【正文】 A . α= B . α= C . α= 練習(xí)題： 3．某二元混合物，恒壓下液相的易揮發(fā)組分組成為 x＝ ，相應(yīng)的泡點(diǎn)溫度為 t1；與之平衡的氣相組成 y＝ ，相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為 t2,兩組分的相對(duì)揮發(fā)度為 α ，則有：（ ） A . t1t2,α= B . t1t2, α= C . t1t2,α= D . t1=t2, α= 練習(xí)題： 4． 與簡單蒸餾相比，采用精餾操作對(duì)均相溶液進(jìn)行分離可以得到純度高的產(chǎn)品，其原因在于（ ） 。 本小節(jié)要點(diǎn)： 恒回流比間歇精餾 恒餾出液組成間歇精餾 恒沸 精餾 萃取 精餾 練習(xí)題： 1. “ 精餾操作的依據(jù)是混合液各組分間的沸點(diǎn)存在差異 ” 一此說法僅限于何種物系？更準(zhǔn)確的表示應(yīng)為：（ ）。使萃取劑在精餾過程中，基本上不被氣化 精餾 ?對(duì)萃取劑的要求。 ?新加組分不與原料液中組分形成新的恒沸物。 能與被分離的組分形成新的恒沸物； 用量盡可能少 ； 形成新的恒沸液容易分離 ； 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，廉價(jià)易得。 精餾 ?新加組分稱為挾帶劑。 精餾 ?恒沸精餾適用的物系： 相對(duì)揮發(fā)度接近 1的物系； 具有最低恒沸點(diǎn)的恒沸物； 具有最高恒沸點(diǎn)的恒沸物 。 ?特殊 精餾的本質(zhì) 是 通過向待分離混合液加入一新組分，使分離在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上變?yōu)榭尚小?各操作線上第一級(jí)梯級(jí)的始端與末級(jí)梯級(jí)的末端即為對(duì)應(yīng)的 xDxW關(guān)系 恒餾出液組成 的間歇精餾計(jì)算 ?以不斷加大回流比，來彌補(bǔ)因釜液濃度不斷下降所造成的對(duì)餾出液組成的影響，維持餾出液組成恒定。 多組分混合液的初步分離 ?間歇精餾的特點(diǎn)： 恒回流比操作 恒餾出液組成操作 ?間歇精餾的兩種典型操作方式 非穩(wěn)態(tài)、只有精餾段 恒回流比 的間歇精餾計(jì)算 ?塔頂餾出液組成和釜液組成均隨 操作過程不斷下降 ?操作過程不同時(shí)刻的操作線均平行 恒回流比 的間歇精餾計(jì)算 理論板數(shù) NT的確定 ?假設(shè)一個(gè)初始的塔頂產(chǎn)品濃度 xD， 0 （ 需大于塔頂產(chǎn)品的平均濃度），然后按一般原則求理論板數(shù)。 ?間歇精餾適用場合 原料分批取得。試問： 料液在 20℃ 下進(jìn)塔時(shí)，再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷以及加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的消耗量各為多少？ （忽略熱損失） （已知用絕壓為 200kPa的飽和蒸氣加熱，且在飽和冷凝液下排出，冷卻水進(jìn)出口溫度分別為 25 ℃ 及 35 ℃ ） 解：苯的分子量為 78，甲苯的分子量為 92 原料液的平均分子量 ????＝FM原料液摩爾流量 hk m o lF / 7 5 0 0 0 ?＝3 6 2 6 0 0 )2095( 5 83 2 6 0 0)( ??????? r ttcrq Fbp＝20℃ 加料時(shí) ， 熱狀態(tài)參數(shù)為 由物料衡算式 代入數(shù)據(jù)，得 175???????WDFD解得 hk m o lWhk m o lD / / ??WDF WxDxFxWDF????精餾段和提餾段的上升蒸氣量為： hk m olFqVVhk m olDRV/409)1(/)()1(??????????＝＝? 