【正文】 黏度、表面張力、相對(duì)揮發(fā)度、擴(kuò)散系數(shù)等； （ 2）結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要為塔板的結(jié)構(gòu)如塔板型式、板間距、板上開(kāi)孔和排列情況等； （ 3）操作參數(shù)，主要為氣液相的流速、回流比、溫度、壓力等。x*WxWxFxD圖 9 － ２ ７ (b ) 乙 醇 － 水 體 系 直 接蒸 氣 加 熱 流 程 的 M － T 圖 解 示 意直接蒸氣加熱流程如圖９－２７（ a）所示。VS?39。 L 39。 1139。11(1 )L L q FV V q F? ????? ? ???39。 39。VL圖9－31 側(cè)線出料流程D2,xD2W,xW當(dāng)同時(shí)需要組成不同的兩種或多種產(chǎn)品時(shí)，可在塔內(nèi)相應(yīng)塔板上側(cè)線抽出，這就是側(cè)線出料流程，通常側(cè)線抽取的是飽和液體或飽和蒸氣。39。39。 49 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 對(duì)沸點(diǎn)較高或高溫下易分解，且不溶于水的物系，蒸餾時(shí)可直接往釜內(nèi)通入水蒸氣?；旌衔锲胶獾臍庀嗫倝毫χ图? 結(jié)合蒸氣壓方程式 ， 可得操作壓力 P下水汽蒸餾的溫度 （ 即混合液的沸點(diǎn) ） 。 a1xD 1a2xD 2b1xW 1a3xD 3b2xW 2b3xW 3yc1c2c3x圖 9 － 3 5 恒 回 流 比 操 作 的 間 歇 精 餾1m in DeeexyRyx???53 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 根據(jù)物料衡算，可得從 時(shí)釜液量和組成之間滿足如下關(guān)系： 該段時(shí)間內(nèi)餾出液的平均組成為 再利用上式求出 ，并將 與規(guī)定要求的 比較，若 ，則計(jì)算有效，否則需要重新設(shè)定 從頭計(jì)算。若仍保持塔釜的氣化速率 V一定，則因恒餾出液組成操作時(shí)R不斷變化，各瞬時(shí)的餾出液量液隨之變化。如乙醇 — 水恒沸精餾中靜置分層的辦法。（ 4）滿足熱穩(wěn)定、無(wú)毒、部腐蝕、來(lái)源容易、價(jià)格低廉等一般工業(yè)要求。 61 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 工業(yè)中多數(shù)情況下反應(yīng)和分離這兩個(gè)單元在不同的設(shè)備中單獨(dú)進(jìn)行，即在反應(yīng)器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在分離設(shè)備中實(shí)現(xiàn)組分間的分離。究竟選用何種流程，應(yīng)該注意以下幾個(gè)因素： （ 1）對(duì)熱敏性組分，為減少被加熱的次數(shù)，應(yīng)優(yōu)先分離；對(duì)有強(qiáng)腐蝕 性的組分，為避免多個(gè)設(shè)備的腐蝕，也應(yīng)優(yōu)先分離。原油加工的常壓蒸餾塔如圖 9— 41所示，它由一個(gè)主塔和一個(gè)側(cè)塔組成。 68 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 根據(jù)補(bǔ)足方程的不同形式，全塔物料衡算可分為清洗分割和非清晰分割兩種。 1m in1l g( ) l g( ) l g( ) l g( )l g l gh i hh ihD W D W D W D WNaa????11l g( ) l g( ) l g( ) l g( )l g l gh i hh ihD W D W D W D Waa?? ?71 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 多元精餾得最小回流比很難嚴(yán)格計(jì)算，常采用一些簡(jiǎn)化的公式進(jìn)行估算。等板高度的影響因素也包括物性參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)，難以準(zhǔn)確估計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使用相同的或相近條件下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。