8精细化工过程与设备-第七章-蒸馏与精馏.pptVIP

精细化工过程与设备 授课教师 张大德代 第七章 蒸馏与精馏 在精细化工生产中，使用的原料或粗产品多是由若干组分组成的液体混合物，经常需要将它们进行一定程度的分离，以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离方法很多，精馏是其中常用的一种。 §7.1 蒸馏和精馏的操作流程 蒸馏操作的依据是利用液体混合物中各组分挥发能力的差异（即在相同温度下各组分饱和蒸汽压的差异），在热能驱动下，使液体混合物形成气液两相，气液两相在互相接触中传热、传质，结果易挥发组分在气相中增浓，难挥发组分在液相中浓缩，从而实现液体混合物的分离。各组分间挥发能力的差异越大，越容易分离。 在化学工业中，蒸馏是分离液体均相混合物的重要单元操作之一，通过蒸馏可以达到提纯或回收组分的目的。 第七章 蒸馏与精馏 工业蒸馏过程有多种分类方法。 （1）按操作方法分类：简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏、特殊精馏。 平衡蒸馏和简单蒸馏常用于混合物中各组分的挥发度相差较大，对分离要求又不高的场合；精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，它是应用最广泛的蒸馏方式。如果混合物中各组分的挥发度相差很小(相对挥发度接近于1)或形成恒沸液时，则应采用特殊精馏。若精馏时混合液组分间发生化学反应，称反应精馏，这是将化学反应与分离操作耦合的新型操作过程。对于含有高沸点杂质的混合液，若它与水互不相溶，可采用水蒸气蒸馏，从而降低操作温度。对于热敏性混合液，则可采用高真空下操作的分子蒸馏。 第七章 蒸馏与精馏 （2）按操作流程分类：间隙蒸馏、连续蒸馏。 间歇蒸馏主要应用于小规模、多品种或某些有特殊要求的场合，工业中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏为非稳态操作，连续蒸馏一般为稳态操作。 （3）按操作压力分类：常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏。 常压下为气态(如空气、石油气)或常压下泡点为室温的混合物，常采用加压蒸馏；常压下，泡点为室温至150℃左右的混合液,一般采用常压蒸馏；对于常压下泡点较高(一般高于150℃)或热敏性混合物(高温下易发生分解，聚合等变质现象)，宜采用真空蒸馏，以降低操作温度。 所谓泡点是指液体在恒定的外压下，加热至开始出现第一个气泡时的温度。露点是指气体冷却时，开始凝聚出第一个液滴时的温度。 第七章 蒸馏与精馏 （4）按组分数目分类：双组分蒸馏、多组分蒸馏。 工业生产中，绝大多数为多组分精馏，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些，因此常以两组分精馏为基础。 工业上应用最广泛的是多组分的常压连续精馏。 第七章 蒸馏与精馏 一，简单蒸馏操作流程 简单蒸馏的流程简图如图7.1所示。操作时，原料一次性加到蒸馏釜1中，然后通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸汽经颈管进入冷凝器2中冷凝，冷凝液作为镏出液产品送入接收罐3中。随着蒸馏过程的进行，釜液中易挥发组分的含量不断降低，与之平衡的气相組成（即镏出液组成）也随之下降，釜中液体的泡点则逐渐升高。故需收集不同组成范围的镏出液。当镏出液平均组成或釜液组成下降到规定值后，停止蒸馏，将残液排出，重新加入原料液，开始下次操作。 简单蒸馏是一种间隙、单级整流操作，釜内及镏出液的含量不断变化，得不到纯组分，适用于沸点相差较大分离要求不高的混合液的粗略分离。 第七章 蒸馏与精馏 二，闪蒸（平衡蒸馏）操作流程 闪蒸是一种连续、稳态的单级蒸馏操作，其流程简图如图7.2所示。操作时，被分离的混合液先经加热器1升温，使料液的温度高于闪蒸塔3（又称分离器）内的压力下料液的泡点，然后通过减压阀2将压力减至规定值，由于压力降低使过热的液体混合物在进入闪蒸塔3后发生自蒸发，这时部分液体汽化。气相中含较多的易挥发组分，气相上升至塔顶冷凝器后全部被冷凝成塔顶产品，未气化的液相中难挥发组分含量较高，此液相从塔底排出，成为塔底产品。从而得到一定程度的分离。 闪急蒸馏可认为是绝热过程，汽化所需的潜热由物料本身的显热提供。因此，过程完成后系统的温度下降。 　　闪蒸生产能力大，产物含量不随时间变化。因受相平衡关系的制约，闪蒸的分离程度不高。工业上多用来对组分间沸点相差较大的液体混合物进行初分，如原油的稳定（脱除轻烃、硫化氢）、炼油过程的初分等。 第七章 蒸馏与精馏