【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? B:精餾原理 : 1.精餾 :是汽液兩相在塔中逆流接觸 ,在同時(shí)多次進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程中 ,發(fā)生傳熱和傳質(zhì) ,使混合液得到分離的操作過程 .被稱為精餾 . 2.實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件 :通過特定的裝置 ,經(jīng)過傳熱和傳質(zhì)的作用將混合液進(jìn)行分離 ,其中在塔內(nèi)維持雙傳作用尤為關(guān)鍵 ,為此要求 :對(duì)每一塊塔板 ,下邊必須有蒸汽上升 ,上邊必須有液相流下 .也就講 :“回流液逐板下降和蒸汽逐板上升 ” 是實(shí)現(xiàn)精餾的必要條件 . ? C:精餾塔的分段 一般以進(jìn)料板為界將精餾塔分二段 :進(jìn)料板以上部分稱精餾段 (或稱增濃段 )。進(jìn)料板本身和進(jìn)料板以下部分稱為提餾段 . 3.精餾的操作線方程 : A:恒摩爾流假設(shè) : 恒摩爾汽化假設(shè) :精餾段內(nèi) ,由每層塔板上升的蒸汽摩爾流皆相等 。提餾段內(nèi)也一樣 , 即 : V1=… =定值 V’ 1==… V’n=定值 式中 :V____精餾段上升的蒸汽摩爾流率 ? V’ ____提餾段上升蒸汽的摩爾流率 下標(biāo) … n表示塔板的序號(hào) . 恒摩爾溢流假設(shè) :精餾段內(nèi) ,每層板溢流液體的摩爾流率皆相等 。提餾段內(nèi)也是一樣 ,即 : L1=L2= … =Ln=定值 L’ 1=L’ 2= … =L’ n=定值 式中 :L精餾段內(nèi)液體的摩爾流率 L’ 提餾段內(nèi)液體的摩爾流率 B:精餾塔內(nèi)操作線方程 : ? C. 精餾段操作線方程 : 由右圖知 : Y1 L V D XD Y2 YN+1 X1 XN X2 精餾的示意圖 V＊ yn+1＝ L＊ Xn + D＊ XD V=L+D ∴ yn+1＝ L L+D Xn+ D L+D XD ： L D ＝ R ,則 yn+1＝ R R+1 Xn+ XD R+1 L′=V′+W L′X＝ V′y＋ WXw Yn+1 V , Xm m m+1 Lˊ w xw ∴ Yn+1＝ L′ L′＋ W Xm － W L′－ W ： q值含義：代表 1Kmol原料中液相所占的比例。 V L L L′ V′ (1q)F qF F 進(jìn)料板情況 ? 從圖中可以看出： L′=L+qF V=V′+(1q)F 進(jìn)料情況不同時(shí)的。q值情況。 飽和液體進(jìn)料時(shí)： q=1 L′=L+F。 V=V′ 飽和蒸汽進(jìn)料時(shí) : q=0 L′= L V=V′+F 汽液混合物進(jìn)料時(shí)： 0＜ q＜ 1 過冷液體進(jìn)料時(shí)： q＞ 1 L′=L+F+Q/rc 過熱蒸汽進(jìn)料時(shí)： q＜ 0 據(jù)此： q= 每千摩爾進(jìn)料變成飽和蒸汽所需的熱量 原料的千摩爾潛熱 ? q線方程（進(jìn)料方程）： y= q q1 X XF q1 ： （ 1）．理論板：在塔板上離開該板的蒸汽和 和液體互成平衡，將該塔板稱為理論板。 （ 2）．理論板數(shù)圖解法步驟： xy平衡曲線，并作出對(duì)角 y=x. x=xD與對(duì)角線交與一點(diǎn) a,通過 a點(diǎn)作精餾操作線： ? ： X=XF與對(duì)角線交于 e點(diǎn)，通過 e點(diǎn)作 q線方程： ? 即線段 ac 于 ac交與 d點(diǎn)。 ： X=XW與對(duì)角線交于 b點(diǎn)，連接。 