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分 离 过 程 第3章 多组分精馏和特殊精馏 主要内容及要求： 深入理解多组分精馏过程，会分析； 掌握多组分精馏的简捷计算方法； 掌握萃取精馏和共沸精馏的原理和过程分析。 精馏塔中的平衡级就是一简单绝热闪蒸级。 第3章 多组分精馏和特殊精馏 3.1 多组分精馏过程 3.2 萃取精馏和共沸精馏 3.3 反应精馏 3.4 加盐精馏 3.1 多组分精馏过程 3.1.1 多组分精馏过程分析 对于两组分精馏，指定馏出液中一个组分的浓度，就确定了馏出液的全部组成；指定釜液中一个组分的浓度，也就确定了釜液的全部组成。 根据组分是否在精馏塔的两端都出现，可分为分配组分和非分配组分。 二、多组分精馏过程特性 二组分精馏实例：苯－甲苯 三组分精馏实例：苯(LK)－甲苯(HK)－异丙苯 四组分精馏实例：苯－甲苯(LK)－二甲苯(HK)-异丙苯 多组分精馏与二组分精馏在含量分布上的区别： 精馏过程的内在规律： 3.1.2 最小回流比（Rm） 多组分精馏中的恒浓区 （2）重组分为非分配组分，轻组分为分配组分： （4）轻、重组分均为分配组分： 计算最小回流比的Underwood（恩德伍德）公式： Underwood（恩德伍德）公式中参数的含义： 3.1.3 最少理论板数（Nm）和组分分配 计算最少理论板数的Fenske（芬斯克）方程： 因此： 再由相平衡关系可得： 定义?AB为相对挥发度的几何平均值： 几点说明： 3、方程的变形形式： 4、Fenske方程既可用于二组分精馏，也可用于多组分 精馏。 分离要求的给出形式： p103例［3-2］和例［3-3］ 作业：p163 第7题 3.1.4 实际回流比和理论板数 图3-9 Gilliland图 图3-10 Erbar-Mddox 适宜进料板位置的确定原则： 3.1.5 多组分精馏的简捷计算方法 3.2 萃取精馏和共沸精馏 3.2.1 萃取精馏 二、萃取精馏的原理和溶剂的选择 代入相对挥发度的表达式，可得有溶剂存在下组分1和2间的相对挥发度： 若（p1S/p2S）与温度关系不大，x1=x1’，则： （2）溶剂的选择 三、萃取精馏过程分析 以l 代表液相中原溶液组分之流率，以v 代表汽相中原溶液组分之流率，即： 比较（3-29)式和（3-32）式： 对溶剂作物料衡算： 萃取精馏中，溶剂沸点高，溶剂量大，下流过程中溶剂温升会冷凝一定量的上升蒸汽，使塔内流率发生明显变化。 精馏段的汽相流率： （2）塔内溶剂含量分布 表示了溶剂含量与溶剂加入量、溶剂对非溶剂的相对挥发度以及塔板间液相流率的关系。 分析：将塔分为四部分 四、萃取精馏过程的计算 五、萃取精馏实例 3.2.2 共沸精馏 一、共沸物的特性与其组成的计算 即： 或 ——计算方程 （2）非均相二元共沸物 2、三元系 二、共沸剂的选择 三、共沸精馏流程 （二）二元非均相共沸物的精馏 （三）其他 四、共沸精馏的计算 五、共沸精馏实例 六、共沸精馏与萃取精馏比较 第3章 完谢谢！ 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加共沸剂便可实现二组分的完全分离。 图3-33 分离非均相共沸物的流程 均相共沸物需要用萃取等方法来分离。 为了得到高纯的塔底产品，采用稍过量的共沸剂，再增加一个溶剂回收塔，往往是一个行之有效的方法。 有了实际回流比和最少理论板数，求实际理论板数常用的经验方法有： Gilliland图、Erbar-Maddox图。 用Underwood方程求出Rm 后，实际回流比R一般取作1.30Rm。 适用于相对挥发度变化不大的情况 适用于非理想性较大的情况 在操作回流比下精馏段与提馏段理论板数之比等与在全回流下用Fenske方程分别计算得到的精馏段与提馏段理论板数之比。 p109 例［3-4］ 精馏简捷计算 ——FUG法 Fenske Nm Underwood Rm Gilliland R、N 开始 指定进料条件 指定两个关键组分的分离程度 估计非关键组分的分离情况 决定精馏塔操作压力和冷凝器类型 在塔压下作闪蒸计算 计算最少理论板数和非关键组分的分离程度 计算值与估计值是否接近 对于指定的实际回流比（RRm） 计算实际理论板数N 计算最小回流比Rm yes 计算进料级位置 计算热负荷 结束 no （泡、露点计算） （绝热闪蒸计算） （Underwood eq.） （R=1.1～1.5Rm，Gilland图） （Kirkbride eq.） （能量衡算 eq.） （Fenske eq.） 多组分精馏的FUG法计算框图 特殊精馏 当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或是