分率 §10. 2 蒸馏方式 又 ——汽液相平衡组成的关系 在x-y图上 ，代表通过点（xF， xF）且斜率为 的直线。 两式联立求yD、xW 思考：在操作压力、原料相同的条件下(x1=xF)，若平衡蒸馏的操作温度与简单蒸馏的最终温度相同，则简单蒸馏与平衡蒸馏相比：分离效果如何？产品量孰大？ 答：简单蒸馏分离效果好， 但产量小。 简： 平： §10. 2 蒸馏方式 §10. 2 蒸馏方式 2. 蒸馏时各股物料和各组分还应满足 汽液相平衡关系， 这是蒸馏计算的基础。 故蒸馏计算最基本的两个关系就是汽液相平衡关系和物料衡算。 物料衡算关系。 3. 平衡蒸馏和简单蒸馏均不能实现高纯度的分离， 因为平衡蒸馏只经过一次部分汽化，简单蒸馏为间歇过程，顶部蒸汽组成随釜液组成的降低而降低，得不到高纯度的顶部产品，虽然可得到高纯度的底部产品，但其量很小。 三、平衡级和精馏原理 使不平衡的汽液两相（汽相温度高、液相温度低）经过足够长时间充分接触，离开时，汽液两相在传热、传质方面均达到了平衡 1．平衡级定义 又称接触级 x0 t0 L 饱和液相 饱和汽相 y0 T0 V T0 t0 y V? t x L? t B A (理论板） §10. 2 蒸馏方式 即汽、液两相的温度相同、组成互呈平衡 2．精馏原理及设备 （1）精馏原理 液体混合物经过多次部分汽化后可变为高纯度的 难挥发组分 §10. 2 蒸馏方式 A B §10. 2 蒸馏方式 汽体混和物经过多次部分泠凝后可变为高纯度的 易挥发组分 多次部分汽化和多次部分冷凝 （1）收率低； （2）设备庞杂， 能量消耗大。 精馏是多次部分汽化与多次部分冷凝的联合操作 §10. 2 蒸馏方式 平衡级 平衡级 平衡级 精馏是 经过多次平衡级过程，使物系实现高纯度分离的操作。 利用回流 手段， 进料 釜液 馏出液 精 馏 段 提 馏 段 冷凝器 再沸器 §10. 2 蒸馏方式 1）塔顶液相回流和塔釜上升蒸汽流是保证精馏过程 连续稳定操作的必要条件。 2）塔板——中间再沸器和中间部分冷凝器 易挥发组分由液相向汽相传递， 难挥发组分由汽相向液相传递 §10. 2 蒸馏方式 每板温度: ∴ Ex: 精馏塔精馏段内相邻两理论板，离开上板汽相的露点温度为t1，液相的泡点温度为t2，离开下板汽相的露点温度为t3，液相的泡点温度为t4，按从大到小的顺序将4个温度排列。 t4 t3 t2 t1 = = §10. 2 蒸馏方式 3）加料板的确定：当某板的浓度与原料液的浓度相同或相近时，原料液就由该板进入。 4）精馏：将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。 5）精馏是传质和传热的过程。其结果: A 气相部分冷凝, 使其中难挥发组分转入到液相中； B 气相冷凝放出潜热传给液相, 使其部分气化, 其中的部分易挥发组分转入到气相, 结果: xnxn-1, ynyn+1。 §10. 2 蒸馏方式 6）理论板: yn与xn服从气-