第三章汽液传质分离过程--公开课件（讲义）.ppt

上节内容回顾 萃取精馏过程的简化计算 两元非均相共沸精馏的应用 是从水溶液中分离和回收某些有机物质的简单有效方法。 有时，仅要求分离出一个纯产品，可采用单塔流程。 如丁二烯中饱和水的脱除。 此时，塔釜中得到的是脱水干燥后的有机物， 塔顶出丁二烯-水混合物，经冷凝分层后，有机相回流。 水相中有机物含量少，所以可不设2塔回收有机物，而以废水形式排放。 对于形成二元均相最低共沸物的系统， 降低分层器温度，或者降低操作压力，使冷凝液出现液液分层情况， 也可按非均相共沸精馏处理。 2、两元非均相共沸精馏的图解法 两元非均相共沸精馏的图解法，对于恒摩尔流情况，计算结果是准确的； 对于非恒摩尔流情况，计算结果欠佳，可作为ASPEN PLUS软件严格计算的初值。 1)单相回流图解法 对两塔进行总的物料衡算： 已知，1塔进料，F，xF，分离要求xB1、xB2。 解得： 图解法过程 假设1塔精馏段气相流量为V1液相流量为L1。 在1塔精馏段的第n块塔板及2塔釜出口之间作物料横算： 所以得1塔精馏段操作线方程： 在1塔提馏段的第n块塔板及1塔塔釜出口之间作物料横算： 所以得1塔提馏段操作线方程： 假设1塔提馏段气相流量为V1’液相流量为L1’。 2塔，塔顶进料，所以只有提馏段。 假设2塔气相流量为V2’液相流量为L2’。 得2塔操作线方程： 根据相平衡曲线，1塔精馏段、提馏段操作线，2塔操作线方程作图。 α β xα xβ xα xβ 1塔和2塔图解理论板数的起点分别是操作线上横坐标为 xα 、xβ的点。 分别作阶梯至xB1、xB2得各段理论板数。 α β xα xβ xα xβ A组分为水的两元非均相共沸精馏的图解法过程 设原料中两组分A、B，以A的摩尔分数表示物料组成，初始A为易挥发组分，且A为水。 两塔塔顶接近共沸组成的上升蒸汽经冷凝后在分层器分成两个液相α、β。 假设xAαxAβ 。 α相返回1塔作回流。 在1塔，由于A是易挥发组分，高纯度的B会从塔釜引出。 分层器中的β相送入2塔回流 。 此时B是易挥发组分，所以组分A-水是塔釜产品。 所以，2塔是水塔，可以直接水蒸气加热。 假设1塔精馏段气相流量为V1液相流量为L1。 在1塔精馏段的第n块塔板及2塔釜出口之间作物料横算： 所以得1塔精馏段操作线方程： 物料衡算时，二塔塔釜多了一项水蒸气流量S。 若 xF xα xβ ，则应在1塔进料 3.3.2 共沸精馏 共沸物（恒沸物）： 定压下，加热蒸发溶液，从始到终x、y、T不变的溶液。 共沸点（恒沸点）： 共沸时的温度。 共沸物分类： 一个汽相，一个液相， —均相共沸物 一个汽相，多个液相， —非均相共沸物 根据相态： 根据蒸汽总压对理想状态的偏差程度: 若溶液的蒸气压对理想溶液发生正偏差, 并且是具有最大 正偏差的系统， 则形成最低恒沸物。 若溶液的蒸气压对理想溶液发生负偏差, 并且是具有最大 负偏差的系统， 则形成最高恒沸物。 共沸物特点： 1）当P不变时，共沸组成（共沸点）一定，Tb=Td，汽化过程中温度T不变； 2）在泡点线和露点线交点，汽化时组成不变，α＝ 1 ； 3）共沸物体系特殊在共沸点，用普通精馏的方法不能通过共沸点，但在共沸点两侧仍有分离作用。 科诺瓦洛夫定律： P～x曲线极值点，对应于汽液平衡相，组成相等。