填料精餾塔與板式精餾塔的不同之處在與塔內(nèi)氣液相濃度前者呈連續(xù)變化，后者則呈逐級(jí)變化。采用該假定后能夠補(bǔ)足全塔物料衡算中所需的方程數(shù)。 組分的濃度不能任意規(guī)定 ， 它們受到精餾塔分離能力的制約 。 多元精餾 64 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 如對(duì)三元物系（設(shè)按揮發(fā)度從大到小以此為 A、 B、 C，以下同）的雙塔精餾流程，可安排圖 9— 40（ a）、（ b）兩種方案（也稱塔序）。 反應(yīng)精餾能夠用于醚化 、 酯化 、 水解 、 烷基化等多種過(guò)程 ， 但由于反應(yīng)精餾塔內(nèi)包含反應(yīng)和多組分分離等復(fù)雜的相互影響 ， 加上過(guò)程實(shí)施時(shí)還存在著一些難點(diǎn) ， 所以目前對(duì)某些反應(yīng)精餾過(guò)程的開(kāi)發(fā)尚處于研究階段 。 2）恒沸劑從恒沸精餾塔的塔頂蒸出，而萃取劑從萃取精餾塔的塔底排出，因此一般說(shuō)來(lái)恒沸精餾的熱量消耗較萃取精餾塔，只有恒沸劑夾帶含量較少的組分時(shí)，這一差別才會(huì)縮小。其中所添加的第三組分稱為萃取劑，它不與其他組分形成恒沸物，且沸點(diǎn)很高，精餾時(shí)從塔底排出。 21(()FWxDF xDRV F x x dxxx????總 ＝ ＝ － ）56 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 一、恒沸精餾 在被分離的二元混合液中加入第三組分，該組分能與原溶液中的一個(gè)或者兩個(gè)組分形成最低恒沸物，從而形成了“恒沸物 — 純組分”的精餾體系，恒沸物從塔頂 蒸出，純組分從塔底排出，這種形式的精餾稱為恒沸精餾，其中所添加的第三個(gè)組分稱為恒沸劑或者夾帶劑。Dx 39。原料液在精餾開(kāi)始之前一次性投入精餾釜，隨后由于 D , xDF , xF加 熱 蒸 氣圖 9 － 3 4 間 歇 精 餾 流 程 簡(jiǎn) 圖精餾過(guò)程中餾出液的不斷蒸出，釜液總量和所含的易揮發(fā)性含量逐漸減少，所以當(dāng)釜液組成降至規(guī)定值后可一次性排料，然后開(kāi)始下一批操作。它不僅適用于簡(jiǎn)單蒸餾，也適用于連續(xù)精餾。L39。 39。39。/ / /L V L V L V??47 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 F,xFD1,xD1V39。 39。DFD x F xLyxVV???39。W , xWF1 ,xF 1, q1F2 ,xF 2, q2D , xDII II I I( a )q1e1d1f1aq2e2d2f2bII II I IyxWxF 2x xF 1xD( b )圖 ９ － ３ ０ 多 股 加 料 流 程生產(chǎn)上有時(shí)需要將不同濃度的幾股原料同時(shí)在一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行精餾，就是多股加料流程，通常它較很和加料效果好。 44 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 由于精流操作線是以塔內(nèi)氣液相負(fù)荷計(jì)算的，所以在精餾段操作線方程中回流比 R（內(nèi)回流比）與外回流比 （即通常說(shuō)的回流比）之間存在如下關(guān)系： 為便于控制回流液量，生產(chǎn)中也常將塔頂上升蒸汽經(jīng)全凝器直接冷凝、冷卻至泡點(diǎn)以下，其中的一部分在回流入塔，這就是冷回流流程，如圖９－２９所示，此時(shí)回流入塔的液體量 （稱外回流）與塔內(nèi)下降的液體量 L（稱內(nèi)回流）不再相等，同時(shí)Ｖ也不等于 。 * *10m m WL x S V y W x?? ? ? ?**39。在精餾操作型問(wèn)題的定性分析中應(yīng)首先判斷精餾段、提餾段斜率的變化，然后再 M－ T圖上畫(huà)出操作線（或者直接判斷精餾段、提餾段分離能力的變化），最終確定餾出液和釜液濃度的變化，采用逐板計(jì)算或 M－ T圖解得出另一個(gè)，最后用全塔物料恒算關(guān)系來(lái)校驗(yàn)。 通常料液預(yù)熱至泡點(diǎn)附近最為常見(jiàn) ， 除綜合考慮了上述因素外 ， 泡點(diǎn)進(jìn)料還有一個(gè)好處：可以避免季節(jié)變化引起料液溫度變化而影響精餾塔操作的穩(wěn)定性 。