化工原理精餾培訓課件12-文庫吧
2024-12-20 01:16 本頁面
【正文】 0。，所以 ? 值 隨溫度 變 化相 對較 小，在一定的溫度范 圍 內(nèi)，常取 ? 的平均值 用于相平衡 計 算。?1，表示 組 分 A較 B易 揮發(fā) ； ?值 越大，兩個 組 分在兩相中相對 含量的差 別 越大，越容易用蒸 餾 方法將兩 組 分分離；若 ?=1， yA=xA，此 時 不能用普通蒸 餾 方法分離 該 混合物。若已知兩 組 分的相 對揮發(fā) 度，可由上式確定汽液平衡 組 成。 1雙雙 組組 分溶液的氣液相平衡關(guān)系分溶液的氣液相平衡關(guān)系2023/3/5星期五由 知，時 ， 組 分 A較 B易 揮發(fā) ， 可以用蒸 餾 方法分離時 ， 揮發(fā) 度差異愈大， 愈有利于蒸 餾 操作 。 時 ， 不能用普通蒸 餾 的方法分離混合液。 α可作 為 混合液 能否用蒸 餾 方法分離以及分離 難 易程度的判據(jù)。2平衡蒸餾與簡單蒸餾平衡蒸餾與簡單蒸餾 平衡蒸餾 1.定 義平衡蒸 餾 是液體的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸 餾 操作。生產(chǎn) 工 藝 中溶液的 閃 蒸 分離是平衡蒸 餾 的典型 應(yīng) 用 (如醋酸 V103)。 閃 蒸操作流程：一定 組 成的料液被加 熱 后 經(jīng)節(jié) 流 閥 減 壓進 入 閃蒸室，液體因沸點下降 變?yōu)檫^熱而 驟 然汽化，汽化耗 熱 使得液體溫度下降，汽、液兩相溫度 趨 于一致，兩相 組 成 趨 于平衡。由 閃蒸室塔 頂 和塔底引出的汽、液兩相即 為閃 蒸 產(chǎn) 品。 閃蒸罐D(zhuǎn), yD, teyD加 熱器F, xF, tF W, xW, teQ減壓閥xWt02平衡蒸餾與簡單蒸餾平衡蒸餾與簡單蒸餾 平衡蒸餾 2. 物料衡算物料衡算 總 物料衡算 式中： F、 D、 W —— 進 料流率和出塔汽 .液相 產(chǎn) 物的流率， kmol/s； xF、 yD、 xW —— 料液 組 成以及出塔汽、液相 產(chǎn) 物的摩 爾 分數(shù)。 易 揮發(fā)組 分的物料衡算 兩式 聯(lián) 立可得 閃蒸罐D(zhuǎn), yD, teyD加 熱器F, xF, tF W, xW, teQ減壓閥xWt0若 設(shè) 液相 產(chǎn) 物占 總 加料量的分率 為 q，即 W/F=q， 則 汽化率 為D/F =(1q)，代入上式整理可得 上式表示了汽化率與汽、液相 組 成的關(guān)系。 平衡蒸 餾過 程可 認為經(jīng) 部分汽化或部分冷凝后所得的汽液兩相呈平衡，即 yD~xW 符合平衡關(guān)系。3. 平衡關(guān)系平衡關(guān)系 若已知 進 料 組 成 xF 和生 產(chǎn) 任 務(wù) 所要求的汽化率 (1q)， 結(jié) 合物料衡算式可求得汽液相 組 成 yD、 xW。 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡單簡單 蒸蒸 餾餾 料液由進料溫度 tF 升至 t0需供給的熱量 Q 為 閃蒸后，料液溫度由 t0降至平衡溫度 te，若不計熱損失，則料液放出的顯熱全部用于料液的部分汽化所需的潛熱，即 4. 熱熱 量衡算量衡算 通過以上諸式，在 q 為已知的條件下，由物料衡算與相平衡關(guān)系求得 yD、 xW 后，由溫度 173。組成相圖求 te，進而求 t0。由上式可得 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡單簡單 蒸蒸 餾餾 簡單蒸餾簡單蒸餾 簡單 蒸 餾 也是一種 單級 蒸 餾 ， 間 歇非 穩(wěn)態(tài) 操作，在蒸 餾過 程中系統(tǒng) 的溫度和汽液相 組 成均隨 時間 改 變 。 