【正文】 ? 萃取精餾 下一頁 上一頁 返回 恒沸精餾 ? 1 概念 ? 加入第三組分形成新的恒沸液 ? 2 實(shí)例 ? 乙醇－水物系，恒沸點(diǎn) ?C， , ? 加苯（夾帶劑），恒沸點(diǎn) ?C， ? 組成：苯 ，乙醇 ，水 ? 3 夾帶劑 ? 形成新的恒沸液，恒沸點(diǎn)低于純組分；新恒沸液所含夾帶劑要少；為非均相混合液；無毒無腐蝕熱穩(wěn)定；價(jià)廉易得 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 返回 萃取精餾 ? 1 概念 ? 加入第三組分，改變相對(duì)揮發(fā)度 ? 2 實(shí)例 ? 苯－環(huán)己烷＋糠醛（萃取劑或溶劑） ? 3 萃取劑 ? 增大相對(duì)揮發(fā)度；揮發(fā)性低，不形成恒沸液；為非均相混合液；無毒無腐蝕熱穩(wěn)定；價(jià)廉易得 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 第 7講小結(jié) 間歇精餾與連續(xù)精餾的主要區(qū)別在于前者為非穩(wěn)態(tài)過程及塔內(nèi)只有精餾段而無提餾段。 下一頁 上一頁 ?第 6講小結(jié) – 總板效率 E與單板效率 Emf是兩個(gè)不同的概念。假設(shè)精餾塔具有無窮多理論板，試分別計(jì)算在以下三種工況下塔頂產(chǎn)品的含量，并繪出操作線； (1)餾出率 D／ F為 40％： (2)餾出率 D／ F為 20％； (3)餾出率 D／ F為 30％。（ 3）冷卻水進(jìn)出口溫度分別為 25176。 由于設(shè)置側(cè)線改變了側(cè)線以上 (如為汽相采出 )的汽相流率 ， 或側(cè)線以下 (如為液相采出 )的液相流率 ， 因而受其影響的各有關(guān)塔段的操作線可通過物料衡算導(dǎo)出 。它們分別從適宜位置加入精餾塔中。39。39。 ? 分段計(jì)算： i個(gè)側(cè)線有 i+1段。 解： 0. 97 5Dx ? ? ?? m in 2. 11R ?上一頁 下一頁 ? （ 1）平均相對(duì)揮發(fā)度 ?（ 2）全塔理論板數(shù) 00104 2 . 640ADBpp? ? ? ?1 4 6 .7 2 .4 560F? ??2 2 6 . 6 2 . 3 39 7 . 3W? ??2 . 6 2 . 3 3 2 . 4 6m D W? ? ?? ? ? ?39。 ? 進(jìn)料熱狀態(tài) q會(huì)影響提餾段操作線位置，進(jìn)而影響為完成規(guī)定分離要求所需的理論板數(shù)及加料板位置。試用圖解法求以下兩種進(jìn)料情況時(shí)的理論板層數(shù)及加料板位置。39。39。m m WLWy x xL W L W? ????下一頁 上一頁 返回 ? 1 五種進(jìn)料熱狀況 ? 冷液進(jìn)料 ? 泡點(diǎn)進(jìn)料 ? 氣液混合物進(jìn)料 ? 飽和蒸汽進(jìn)料 ? 過熱蒸汽進(jìn)料 ? 原因：物料性質(zhì)，工程實(shí)際 ? 2 進(jìn)料熱狀況對(duì)塔內(nèi)氣液負(fù)荷的影響 上一頁 下一頁 進(jìn)料熱狀況的影響 上一頁 下一頁 ? 冷液進(jìn)料 泡點(diǎn)進(jìn)料 ? 氣液混合物進(jìn)料 飽和蒸汽進(jìn)料 過熱蒸汽進(jìn)料 L L FVV? ??? ?L L FVV? ??? ?下一頁 上一頁 LLV V F?????LLV V F?????L F LVV? ??? ?? 3 進(jìn)料熱狀況參數(shù)的計(jì)算 1VFVLII k m o lqII????將 進(jìn) 料 變 為 飽 和 蒸 汽 所 需 的 熱 量原 料 液 的 千 摩 爾 汽 化 潛 熱39。 39。 – 工業(yè)上實(shí)現(xiàn)高純度分離最常采用的方法是精餾 ， 精餾原理可概括為：分離依據(jù) (組分揮發(fā)度差異 )十工程手段 (回流 — 液 、 氣相回流 )＋多次 、 同時(shí)部分氣化和部分冷凝 → 實(shí)現(xiàn)高純度分離 。 ? 解： Fx下一頁 上一頁 返回 上一頁 下一頁 簡單蒸餾 simple distillation ? 1 物料衡算 ? （ 1）若 xy平衡關(guān)系用曲線或表格表示時(shí)，采用圖解積分或數(shù)值積分。 或者采用直觀的 txy圖及 xy圖 。化工原理多媒體課件 第 1章 蒸餾 Distillation ? 概述 ? 兩組分溶液的氣液平衡 ? 平衡蒸餾和簡單蒸餾 ? 精餾原理和流程 ? 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 ? 間歇精餾 ? 恒沸精餾和萃取精餾 ? 多組分精餾 下一頁 上一頁 概述 ? 1 蒸餾的概念 ? 利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同實(shí)現(xiàn)分離的單元操作 ? 2 蒸餾分離的特點(diǎn) ? 直接得到產(chǎn)品 ? 歷史悠久、應(yīng)用廣泛 ? 能耗高 ? 3 分類 ? 間歇精餾、連續(xù)精餾 ? 簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾 下一頁 上一頁 ? 常壓、減壓、加壓精餾 ? 雙組分精餾、多組分精餾 ? 本章主要內(nèi)容 ? 常壓雙組分連續(xù)精餾的原理和計(jì)算方法 下一頁 上一頁 返回 兩組分溶液的氣液平衡 ? 兩組分理想物系的氣液平衡 ? 兩組分非理想物系的氣液平衡 下一頁 上一頁 返回 兩組分理想物系的氣液平衡 ? 1 相律 phase rule ?t， p， x， y: t： pxy； p： txy ? 2 氣液平衡函數(shù)關(guān)系 ?理想物系：理想溶液、理想氣體 ?液相符合拉烏爾定律、氣相符合道爾頓分壓定律 2 2 2 2 2FC ?? ? ? ? ? ? ?下一頁 上一頁 ? 1)飽和蒸汽壓法 ? 2)相平衡常數(shù)法 000BAABPpxpp??? Ppy AA0?000BABpppP?? A A Ay K x?0AApKP?0l g ( )BpAtC?? ? 安 托 因 方 程上一頁 下一頁 AAAyxK＝ ? 3)相對(duì)揮發(fā)度法 relative volatility ? 3 氣液平衡相圖 ? 1 txy圖 ? 2 xy圖 ? 3 pxy圖 1 ( 1 )xyx????? ( 1 )yxy?????下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 上一頁 下一頁 返回 ? 1 分類 ? 非理想溶液、理想氣體 ? 理想溶液、非理想氣體 ? 非理想溶液、非理想氣體 ? 2 解析法 上一頁 下一頁 兩組分非理想物系的氣液平衡 0B B B Bp p x ?? 0A A A Ap p x ??0A A AApxyP??? 3 圖解法 ? 正偏差溶液，具有最低恒沸點(diǎn)溶液 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 ? 負(fù)偏差溶液，具有最高恒沸點(diǎn)溶液 下一頁 上一頁 下一頁 上一頁 ? 氣液平衡數(shù)據(jù)來源 ? 實(shí)驗(yàn)測定或從有關(guān)手冊中查得 ? 由純組分的某些物性按經(jīng)驗(yàn)的或理論的公式估算 ? 根據(jù)少量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由經(jīng)驗(yàn)的或理論的公式估算 下一頁 上一頁 ? 例 1－ 1 苯與甲苯的飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系如本題附表所示。 ? 相對(duì)揮發(fā)度 α數(shù)值大小可以說明物系采用蒸餾法進(jìn)行分離的難易 。 ? （ 2）若為理想溶液 下一頁 上一頁 12lnxxF dxW y x???122111l n l n l n11xxFW x x???? ??? ??????? （ 3）若 xy平衡關(guān)系為直線 ? 若為通過原點(diǎn)的直線 ? 2 餾出液的平均組成 y12( 1 )1l n l n1 ( 1 )m x bFW m m x b???? ? ?121l n l n1xFW m x? ?D F W??12D y Fx W x??上一頁 下一頁 y m x b??? 例 1－ 3 對(duì)例 1－ 2中的液體混合物進(jìn)行簡單蒸餾，若汽化率仍為 60％，試求釜?dú)堃航M成和餾出液平均組成。 下一頁 上一頁 返回 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 ? 理論板的概念及恒摩爾流假定 ? 物料衡算和操作線方程 ? 進(jìn)料熱狀況的影響 ? 理論板層數(shù)的求法 ? 回流比的影響及其選擇 ? 簡潔法求理論板層數(shù) ? 幾種特殊情況下理論板層數(shù)的求法 ? 塔高和塔徑的計(jì)算 ? 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算和節(jié)能 ? 精餾塔的操作和調(diào)節(jié) 下一頁 上一頁 返回 ?工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容 ? 確定產(chǎn)品流量和組成； ? 確定精餾塔類型，選擇板式塔或填料塔，計(jì)算理論板數(shù)或填料層高度； ? 確定塔高和塔徑； ? 板式塔：塔板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，流體力學(xué)驗(yàn)算；填料塔：確定填料類型，計(jì)算流動(dòng)阻力； ? 計(jì)算冷凝器和再沸器熱負(fù)荷，確定換熱器類型和尺寸； ? 繪制工藝流程圖和設(shè)備條件圖 下一頁 上一頁 理論板的概念及恒摩爾流假定 ? 1 理論板的概念 ? 該板上氣液兩相的傳熱、傳質(zhì)達(dá)到平衡 ? 離開該板的氣液兩相溫度相等、組成滿足平衡關(guān)系 ? 2 恒摩爾流假定 ? 恒摩爾氣流 恒摩爾液流 下一頁 上一頁 12 nV V V V? ? ??? ? ?39。12 mL L L L? ? ??? ? ?? 恒摩爾流成立的條件 –各組分摩爾汽化潛熱相等； –氣液接觸時(shí)因溫度不同而交換的顯熱可以忽略； –塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略。L L qF??39。11 6 0 1 1 7 5 9 5 0 . 0 2 3 51 6 0 1 7 5 9 5 1 6 0 1 7 5 9 5mmyx???? ? ?? ? ? ?39。21 WL qF Wy x xL qF W L qF W???? ? ? ?39。 （ 1）原料液為 20 的冷液體； （ 2）原料為汽化率等于 1/3的氣液混合物。是一個(gè)需綜合考慮才能確定的設(shè)計(jì)參數(shù)。 2 . 6 2 . 4 5 2 . 5 2m D F? ? ?? ? ? ?m in1lg11lgWDDWmxxxxN??????? ?????????? ??????下一頁 上一頁 0 . 9 7 5 1 0 . 0 2 3 5lg1 0 . 9 7 5 0 . 0 2 3 5 1 7 . 2 1l g 2 . 4 6? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ???? ? ?m in 3 . 5 2 . 1 1 0 . 3 11 3 . 5 1RRR? ?????m in 2NNN? ??13N ?m i n 0 . 5 4 5 8 2 7 0 . 5 9 1 4 2 2 0 . 3 1 0 . 0 0 2 7 4 3 / 0 . 3 1 0 . 3 7 12NNN? ? ? ? ? ??13N ? m in 0 . 3