冷凝器的熱負(fù)荷為： 因塔頂餾出液含苯 ％，可近似按純苯看待，加上是泡點(diǎn)回流， HVHL=r，查得 r＝ 30340kj/kmol,所以： )( LDVDc IIVQ ??hkjVrQ c / 0 3 4 0345 7?????? 冷卻水消耗量為： hkgttcQWpcCc /)2535()(5712?????????同理，再沸器的熱負(fù)荷為： hkjrVIIVQ WLWVB/)( 7?????????? ??? 再沸器加熱蒸氣消耗量為： hkgrQW Bh /6 1 4 52 2 0 5 103 5 70???? ?間歇精餾 原料一次性加入蒸餾釜、塔頂有回流、有多層塔板的蒸餾。 )()1( )( LDVDLDVDcIIDRIIVQ????? ?冷凝器的熱量衡算 )( 12 ttcQWpcCc ???冷卻介質(zhì)消耗量 ?再沸器的熱負(fù)荷 LmLWLWVB QILWIIVQ ?????? ??? WLmL IIWLV?? ????? ?LWLWVLWLWVLWLWVBQIIVQIVIVQIWLIVQ??????????????????????)( )( LmLWLWVB QILWIIVQ ?????? ???LWLWVB QIIVQ ???? ?? )( 上式表明 :再沸器需要提供的熱量（熱負(fù)荷） QB， 包括進(jìn)入塔內(nèi)的蒸氣 V′在再沸器中受熱而發(fā)生的焓升量與熱損失 QL之和 。 或?qū)Q熱設(shè)備作操作分析。 相應(yīng)地 ， 塔底再沸器所產(chǎn)生的蒸汽及其熱耗也將減少 ? 塔底所減少的熱耗 ， 在數(shù)量上剛好等于將原料預(yù)熱至泡點(diǎn)并部分汽化所需要的熱量 ， 但是 ， 將熱量用于原料預(yù)熱 ， 便不能在提餾段發(fā)揮應(yīng)有作用 ， 因此所需板數(shù)必須增大 。 與泡點(diǎn)加料相比 ， 過冷液體加料所需理論板數(shù)較少的原因就在于此 。 此額外循環(huán)量使提餾段每塊理論板的分離程度增大 ， 故與泡點(diǎn)進(jìn)料相比 ， 所需理論板數(shù)減少 。 ? 當(dāng)分離要求一定時(shí) ， 循環(huán)量越大 ， 操作線越遠(yuǎn)離平衡線 ， 所需要的板數(shù)越少 。 ? 此部分回流液以液態(tài)形式自塔頂流至塔底 ， 而在塔底又以氣態(tài)形式返回塔頂 。 例 6 在氣液混合狀態(tài)進(jìn)料， 因?yàn)橐浩葹?3： 1，即熱狀態(tài)參數(shù)為 同理 ， 求得 塔內(nèi)氣 、 液循環(huán)量為 ＝qhk m o lFqVVhk m o lqFLLhk m o lVhk m o lL/90)1(/1 5 0/1 1 5 /75 ???????＝＝＝＝提餾段操作線方程為 0 4 4 6 ??????? ? xWL WxxWL Ly W＝ 圖解法求得此精餾過程需 11塊理論板，進(jìn)料板第 6塊。K），汽化潛熱為 32600kJ/kmol。 ) 加料狀態(tài)對(duì)所需理論板數(shù)的影響 由苯的回收率可求出塔頂產(chǎn)品的流量為 解： 泡點(diǎn)進(jìn)料 hk m o lx xFDDF /40 ???????＝求塔底產(chǎn)品的流量與組成 hk m olDFW /60 ??＝0 6 6 ???? W xDxFx DFW ＝?依 平衡線方程 ， 作平衡線； ?依 q=1， 作 q線； 平衡線方程為 xxy ?＝?求最小回流比：連操作線與平衡線交點(diǎn)e(， ）與點(diǎn)（ xD,xD) 最小回流比及回流比為 m i n ??????eeeDxyyxR ＝11 ?????xRxxRRy D＝ ??＝R精餾段操作線方程為 塔內(nèi)氣、液循環(huán)量： hk m o lVVhk m o lqFLLhk m o lDRVhk m o lRDL/115/175/115)1(/75 ????????＝＝＝＝提餾段操作線方程為 0 3 5 2 ?????????xxWqFLWxWqFLqFLy W 圖解法求得此精餾過程需 9塊理論板，進(jìn)料板第 5塊。若 維持相同回流比， 改為 以下兩種情況進(jìn)料 , 則情況如何？ (1) 20℃ 進(jìn)料； (2) 在液氣比為 3： 1狀態(tài)進(jìn)料 ；(已知原料液的泡點(diǎn)溫度為 95℃ ， 平均比熱容為（ kmol 例 6 流量為 100kmol/h的苯與甲苯混合物，含苯 （摩爾分?jǐn)?shù)，下同），擬采用常壓精餾分離，塔頂設(shè)有全凝器，要求塔產(chǎn)品苯含量為 ，苯回收率不低于 90%，泡點(diǎn)進(jìn)料，泡點(diǎn)回流，回流比為最小回流比的 。 ?當(dāng)餾出率過大時(shí)，因受到物料衡算的約束，回流比再大也無濟(jì)于事。 ?再假設(shè) xW作出提餾段操作線； ?根據(jù)物料衡算，可求出餾出率為 ?本例試差結(jié)果是 xW= 29 ??????WDWFxxxxFD ＝?在精餾塔操作過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不合格時(shí)，往往會(huì)不加分析地采用增大回流比的方法加以解決。餾出率可通過試差求出。 ???DFxx FD ＝解：（ 1）設(shè) xW=0，由物料衡算可求得 例 5 NT=10，加料板為第 4塊，泡點(diǎn)進(jìn)料，R=，在正常操作下，餾出液含量 xD=，餾出率 D/F=。 例 5 用精餾塔分離苯與甲苯混合液，精餾塔具有 10塊理論板（包括塔釜），加料板為第 4塊，料液在泡點(diǎn)下進(jìn)塔，回流比 R=，在正常操作下，餾出液含量xD=，餾出率 =。 例：已知 因故 E降為 ， 則： 20 1 0 0 % E： 1 ?? PPT NNN 得＝由 10 11 ＝?TN252 ?PN 對(duì)已有的塔 ， 實(shí)際塔板數(shù)是確定的 ， 故應(yīng)設(shè)法減少理論板 。 物料衡算對(duì)精餾過程的約束 例 5 用精餾塔分離苯與甲苯混合液，精餾塔具有 10塊理論板（包括塔釜），加料板為第 4塊，料液在泡點(diǎn)下進(jìn)塔，回流比 R=，在正常操作下，餾出液苯含量xD=，餾出率 。 uV?4 D ＝上節(jié)要點(diǎn)： 回流比的影響與選擇 ? 全回流和最少理論板層數(shù) ? 最小回流比 傳質(zhì)效率和實(shí)際板數(shù) ? 適宜回流比的選擇 習(xí)題課 ? 原料組成對(duì)最小回流比的影響 ? 物料衡算對(duì)精餾過程的約束 例題涉及以下內(nèi)容 ? 加料狀態(tài)對(duì)所需理論板數(shù)的影響 原料組成對(duì)最小回流比的影響 例 4 如圖分別為苯 甲苯混合液和水 乙醇混合液的 xy圖，在其他條件相同的前提下，比較原料組成變化對(duì)最小回流比的影響 ?對(duì)于普通物系，原料組成越低，為獲得同樣的塔頂產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的 最小回流比 越大。即： TNZ ?H E T P ＝ ?板式精餾塔的高度 根據(jù)實(shí)際板層數(shù)和板間距（指相鄰兩層實(shí)際板之間的距離），可計(jì)算塔高 。 全塔效率 E （ 總板 效率 ） 100% E ?PTNN＝ 在填料塔內(nèi)，假設(shè)將填料層分為若干相等的高度單位，每一高度單位的作用相當(dāng)于一層理論板，則該單位填料層高度稱為理論板當(dāng)量高度，簡稱等板高度，以 HETP表示。 ?精餾塔的傳質(zhì)效率可從三個(gè)不同的側(cè)面反映：點(diǎn)效率、板效率和全塔效率。 Gilliland關(guān)聯(lián)圖 應(yīng)用注意事項(xiàng) ?塔高與實(shí)際板數(shù)直接相關(guān)，而實(shí)際板數(shù)又與傳質(zhì)效率有關(guān)。 （ Gilliland） 關(guān)聯(lián)圖 應(yīng)用 — 吉利蘭（ Gilliland） 關(guān)聯(lián)圖法 ?組分?jǐn)?shù) 211。 （ Gilliland） 關(guān)聯(lián)圖 的特點(diǎn) —