传质与分离工程精品教学-蒸馏.pdf

第一章 蒸 馏 本章主要内容 1.蒸馏的基本原理 2.常用的蒸馏方法，运用相关的基本理论 和方法描述蒸馏过程。 3.精馏主要设计变量或操作条件与分离过 程关系。 4.选择适宜设计变量或操作参数，进行精 馏塔设计和实际精馏过程的分析诊断。 概述 一、 蒸馏的应用 液体产品的精制 汽油 苯 煤油 石油 煤焦油 甲苯 柴油 二甲苯等 其他油品 蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是 传质过程中最重要的单元操作之一 二、蒸馏分离的目的和依据 目的 对液体混合物的分离，提取或回收 有用组分。 依据 混合液中各组分在热能驱动下，具 有不同的挥发能力，使得各组分在气液两 相中的组成之比发生改变，即易挥发组分 （轻组分）在气相中增浓，难挥发组分 （重组分）在液相中得到浓缩。 液体混合物 乙醇 （沸点78℃） 易挥发组分或轻组分 （A ） 水 （沸点100 ℃） 难挥发组分或重组分 （B） 加热 气相：y A, y B 冷凝 液相 液体混合物 部分汽化 液相：xA, xB 必有： y A xA, y B xB 三、蒸馏过程的分类 简单蒸馏 按蒸馏方式 平衡蒸馏 精馏 双组分蒸馏 按物系的组分数 多组分蒸馏 常压蒸馏 按操作压力 加压蒸馏 减压(真空)蒸馏 四、研究基本方法 气液相平衡关系。 对过程进行物料和热量衡算，关联流入与流出的 物流及能流之间关系及塔内级间物流、能流的关 系，进而确定给定条件下完成分离要求所需的理 论板数，塔内物流流量、组成的分布。 通过严格的模拟计算还可获得温度、物流性质等 分布，为精馏塔设计提供工艺条件及数据。 第一节 溶液气液相平衡 1.1.1 基本概念 a. 相律 • F = C – Φ + 2 F －系统的自由度 C－组分数 Φ－相数 2 －影响平衡的温度T和压力P 对于蒸馏过程，C=2；Φ=2；F = 2 - 2 + 2 = 2 在t、P、x(或y) 中任意选定两个参数，平衡物系的状 态就被唯一地确定了。而通常认为蒸馏是在恒压下进 行的，此时系统的自由度数仅为1，即仅有一个独立变 量。 气液平衡关系实际上就是：一定压强下的t-x