天津大學化工分離工程教案第3章多組分精餾和特殊精餾-資料下載頁
2025-02-21 14:57本頁面
【正文】 ?溶劑在塔釜中濃度有明顯躍升。 54 四、萃取精餾過程的計算 萃取精餾過程特點： F S D W n n+1 n1 m1 m+1 m （ 1）物系非理想性強； （ 2）塔內(nèi)汽液相流率變化大； （ 3）相平衡和熱量衡算關系復雜。 適于用嚴格計算法 （ 見第 6章 ） 。 有些情況下，特別是當原溶液組分性質(zhì)相近時，可按二元精餾方法，用圖解法或解析法處理，使計算得以簡化。 作業(yè)： p164 第 9題 55 五、萃取精餾實例 環(huán)乙烷對苯的相對揮發(fā)度 環(huán)己烷－苯的萃取精餾分離 萃取劑：糠醛 O CHO糠醛組成， x 0 ?環(huán)乙烷／苯 56 共沸精餾 共沸精餾又稱恒沸精餾。 分離原理： 與萃取精餾基本相同，不同之處是共沸劑（夾帶劑，攜帶劑）在影響原溶液組分的相對揮發(fā)度的同時，還要與原溶液中一個或多個組分形成共沸物。 一、共沸物的特性與其組成的計算 二、共沸劑的選擇 三、共沸精餾流程 四、共沸精餾的計算 五、共沸精餾與萃取精餾比較 57 一、共沸物的特性與其組成的計算 對于共沸物 ， 混合物的蒸汽壓－組成曲線上之極值點相當于汽 、 液平衡相的組成相等 。 多元共沸物汽液相組成相等點并不一定對應于恒壓下 T— x 圖上的極值點或恒溫下 P— x 圖上的極值點。 二元系 （ 1）二元均相共沸物 系統(tǒng)壓力不高時 ， 汽相視為理想氣體： ssssPPPPPPKK221122112112 //????? ???共沸點處： 112 ??58 即： 或 —— 計算方程 ？ 已知總壓 P， 如何求共沸組成 x和共沸溫度 T 12211 ?ssPP??ssPP1221 ???4） 代入： —— 校核方程 )1(122111 xPxPP ss ??? ??1） 假定 T； 2） 計算 P1S和 P2S； 3） 由 ?1＝ f(x1,T,P)、 ?2＝ f(x1,T,P)和 ?1/?2= P1S/P1S計算 x1； 5） 如上式成立 ， 則結(jié)束計算 ， 如不成立 ， 則假定新的 T， 繼續(xù)試差計算 。 59 （ 2）非均相二元共沸物 除考慮汽液平衡外 ， 還要考慮液液平衡 。 聯(lián)立求解上述三式 ， 可得到共沸溫度 （ 共沸壓力 ）和液相組成 。 計算方程： IIIIII xx 1111 ?? ? IIIIII xx )1()1( 1212 ??? ??校核方程： IIsIIs xPxPP )1( 122111 ??? ??60 三元系 計算方程： 132312 ??? ??ssPP1221 ???ssPP2332 ???ssPP1331 ???333222111 xPxPxPPsss ??? ???校核方程： 61 二、共沸劑的選擇 理想的共沸劑應具備以下特性： （ 1） 顯著影響關鍵組分的汽液平衡關系； （ 2） 共沸劑容易分離和回收； （ 3） 用量少 ， 汽化潛熱低； （ 4） 與進料組分互溶 ， 不生成兩相 ， 不與進料 中組分起化學反應； （ 5） 無腐蝕 、 無毒； （ 6） 價廉易得 。 62 三、共沸精餾流程 （ 一 ） 雙壓精餾 如果壓力變化明顯影響共沸組成 ， 則采用兩不同壓力操作的雙塔流程 ， 可實現(xiàn)二元共沸物完全分離 。 圖 331 雙壓精餾流程 63 （二）二元非均相共沸物的精餾 如果二組分能夠形成非均相共沸物 ， 那么不必另加共沸劑便可實現(xiàn)二組分的完全分離 。 圖 333 分離非均相共沸物的流程 64 （三）其他 均相共沸物需要用萃取等方法來分離 。 為了得到高純的塔底產(chǎn)品 ， 采用稍過量的共沸劑 ，再增加一個溶劑回收塔 ， 往往是一個行之有效的方法 。 65 四、共沸精餾的計算 共沸物精餾體系非理想性強 、 組分多 、 變量多 ， 不宜使用簡捷法 ， 而嚴格計算也變得非常復雜 。 66 五、共沸精餾實例 乙醇－水共沸精餾 乙醇－水溶液共沸點： ℃ ；共沸組成：乙醇 ；水 。 乙醇－水－苯共沸點： ℃ ；共沸組成：乙醇 ；水 ；苯 。 67 六、共沸精餾與萃取精餾比較 共同點： 不同點： 基本原理相同，都是通過加入適量的質(zhì)量分離劑，改變組分之間的相互作用，增大組分的揮發(fā)度差異，實現(xiàn)精餾分離。 （ 1）共沸精餾中加入的共沸劑必須與原溶液中的一個或 幾個組分形成共沸物，而萃取精餾中的溶劑無此限 制，共沸劑的選擇范圍相對較窄； （ 2）共沸精餾中共沸劑以汽態(tài)離塔，消耗的潛熱較多， 萃取精餾中萃取劑基本不變化，因此共沸精餾的能 耗一般比萃取精餾大； （ 3）在同樣壓力下，共沸精餾的操作溫度通常比萃取精 餾低，故共沸精餾更適用于分離熱敏性物料； （ 4）共沸精餾可連續(xù)操作，也可間歇操作，萃取精餾一 般只能連續(xù)操作。 68 第 3章 完 謝謝！
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