【正文】 ??? PCF四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 12/113 167。 理想氣體： PpyPpyppP BBAABA ????四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 14/113 167。 根據(jù)組成計(jì)算泡點(diǎn)（露點(diǎn)）溫度也需要進(jìn)行試差計(jì)算 。 62 兩組分溶液的汽液平衡 相對(duì)揮發(fā)度 α的大小 描述了該二元物系進(jìn)行蒸餾分離的難易程度 ： α1，表示組分 A較 B易揮發(fā)； α值越大，兩組分的揮發(fā)度差異越大，在處于相平衡的汽液兩相中的含量差別越大，用蒸餾方法越容易將其分離 ； α越接近于 1，采用普通蒸餾的方式越難分離 ；對(duì) α越接近于 1的體系則需采用特殊精餾 。等壓圖分為 txy圖和 xy圖兩種。 62 兩組分溶液的汽液平衡 對(duì)易揮發(fā)組分，因?yàn)?yAxA ，所以 xy線均在對(duì)角線上方。 612 兩組分非理想物系的汽 —— 液平衡 幾種情況： 1）氣相為理想氣體，液相為非理想溶液； 2）液相為理想溶液，氣相為非理想氣體； 3）液相為非理想溶液，氣相為非理想氣體。 P— x圖， Pmax{PA0， PB0}max； t— x(y)圖出現(xiàn)最低點(diǎn)，最低恒沸點(diǎn)； x— y圖中，平衡曲線與對(duì)角線相交。 計(jì)算內(nèi)容：通常給定 F、 xF和分離要求（ y、 x)或 (W、 x)） ?確定 D、W或 D、 y?確定 P ?操作溫度 te ?換熱器熱負(fù)荷。在恒定壓力下，將蒸餾釜中的溶液加熱至沸騰，并使液體不斷汽化，產(chǎn)生的蒸汽隨即進(jìn)入冷凝器中冷凝，冷凝液用多個(gè)罐子收集。 當(dāng)料液組成為 x1時(shí)，所得餾出液最高組成為 y1。若將全過程的氣相產(chǎn)物冷凝后匯集一起，則餾出液的平均組成及數(shù)量可對(duì)全過程的始末作物料衡算而求出。 64 精餾原理和流程 精餾過程正是這二者的有機(jī)結(jié)合。 原理：在塔內(nèi)，對(duì)汽、液兩相 同時(shí) 進(jìn)行 多次部分冷凝 和多次部分汽化 。 若塔頂沒有液相回流，或是塔底沒有再沸器產(chǎn)生蒸汽回流，則塔板上的氣液傳質(zhì)就缺少了相互作用的一方，也就失去了塔板的分離作用。 恒摩爾流假定的引入 ， 使得連續(xù)精餾過程基本計(jì)算式中的變量減少 ， 所需方程數(shù)減少 ， 過程的計(jì)算大大簡化 。如果塔頂產(chǎn)品采出率取得過大，即使精餾塔有足夠的理論板層數(shù)也達(dá)不到分離要求。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 提餾操作線： c點(diǎn)： y =x= xW 斜率： L’/V’ 截距： WxW /V’ 精餾操作線： a點(diǎn)： y =x= xD 斜率： R/(R+1) 截距： xD /(R+1) 111 ????? RxxRRy DnnVWxxVLy Wmn ?????? ’1x y 0 xD a b xW c d e 1?RxDVWxW??四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 55/113 167。 加料熱狀態(tài)影響的大小通常用加料熱狀態(tài)參數(shù)來表征 。 （ 3）汽液兩相混合物 tBtFtD，ILIFIV ； 0q1。 不同加料熱狀態(tài) 對(duì)應(yīng)不同的 q 值 ， 也就 對(duì)應(yīng)著不同的 q 線 。 e a c b d q0 q=0 0q1 q=1 q1 0 xW x y xD zF 不同加料熱狀態(tài)下的 q 線 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 63/113 167。 若塔頂為全凝器 , y1=xD 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 65/113 167。 4. 由 點(diǎn) (xq, yq) 和 (xW， xW) 作提餾段操作線 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 68/113 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 70/113 167。若要維持相同產(chǎn)品質(zhì)量 及回收率，則應(yīng)適當(dāng)增加理論塔板數(shù)以降低釜液組成 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 側(cè)線出料的精餾塔： 當(dāng)需要獲得不同組成的兩種或多種產(chǎn)品時(shí) ， 可在塔內(nèi)相應(yīng)組成的塔板上安裝側(cè)線以抽出產(chǎn)品 。 當(dāng)操作線上端移至 e 點(diǎn) ， 與成平衡的汽相組成為 xD,max e d xW xF xD b xD,max yq 0 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 78/113 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 79/113 167。 全回流時(shí)的理論板數(shù) Nmin 可用逐板計(jì)算法或圖解法求得 。 yxDxWxFq線PR=R1PR=R2R1min四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 84/113 167。稱為 最小回流比 ，用 Rmin 示之。 