精馏实验原理和基本理论..pdf

精馏实验原理和基本理论 一、基本原理 精馏分离是根据溶液中各组分挥发度 （或沸点）的差异，使各组分得以分离。 其中较易挥发的称为易挥发组分 （或轻组分），较难挥发的称为难挥发组分 （或重 组分）。它通过汽、 液两相的直接接触， 使易挥发组分由液相向汽相传递， 难挥发 组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传递过程。 对于二元物系，在已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料 热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数 NT。按照式（ 5-1 ）可以得到总板效率 ET ，其中 NP 为实际塔板数。 NT ET 100% NP （1) 精馏塔包括精馏段和提馏段。 精馏段操作方程为： R xD yn 1 xn (2) R 1 R 1 提馏段操作方程为： L qF W y n 1 xn xw L qF W L qF W 其中， R为操作回流比， F 为进料摩尔流率， W为釜液摩尔流率， L 为提馏段 下降液体的摩尔流率， q 为进料的热状态参数，部分回流时，进料热状况参数的 计算式为： C pm (tBP t F ) rm q r m (3) 式中： t F — 进料温度，℃。 t BP —进料的泡点温度，℃。 C pm F P —进料液体在平均温度（ t + t ）/ 2 下的比热， kJ/ （kmol ．℃）。 r m —进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热， kJ/kmol 。 Cpm=Cp1M1x 1+Cp2M2x2 ，kJ/ （kmol．℃） r =r Mx +r Mx m 1 1 1 2 2 2 ，kJ/kmol (4) 式中： C C p1 ， p2——分别为纯组份 1 和组份 2 在平均温度下的比热， kJ/ （kg．℃）。 r r 1 ， 2——分别为纯组份 1 和组份 2 在泡点温度下的汽化潜热， kJ/kg 。 1 2 M，M——分别为纯组份 1 和组份 2 的摩尔质量， kg/kmol 。 x1 ，x2——分别为纯组份 1 和组份 2 在进料中的摩尔分率。 二、全回流和最小理论板层数 1. 全回流的概念 若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式 称为全回流，全回流时的回流比为 （5 ） 在全回流下，精馏段操作线的斜