《化工原理 ---精馏课件》.ppt

6. 精馏;蒸馏：利用液体混合物各组分挥发度的不同，使其部分气化，从而达到分离的单元操作 易挥发组分：沸点低的组分，又称为轻组分 难挥发组分：沸点高的组分，又称为重组分 蒸馏的分类 按操作方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏 按组分数目分：双组分蒸馏及多组分蒸馏 按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏 按操作流程分：连续蒸馏和间歇蒸馏 ;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.1 理想溶液的气液相平衡;6.2 精馏原理;6.2.2 精馏原理 一次部分气化和部分冷凝 y1xFx1y1——加热原料液时产生的第一个 气泡的组成。x1——经过一次气化后原料剩下的液体的组成。;多次的部分气化和部分冷凝;有回流的多次部分汽化、冷凝; 涉及的主要问题： 全塔物料衡算、恒摩尔流假设、操作线方程 、q线方程、（最小）回流比 、适宜回流比 、（最少）理论塔板数、全塔效率、实际塔板数;6.3.1 全塔物料衡算 总物料： F=D+W 易挥发组分： F xF=D xD+W xw 应用见P263例7－1;6.3 双组分连续精馏塔的计算;6.6.3 操作线方程 研究相邻两块塔板 气液组成之间的关系 精馏段——操作方程 对精馏段作物料衡算 V=L+D V yn+1=L xn+ D xD;6.3 双组分连续精馏塔的计算;提馏段操作线方程对提馏段物料衡算 L’=V’+W L’ xn =V’ ym+1+ W xw; 由于提馏段下降液体量L’不易确定，所以提馏段操作线的实际应用价值不大。但提馏段操作线一定通过C点（xW，xW）（间接蒸汽加热方式） 操作线的应用举例详见教材P265 例 7－2、例 7－3;6.3.4 进料热状况——q 线方程 提馏段操作线不易确定，但可以通过两条操作线的交点（轨迹）来确定（两点一线） 精馏段操作线：V yn+1=L xn+ D xD…………………………A 提馏段操作线： L’ xn =V’ ym+1+ W xw……………………B 则交点轨迹：（V’－V）y＝（L’－L）x－（DxD＋WxW）… C 由全塔物料衡算： F xF=D xD+W xw ，（C）式为;对加料???作物料衡算 V’－V＝L’－L－F 令 则有： q 线方程，精馏段操作线和提馏段操作线的交点，但经过 点。 ;对加料板作热量衡算 F IF+V’IV ’ +LIL=VIV+L’IL’ ∵IV≈IV ’ ， IL≈IL ’（条件：恒摩尔流，加料板上） ∴ （V’－V） IV ＝（L’－L） IL －F IF 即 ;q值重要的物理意义 1)以1kmol/h进料为基准时，提馏段中的液体流量较精馏段中液体流量增大的kmol/h数； 2）对于饱和液体、气液混合物及饱和蒸气三种进料，q值与进料中的液相分率相等。;q值对进料的影响;不同 q值对应的 q线方程;不同q值对操作线的影响;6.3.5 NT及加料板位置的确定 NT：理论塔板数，即在一定的操作条件下，为实现分离工艺的要求，所需的气液平衡级数（每经过一次气液相平衡，气相浓度增加）。 理论加料板位置：当进料组成与塔内某处的气液组成相同，且在该处气液两相恰好处于平衡状态时，该处既对应着一块理论塔板，同时也是加料的恰当位置（实际上这样的位置尽管存在，但却很难确定，一般只能选择在相邻的两块塔板之间）。;NT计算的方法——逐板计算法、图解法和捷算法 重点掌握逐板计算法和图解法，二者实质是一 样的。;6.3 双组分连续精馏塔的计算;6.3 双组分连续精馏塔的计算;6.3 双组分连续精馏塔的计算;说明： 1 ） NT是指精馏塔所需的理论塔板数，其数值必须指明是否包括塔釜在内（塔釜也相当于一块理论塔板）。 2）由教材P270 例 7－7可知，进料热状况不同，所需 NT及进料板位置均不同。 3）随着进料的 q值逐渐减小，精馏塔所需的 NT是逐渐增加的。 4）直接蒸气加热与间接蒸气加热的区别主要体现在提馏段操作线上，它们分别经过（ xW，0）和（ xW，yW）点，具体详见教材 P271 例 7－8;6.3.6 Rmin和NT，min的确定 Rmin 要求：从图解法掌握求取 Rmin的方法;6.3 双组分连续精馏塔的计算;NT，min 当操作线远离平衡线 NT减少，与对角线重合时达到 NT，