《精馏》全册配套完整教学课件.pptx

《精馏》全册配套完整教学课件;Chapter 1 Distillation; 本章主要内容　 　 1.蒸馏的基本原理 2.常用的蒸馏方法，运用相关的基本理论和方法描述蒸馏过程。 3.精馏主要设计变量或操作条件与分离过程关系。 ;Introduction 一、 蒸馏的应用 液体产品的精制 ;蒸馏分离操作实例：石油炼制中使用的 250 万吨常减压装置;二、蒸馏分离的依据和目的;液体混合物;;蒸馏过程必要条件 ① 加热或冷却使混合物形成气、液两相共存体系， 为相际传质提供必要的条件； ② 各组分间挥发能力差异足够大，保证蒸馏过程传质推动力。 ;按物系的组分数;简单蒸馏或平衡蒸馏： 一般用在混合物各组分挥发性相差大，对组分分离程度要求又不高的情况下。 精馏：在混合物组分分离纯度要求很高时采用。 特殊精馏： 混合物中各组分挥发性相差很小，或形成恒沸液，难以或不能用普通精馏加以分离时，借助某些特殊手段进行的精馏。 间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。 连续精馏：多用于大批量工业生产中。;常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。 减压蒸馏：用于常压下物系沸点较高，使用高温加热介质不经济或热敏性物质不能承受的情况。减压可降低操作温度。 加压蒸馏：对常压沸点很低的物系，蒸汽相的冷凝不能采用常温水和空气等廉价冷却剂，或对常温常压下为气体的物系（如空气）进行精馏分离，可采用加压以提高混合物的沸点。 多组分精馏：例如原油的分离。 双组分精馏：如乙醇-水体系的分离。 本章着重讨论常压下双组分连续精馏。其原理和计算方法可推广应用到多组分体系。 ;气液相平衡关系。 对过程进行物料和热量衡算，关联流入与流出的物流及能流之间关系及塔内级间物流、能流的关系，进而确定给定条件下完成分离要求所需的理论板数，塔内物流流量、组成的分布。 通过严格的模拟计算还可获得温度、物流性质等分布，为精馏塔设计提供工艺条件及数据。;溶液的气、液相平衡; 第一节 溶液气液相平衡; ;饱和蒸汽压;理想溶液 溶液中同分子间的作用力与异分子间的作用力相等。; pA, pB ——溶液上方A、B组分的分压，Pa； pA0 , pB0 ——溶液温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa； xA , xB ——液相中A、B组分的摩尔分率。;道尔顿分压定律：;气液两相平衡组成间的关系：;;1.1.2 挥发度与相对挥发度;相对挥发度α混合液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比 ;; ① 温度-组成图（t-x-y）;一、t-x-y相图;;;; 混合液体的泡点随组成的变化而变化；其值在A，B组分沸点范围之内。 同温度下，气液两相达平衡，气液量大小由 杠杆定律确定； 同组成下，露点高于泡点。; 气、液平衡组成的 x-y 图;对角线 y=x 为辅助曲线； x~y曲线上各点具有不同的温度； 平衡线上不同点代表一个气、液平衡状态，即对应一组 x、y、t，且y (或x) 越大，t 愈低 组成 均以易挥发组分的组成表示，故曲线位于对角线上方 平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。;α的物理意义; 温度↑， 各组分蒸汽压↑，蒸汽压之比变化缓慢， 故相对挥发度αih随温度变化缓慢，在一定温度范围内 可由其平均值代替。;常压下苯、甲苯的相对挥发度随温度的变化;压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大;压力对相平衡的影响;非理想体系的气、液相平衡关系;;具有恒沸点的溶液;负偏差：最低蒸汽压，具有最高恒沸点。;硝酸－水溶液相图; （1）具有较大偏差的非理想溶液，可能具有恒沸点。 ;; 在沸点组成图上，液相线以下的区域称为_________，液相线和气液线之间的区域称为_______________； 沸点组成图的主要用途是求取任一沸点下的_____________和说明_________________； 理想溶液中，各组分混合成溶液时，既没有________变化，也没有_________产生； 非理想溶液中，同种分子与不同种分子之间的引力___________；;某二元混合物，其中A为易挥发组份，液相组成为x=0.5时相应的泡点为t1，气相组成y=0.3时相应的露点为t2，则（ ）； A、t1=t2； B、t1t2； C、t1t2 ； D、无法判断 某二元混合物，其中A为易挥发组份，液相组成为xA=0.5时相应的泡点为t1与之相平衡的气相组成y=0.75时相应的露点为t2，则（ ）； A、t1=t2； B、t1t2； C、t1t2 ； D、无法判断 。;;1.3.1 简单蒸馏;简 单 蒸 馏;;1.3.2、平衡蒸馏(又叫闪蒸);;T，P和浓度是恒定的，稳态过程，可连续和间