二 .芬斯克 (Fenske) 方程 第 n 板汽液相平衡關(guān)系： 塔頂為全凝器時(shí) ， y1 = xD 全回流操作線： nBAnnBAxxyy????????????????? ?DBABAxxyy?????????????????1nBnBnAnA xyxy ,1,1, , ?? ??nBAnBAxxyy?????????????????? 1四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 82/113 167。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 167。 ?采用分凝器的原因：節(jié)省高品位冷劑的用量。 一個(gè)側(cè)線出料精餾塔：精餾塔分為三段 ， 各段操作線可通過相應(yīng)的物料衡算導(dǎo)出；上圖所示分別為飽和液體和飽和蒸汽出料的情況 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 二 .多側(cè)線塔 以有兩股進(jìn)料的精餾塔為例： 精餾塔以兩進(jìn)料板為界分為 上 、 中、 下 三段 ， 各段內(nèi)上升與下降的汽、 液相摩爾流率互不相同 ， 相應(yīng)有三條操作線 ， 兩條 q 線 。 655 幾種特殊情況時(shí) 理論板層數(shù)的求法 一 .直接蒸氣加熱 適用于 重組分為水 的體系。 梯級(jí)總數(shù) 即為所需理論板數(shù)（含再沸器） 。操作條件下的相對(duì)揮發(fā)度為 ，操作條件為回流比為 泡點(diǎn)回流、泡點(diǎn)進(jìn)料，求所需理論板層數(shù)。 一 .逐板計(jì)算法 y1 y1 x1 x2 y2 1 2 yN2 xN2 xN1 yN N1 N m N2 W, xW F, xF D, xD Q xxy)1(1 ??? ??111 ????? RxxRRy DnnWLWxxWLLy Wmm ?????? ? 39。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 62/113 167。 （ 5）過熱蒸汽 tFtD， IFIV 。()39。 變量增多使得該板計(jì)算所需相關(guān)方程數(shù)增加， 其基本計(jì)算式仍由三個(gè)衡算式和相平衡關(guān)系式組成 。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 52/113 167。 xF、 xD、 xW：進(jìn)料、餾出液、釜?dú)堃旱慕M成（易揮發(fā)組分的摩爾分率）； F、 D、 W：進(jìn)料、餾出液、釜?dú)堃旱牧髁浚?kmol/h）。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 46/113 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 47/113 167。 242精餾流程 冷凝水進(jìn)料加熱蒸汽回流液去貯槽殘液?連續(xù)精餾流程 ?間歇精餾流程 精餾段、提餾段 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 44/113 142 精餾操作流程示意圖： 1?mm2mmyV ??,mmxL ??,11, ?? ?? mm yVNN yV ??,NNxL ??,NNxL ??,11,yV11,yV22,yVnn yV,11, ?? nn yV11,xL22,xLnn xL,全凝器DxD,餾出液DxL,回流液精餾段12n1?nFxF,)(液原料 加料板1提餾段N再沸器WyV,?上升蒸汽WxW,釜?dú)堃核拇ɡ砉W(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 45/113 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 40/113 BA5t4t3t2t1t3x 2x 1x 1y2y mx 1x Fx 1y ny3ynn yV,11, ?? nn yV22,yV nL11,yV 1?nL2LFxF,2V?1??mV11,xL?mV?22,xL?11, ??? mm xLmmxL,?A四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 41/113 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 38/113 167。 三 .過程計(jì)算 L,xytL+dL,x+dxy,dDt+dt總： dD +L +dL=L ?dD = dL 物料衡算：任一瞬間， y~x滿足平相衡。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 33/113 167。 范圍：整個(gè)設(shè)備；基準(zhǔn)： 1h 輕組分： FxF = Dy + Wx 總物料： F=D+W 液化率： q=W/F 11 ???? qxxqqy F t B A xW xF yD x 或 y 二 .物料衡算 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 30/113 167。 一、具有一般正負(fù)偏差的實(shí)際物系 二、具有最大正偏差的實(shí)際物系 三、具有最大負(fù)偏差的實(shí)際物系 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 26/113 167。實(shí)際溶液中以正偏差溶液為多。若 xy線與對(duì)角線重合，則不能用精餾方法分離。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工