再利用下式計(jì)算： 或者 m inm in 1DdDdxyRR x x????m in DdDdxyR xx?? ?35 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 2）解析法 對(duì)于理想體系，最小回流比時(shí)靜六段的操作線通過(guò)平衡線與ｑ線的交點(diǎn)ｅ。試求泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)全塔需要的理論塔板數(shù)和第二塊下降液體的組成。 FxDxWxR25 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 （１）根據(jù)給定條件寫(xiě)出各理論塔板上的相平衡方程和操作線方程，并求出兩操作線的交點(diǎn)ｄ的坐標(biāo) 。 過(guò)冷液體： 過(guò)熱蒸氣： 1q? 0q?qa? ()1 pLV F V L L F b FV L V Lh h h h h h c t tqh h h h r? ? ? ? ?? ? ? ??? [ ( ) ] ( )pV pVV F V V F d F dV L V Lh h h h c t t c t tqh h h h r? ? ? ? ?? ? ? ?23 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 上式是精餾段和提餾段交點(diǎn)ｄ的軌跡方程，它是一條過(guò)點(diǎn) 、斜率 為 的直線。 (e)圖9－15 五種加料方式下塔內(nèi)氣液相流量示意圖{ VLV39。 VL{FV39。39。LLVLW??斜率＝若對(duì)提餾段任一塔板（第 m層）列物料恒算式，可得 從圖９－１３看出，式（９－３８）中右邊的分子表示經(jīng)過(guò)第 m塊塔板氣相的提濃程度，分母表示經(jīng)過(guò)第 m塊塔板液相的提濃程度，且其提濃程度（或該板的分離能力）也可用途中平衡線與操作線之間的梯級(jí)（三角形）的跨度大小形象地表示。1 39。 39。若回流比增大，則斜率增大，操作線便會(huì)向靠近對(duì)角線的方向移動(dòng)，使得精餾段內(nèi)塔板的分離能力提高。 13 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 從整體來(lái)看，無(wú)論塔內(nèi)的操作狀況如何，連續(xù)精餾過(guò)程的加料、餾出液、釜液的流率和組成受到全塔物料恒算關(guān)系的約束。LL? 00V y L x V y L x? ? ?若兩組分的摩爾氣化潛熱近似相等，且組成改變時(shí)顯熱變化、混合熱以及熱損失可忽略不計(jì)或相互抵消，則有 ， 。若兩股流體接觸足夠充分，離開(kāi)時(shí)氣液兩相達(dá)到相平衡，責(zé)成這種設(shè)備為一個(gè)平衡接觸級(jí)，簡(jiǎn)稱平衡級(jí)。原料液經(jīng)泵加壓后連續(xù)地進(jìn)入加熱器，在加熱至一定溫度后（高于分離器內(nèi)壓力下的泡點(diǎn)）流經(jīng)一節(jié)流閥減壓至預(yù)定壓力。一定量的原料液投入蒸餾釜中，在恒定壓力下加熱氣化，陸續(xù)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入冷凝器，經(jīng)冷凝后的液體（又稱餾出液）根據(jù)不同要求放入不同的產(chǎn)品罐中。屬于該類(lèi)的物系較多，有甲醇－水、乙醇－水、苯－乙醇等。 2 返回 西 安 交 大 化 工 原 理 電 子 課 件 若氣液平衡時(shí)總壓Ｐ不是很高（ ），則氣相克永道爾頓分壓定律來(lái)描述： 一、理想物系的氣液平衡 對(duì)較易揮發(fā)組分 A與較難揮發(fā)組分 B形成的 A、 B溶液來(lái)說(shuō)，它們之間滿足： fN 2fNC? ? ? ?根據(jù)相律，用于描述相平衡物系的自由度數(shù) 應(yīng)該滿足一下關(guān)系式： A Ap p x? 。 ３、根據(jù)操作壓力，可分為常壓蒸餾、加壓蒸餾和減壓蒸餾。/ABvv?//AABBpxpx? //yxyx?yx?ABpp?。ABf AAfBBf A A Ap p x? 。 ()y dW d W x W dx x dW? ? ?dx dWy x W??有： 整理得 ?1 1 1 12 2 2 2(1 )l n l n (1 )W x W xW x W x? ?? ?1 2 1 2l n( / ) l n( / )A A B B??7 返回 西 安 交 大 化