15 两组分连续精馏的计算.doc

蒸馏 一．教学目的 通过本章学习，掌握两组分理想物系的气液平衡关系、平衡蒸馏与简单蒸馏、精馏的原理与流程和两组分连续精馏的基本计算方法；了解间歇精馏与特殊精馏过程。 二．教学内容 1.1 概述；1.2 两组分溶液的气液平衡；1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏；1.4 精馏原理和流程；1.5 两组分连续精馏的计算；1.6 间歇精馏；1.7 恒沸精馏和萃取精馏；1.8 多组分精馏（自学） 三．教学重点、难点及其处理 1重点： 两组分理想物系的汽液平衡关系 蒸馏过程的原理 两组分连续精馏过程的计算（物料衡算与进料热状况的影响、理论板层数的计算与回流比的影响、塔板效率） 2难点： 进料热状况参数 的理解。 多侧线的精馏塔理论板层数的求解。 四．教学方法、手段 讲解、实物演示、照片、动画 五．课时安排 共14课时，各章节具体课时分配如下： 知识点1-1 授课学时数 2 自学学时数 4 知识点1-2 授课学时数 1 自学学时数 2 知识点1-3 授课学时数 1 自学学时数 2 知识点1-4 授课学时数 2 自学学时数 4 知识点1-5 授课学时数 4 自学学时数 6 知识点1-6 授课学时数 2 自学学时数 4 知识点1-7 授课学时数 1 自学学时数 2 知识点1-8 授课学时数 1 自学学时数 2 课程内容设计 1.1绪论 1.化工生产中的传质过程 混合物的分离是化工生产中的重要过程。混合物可分为非均相物系和均相物系。非均相物系的 分离主要依靠质点运动与流体流动原理实现分离，其分离方法有过滤、沉降等。（此处，复习非均 相物系的定义分类等。非均相物系：由具有不同物理性质（如尺寸、密度差别）的分散物质（分散 相）和连续介质（连续相）所组成的物系。显然，非均相物系中存在相界面，且界面两侧物料的性 质不同。根据连续相状态的不同，非均相混合物又可分为两种类型：气态非均物系，如含尘气体、 含雾气体；液态非均物系，如悬浮液、乳浊液、泡沫液等。对于非均相混合物，工业上一般采用机械分离方法将两相进行分离，即造成分散相和连续相之间的相对运动。 而化工生产中遇到的大多为均相混合物（均相物系），均相物系分离方法有蒸馏、吸收、萃取 及干燥等。均相物系：若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物。如溶液及混合气体属于此类。均相混合物组分的分离采用传质分离方法。 混合物分离的目的主要是提纯或回收有用组分。 均相物系的分离条件是必须造成一个两相物系，然后依据物系中不同组分间某种物性的差异， 使其中某个组分或某些组分从一相向另一相转移，以达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为 传质（分离）过程。 示例：空气和氨的分离 化工生产中的分离过程，总的来讲，可以分为平衡分离过程（气液传质过程、液液传质过程、气固传质过程和液固传质过程）和速率分离过程（膜分离和场分离）。 2.何为蒸馏 利用液体混合物中各组分挥发度的不同，通过加入热量或取走热量的方法，造成气液两相物 系，因而使易挥发组分在气相中浓集，难挥发组分在液相中浓集，从而使液体混合物的分离的一种 单元操作。 通常将沸点低（挥发度高）的组分称为易挥发组分(A)，而将沸点高（挥发度低）的组分称为 难挥发组分(B)。 3.蒸馏过程的应用 在化工生产过程中，常常需要将原料、中间产物或粗产物进行分离，以获得符合工艺要求的化工产品或中间产品。化工上常见的分离过程包括蒸馏、吸收、萃取、干燥及结晶等，其中蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作，应用最为广泛。例如将原油蒸馏可得到汽油、煤油、柴油及重油等；将混合芳烃蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等；将液态空气蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。蒸馏可用于液体、气体和固体混合物的分离。 4.蒸馏分离的特点 蒸馏是目前应用最广的一类液体混合物分离方法，其具有如下特点： (1) 通过蒸馏分离可以直接获得所需要的产品，而吸收、萃取等分离方法，由于有外加的溶 剂，需进一步使所提取的组分与外加组分再行分离，因而蒸馏操作流程通常较为简单。 (2) 蒸馏分离的适用范围广，它不仅可以分离液体混合物，而且可用于气态或固态混合物的分 离。例如，可将空气加压液化，再用精馏方法获得氧、氮等产品；再如，脂肪酸的混合物，可用加 热使其熔化，并在减压下建立汽液两相系统，用蒸馏方法进行分离。 (3) 蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离，而吸收、萃取等操作，只有当被提取组分浓度较 低时才比较经济。 (4) 蒸馏操作是通过对混合液加热建立汽液两相体系的，所得到的汽相还需要再冷凝液化。因 此，蒸馏操作耗能较大。蒸馏过程中的节能是个值得重视的问题。 5.蒸馏过程的分类 工业上，蒸馏操作可按以下方法分类：