分批加入蒸 餾 釜的原料液持 續(xù) 加 熱 沸 騰 汽化， 產(chǎn) 生的蒸汽由釜 頂連續(xù) 引入冷凝器得 餾 出液 產(chǎn) 品。釜內(nèi)任一 時 刻的汽液兩相 組 成互成平衡。y原料液x蒸氣xD1 xD2 xD3冷凝器 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡單簡單 蒸蒸 餾餾 1. 定義定義 任一 時 刻，易 揮發(fā)組 分在蒸汽中的含量 y 始 終 大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量 x，釜內(nèi)易 揮發(fā)組 分含量 x 由原料的初始 組 成 xF173。沿泡點 線 不斷下降直至 終 止蒸 餾時組 成 xE，釜內(nèi)溶液的沸點溫度不斷升高，蒸汽相 組 成 y 也隨之沿露點 線 不斷降低。t/?Cx(y)0 露點 線泡點 線xA yAxf 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡單簡單 蒸蒸 餾餾 3. 精餾原理精餾原理 上述平衡蒸 餾 和 簡單 蒸 餾 都是 單級 分離 過 程，即 對 混合液 進 行一次部分汽化，使混合液達到部分分離。而精 餾 是一種多 級 分離 過 程，即同 時進 行多次部分汽化和部分冷凝的 過 程，可使混合液得到幾乎完全的分離。精 餾 可 視為 由多次蒸 餾 演 變 而來。此外，混合液中 組 分 間揮發(fā) 度差異是精餾 分離的前提和依據(jù)。多次部分氣化和部分冷凝 過程分析 進 行 這樣 多 級 分離的 結(jié) 果是 ： y3y2 ,同 時進 行多次部分氣化和部分冷凝是使混合物得以完全分離地必要條件 .不 難 看出 ,上 圖 所示的流程在工 業(yè) 上是不能采用的 ,因其存在以下兩個 問題 ：t/?Cx(y)0露點 線泡點 線泡點y1xf y2 y3x3 x1x23 精餾原理精餾原理 （ 1）分離 過 程得到 許 多中 間餾 分，如 圖 中的 組 成 為 等液相 產(chǎn) 品，因此最后 純產(chǎn) 品的收率就很低；（ 2） 設(shè)備龐雜 ，能量消耗大。 圖 多次部分氣化的 txy圖今以右今以右 圖圖 中的第中的第 1級為級為 例例xFy2`y2y1x1x2x2`如果冷凝和氣化的溫度如果冷凝和氣化的溫度 選擇選擇 恰當恰當 ，可使，可使 x2和和 y2`較為較為 接近。接近。 這樣這樣 ，將，將 x2和和y2`相相 混合混合 ,......，其，其 結(jié)結(jié) 果不但消除了中果不但消除了中 間產(chǎn)間產(chǎn) 品，且提高了最后品，且提高了最后 產(chǎn)產(chǎn) 品的收品的收率。率。 傳質(zhì)傳質(zhì)第 2級第 1級第 0級同同 時時 ，由，由 圖還圖還 可以看出，可以看出， x2和和 y2`直接混合直接混合 時時 ，由于液相溫度，由于液相溫度低于氣相溫度，因此高溫的蒸氣低于氣相溫度，因此高溫的蒸氣 y2`將將 加加 熱熱 低溫的液體低溫的液體 x2，而使液，而使液體部分氣化，蒸氣自身體部分氣化，蒸氣自身 則則 被部分冷凝。被部分冷凝。 傳熱傳熱由此可由此可 見見 ， 不同溫度且互不平衡不同溫度且互不平衡的氣液兩相接觸的氣液兩相接觸 時時 ，必然會同，必然會同 時產(chǎn)時產(chǎn) 生生傳熱傳熱 和和 傳質(zhì)傳質(zhì) 的雙重作用的雙重作用 ， 所以使上所以使上一一 級級 的液相回流（如液相的液相回流（
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