bd得到提餾操作線 bd a點(diǎn)開始，在平衡線 adb折線間畫梯級(jí)、 y = R R+1 R+1 + xD y= q q1 X XF q1 梯線個(gè)數(shù)便是理論板數(shù)。 ： 精餾操作當(dāng)進(jìn)料的組成和熱狀況確定時(shí)，q線位置便確定，工藝要求： XD和 XW固定后，精餾段和提餾段的操作線位置便取決于回流比 R的大小， R增大，精餾操作線截距減小，操作線便遠(yuǎn)離平衡線，從而理論板數(shù)就會(huì)減少，但是，隨著 R的增大， L和 V都會(huì)增大，使得冷凝器和再沸器的負(fù)荷都加大，故選擇合適的回流比 R十分重要。 R的選擇原則：總費(fèi)用最小。即要使操作費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)最小。 ? 精餾與吸收的區(qū)別： 比較項(xiàng)目 吸收 精餾 分離對(duì)象 氣體混合物 液體混合物 分離依據(jù) 氣體混合物的各組分在吸收劑中的溶解度的不同 液體混合物的各組份沸點(diǎn)不同（相對(duì)揮發(fā)度不同 基本過程 氣體在液體中的溶（由氣相到液相的單項(xiàng)傳質(zhì)） 同時(shí)發(fā)生部分汽化和部分冷凝的雙 向傳質(zhì) 塔中汽液相的熱狀態(tài) 氣相溫度高于飽和溫度液相溫度低于飽和溫度 狀態(tài)汽液相皆處于飽和 進(jìn)料情況 氣相進(jìn)料，由塔底進(jìn)入，塔不分段 一般汽相或液相混合物進(jìn)料，多數(shù)中部進(jìn)料，全他分為精流斷和提餾段 操作溫度 全塔溫度變化較小 全塔溫度變化大，塔低溫度高，塔頂溫度低 ? Ｈ．精餾操作中的注意事項(xiàng)： ＜１＞． 液泛：當(dāng)降液管排液能力不足時(shí)，液體仍 不斷加入，導(dǎo)致降液管內(nèi)液位上升至上層塔板溢流堰頂，影響上層塔板的排液，導(dǎo)致塔板上積液增加直至淹塔。 現(xiàn)象：發(fā)生液泛時(shí)氣體通過塔板的壓降急劇上升，出塔氣體大量帶液，塔頂產(chǎn)品急劇惡化，正常操作受到破壞。 原因 ：（ 1） .氣流量過大或者液流量過大。（ 2） .氣體中夾帶過量的液體，增加降液管的排液負(fù)荷，如果某塊塔板的 ? 降液管下端堵塞，造成該塔板以上塔段液泛。 處理 :（ 1)由堵塞引起的液泛可通過塔的清洗及對(duì)塔液體預(yù)濾加以解決。 (2). 由過量液沫夾帶引起的液泛，可以通過負(fù)荷控制予以解決。 ＜２＞． 液沫夾帶限：氣體通過塔板上液層達(dá)到液面時(shí)，氣泡破裂，氣體向上沖出，氣體沖出時(shí)總會(huì)把部分被拉成薄膜的液體向上拋起，被拋起的小液滴呈大小不一，液滴在上升過程中相互碰撞，液滴會(huì)增大，其中較大的液滴上升到一定高度， 且未達(dá)到 上層塔板前會(huì)沉降下來，較小的液滴則隨向上流動(dòng)的氣體被帶至上層塔板，這就被稱為霧沫夾帶。 霧沫夾帶的危害：（１）．會(huì)形成液體返混，削弱傳質(zhì)效果。（２）．增大降液管負(fù)荷，增加塔板上液層厚度，從而使氣相通過塔板的阻力增大，液沫夾帶量相應(yīng)增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成液泛。 Ｌ．精餾塔的壓力降和壓力降對(duì)塔操作的穩(wěn)定性以及塔內(nèi)溫度的影響： （１）所謂精餾塔壓力降，就是平時(shí)所說的塔頂和塔釜的壓力差。 對(duì)板式塔講：塔板壓力降主要由三部分組成，即干板壓力降、液層壓力降和克服液面張力的壓力降。 塔釜和塔頂?shù)膲毫稻褪侵溉繅K塔板的壓力降總和。所謂干板壓力降就是指精餾塔內(nèi)上升的氣體（或蒸汽）通過沒有液體存在的塔板時(shí)，所產(chǎn)生的壓力降；氣體通過每層塔板上的液體層時(shí)所產(chǎn)生的壓力降，叫液層壓力降；氣體克服液體表面張力所產(chǎn)生的壓力降，液體表面壓力降。 （２）影響 ：Ａ．引起溫度和組成間對(duì)應(yīng)關(guān)系的混亂。當(dāng)塔壓升高時(shí)，混合物沸點(diǎn)隨之升高，引起全塔溫度發(fā)生改變，溫度和產(chǎn)品質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系將發(fā)生改變。Ｂ．壓降增大，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，分離效率下降。 。 ? : ? 原理 ：利用液體中各組分在溶劑中具有不 同的溶解度的特性，使混合液中欲分離的組分溶解在溶劑中，將其與其它組分分離的操作，叫萃取。萃取過程中，所選用的溶劑叫萃取劑，混合液中欲分離組分叫溶質(zhì)。混合液中原溶劑叫原溶劑。實(shí)際上萃取過程是一種傳質(zhì)過程。 ? 萃取劑的選擇原則： （ 1） .溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶，否則充分?jǐn)嚢韬笾淮嬖谝? 個(gè)液相，不可能實(shí)現(xiàn)任何分離。 （ 2） .萃取劑對(duì) （或者說：萃取劑具有選擇性）。 （ 3） .萃取劑與被分離混合物需有一定的密度差，這樣萃取相與萃余相才能比較容易地得到分離。 （ 4） .萃取劑易于回收。 影響萃取操作的主要因素： （ 1） .溫度的影響：溫度升高，則混合液的溶解度升高，萃取操作將難以維持，但是萃取溫度過低，則萃取劑和原溶液中的溶質(zhì)未能充分溶解。 （ 2） .比重的控制：即合理利用加入萃取劑，一方面要保證萃取劑和混合液中的溶劑充分混合，另一方面又不可過量，否則萃取效果不好。 ： 閃蒸稱為平衡蒸餾，混合液通過加熱器升溫（但未沸騰），在節(jié)流后因壓力突然降低，液體即過熱，于是發(fā)生自然蒸發(fā)，最終產(chǎn)生相互平衡的汽液兩相。液相中易揮發(fā)組分濃度較高，與之平衡的液相易揮發(fā)組分濃度較低，在分離室內(nèi)汽液兩相分離后，汽相經(jīng)冷凝成為頂部液態(tài)產(chǎn)品，液相成為底部產(chǎn)品輸出。 ? 閃蒸的缺點(diǎn)：閃蒸是直接運(yùn)用蒸餾原理進(jìn)行初步組分分離的一種操作，分離程度不高。 ? 在低溫甲醇洗工藝的應(yīng)用：一方面用于二氧化碳閃蒸塔甲醇富液閃蒸，另一方面用于硫化氫濃縮塔一段富硫化氫甲醇閃蒸。 ： 在低溫甲醇洗工藝中，溫度對(duì)甲醇洗凈化工藝氣效果影響非常大，同時(shí)溫度越低甲醇損失越小。從前面講過的資料看：溫度越低甲醇對(duì)二氧化碳和硫化氫溶解度越大，越有利于吸收。因此冷量平衡成為甲醇洗穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。 ? ： 低溫甲醇洗的冷量來源大致可分為三類： （ 1） .氨冷器提供冷量。從目前工藝分析可以看出：氨冷器按提供冷量的等級(jí)分有 40℃ 和 0 ℃ 兩類，而主要依靠液氨的相變制冷，來提供。 （ 2） .水冷器提供冷量。由于循環(huán)水的上水溫度和回水溫度受環(huán)境影響較大且其應(yīng)用有明顯局限性，故其提供的冷量有限。 （ 3） .甲醇富液的解吸再生產(chǎn)生的冷量即焦耳湯 姆遜的制冷效應(yīng)。低溫的二氧化碳 尾氣所攜帶的冷量得到高效回收，這部分冷量是保證吸收所需的溫度條件。但是由于部分二氧化鐵和全部硫化氫解吸是在甲醇富液加熱高于周圍環(huán)境溫度下進(jìn)行的，因此這部分冷量無法回收。 （ 4） .當(dāng)采取汽提工藝時(shí)，也考慮加入低溫汽提氣，讓其在汽提過程中提供冷量，從而使甲醇得以冷卻降溫。 ： （ 1） .換熱器熱阻增大，其傳熱效果差，冷量回收率。 （ 2） .部分工藝指標(biāo)偏離設(shè)計(jì)值太遠(yuǎn)，設(shè)備