化工原理--精餾(ppt54頁)-文庫吧資料
2025-01-05 04:58本頁面
【正文】 表示 (1) 在對角線上作 e 點(diǎn) (y=x=xF)； (2) 過 e 點(diǎn)作斜率為 q/(q1) 的直線 。 2)提餾段操作線方程 對圖 612虛線范圍 （ 包括提餾段第 m板以下塔段和塔釜在內(nèi) ） 作物料衡算： VWxxVLy Wnn ??????1 提餾段操作線方程的物理意義 : 在一定的操作條件下 , 提餾段內(nèi)自任意第 n板下降的液相組成 xn與其相鄰的下一層塔板上升的蒸汽組成 yn+1之間的關(guān)系 . Wnn WxyVxL ???? ?1提餾操作線： c點(diǎn)： （ xW， xW） 截距： WxW /V’ 3) 操作線方程在 xy圖上的畫法 精餾操作線： a點(diǎn)： ( xD， xD） 截距： xD /(R+1) x y 0 xD a b xW c d e 1?RxDVWxW??111 ????? RxxRRy Dnn精餾段操作線方程 VWxxVLy Wnn ??????1提餾段操作線方程 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 進(jìn)料熱狀況和進(jìn)料線方程 1) 5 種進(jìn)料熱狀況 ① 低于泡點(diǎn)的冷液體； ② 泡點(diǎn)下的飽和液體； ③ 氣液混合物； ④ 飽和蒸氣； ⑤過熱蒸氣 。 VVVV m ???? ?121 ? LLLLL m ????? ?1210 ? 由于精餾過程是涉及傳熱和傳質(zhì)的過程 ,相互影響的因素較多 , 引入恒摩爾流假定 , 使得連續(xù)精餾過程計(jì)算大大簡化 。 宏觀表現(xiàn)為：兩相溫度相同；離開塔板的汽液兩相成平衡 。 造成汽液兩相狀態(tài) ， 以保證精餾過程穩(wěn)態(tài)操作 。 二者互不平衡 , tn+1tn1 xn1大于與 yn+1成平衡的液相組成xn+1*存在溫度差和濃度差 傳質(zhì)和傳熱 . 其結(jié)果 : 圖 泡罩塔的操作情況 1) 氣相部分冷凝 , 使其中難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入到液相中； 2) 氣相冷凝放出潛熱傳給液相 , 使其部分氣化 , 其中的部分易揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入到氣相 , 結(jié)果 : xnxn1,ynyn+1。 圖 精餾塔模型 圖 ， 由精餾塔模型轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際精餾塔的一段 。 塔中各級的易揮發(fā)組分 濃度 由上至下逐級降低 ， 而溫度 逐步增高 。 精餾： 據(jù)揮發(fā)度不同 ， 將混合液 ， 在精餾塔中同時(shí)多次進(jìn)行部分氣化和部分冷凝 ， 使其分離成幾乎純態(tài)組分的過程 。 混合蒸汽連續(xù)或多次部分冷凝 ， 蒸汽組成沿 tx(y) 相圖的露點(diǎn)線變化 ， 可得到易揮發(fā)組分含量很高而難揮發(fā)組分含量很低的蒸汽 。 傳熱 由此可見 ， 不同溫度且互不平衡的氣液兩相接觸時(shí) ， 必然會同時(shí)產(chǎn)生傳熱 和 傳質(zhì) 的雙重作用 ， 所以使上一級的液相回流 （ 如液相 x2） 與下一級的氣相 （ 如氣相 y2`)直接接觸 ， 就可以將圖 示的分離流程 ， 從而省去了逐級使用的中間加熱器和冷凝器 。 這樣 ， 將 x2和 y2`相 混合 ,......， 其結(jié)果不但消除了中間產(chǎn)品 ， 且提高了最后產(chǎn)品的收率 。 多次部分氣化和部分冷凝 過程分析 進(jìn)行這樣多級分離的結(jié)果是 ： y3 y2 ,同時(shí)進(jìn)行多次部分氣化和部分冷凝是使混合物得以完全分離地必要條件 . 不難看出 , 上圖所示的流程在工業(yè)上是不能采用的 , 因其存在以下兩個(gè)問題： t/?C x(y) 0 露點(diǎn)線 泡點(diǎn)線 泡點(diǎn) y1 xf y2 y3 x3 x1 x2 3 精餾原理 （ 1）分離過程得到許多中間餾分，如圖中的組成為 等液相產(chǎn)品，因此最后純產(chǎn)品的收率就很低； （ 2）設(shè)備龐雜，能量消耗大。 精餾可視為由多次蒸餾演變而來 。 t/?C x(y) 0 露點(diǎn)線 泡點(diǎn)線 xA yA xf 平衡蒸餾與簡單蒸餾 3. 精餾原理 上述平衡蒸餾和簡單蒸餾都是單級分離過程 ， 即對混合液進(jìn)行一次部分汽化 ， 使混合液達(dá)到部分分離 。 釜內(nèi)任一時(shí)刻的汽液兩相組成互成平衡 。 由上式可得 平衡蒸餾與簡單蒸餾 簡單蒸餾 簡單蒸餾也是一種單級蒸餾，間歇非穩(wěn)態(tài)操作，在蒸餾過程中系統(tǒng)的溫度和汽液相組成均隨時(shí)間改變。 3. 平衡關(guān)系 若已知進(jìn)料組成 xF 和生產(chǎn)任務(wù)所要求的汽化率 (1q)， 結(jié)合物料衡算式可求得汽液相組成 yD、 xW。 易揮發(fā)組分的物料衡算 兩式聯(lián)立可得 WDF WxDyFx ??WDWF xy xxFD ???WDF ??閃蒸罐 D, yD, te yD 加熱器 F, xF, tF W, xW, te Q 減 壓 閥 xW t0 若設(shè)液相產(chǎn)物占總加料量的分率為 q， 即 W/F=q， 則汽化率為D/F =(1q)， 代入上式整理可得 11 ???? qxqqxy FWD上式表示了汽化率與汽 、 液相組成的關(guān)系 。由閃蒸室塔頂和塔底引出的汽、液兩相即為閃蒸產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝中溶液的 閃蒸 分離是平衡蒸餾的典型應(yīng)用 (如醋酸 V103)。 α可作為混合液 能否用蒸餾方法分離以及分離難易程度的判據(jù) 。 1??時(shí) ， 。 1 雙組分溶液的氣液相平衡關(guān)系 由 xxy)1(1 ??? ??知 ， 1??時(shí) ， 。 ? 1， 表示組分 A 較 B 易揮發(fā)； ? 值越大 ， 兩個(gè)組分在兩相中相對含量的差別越大 ， 越容易用蒸餾方法將兩組分分離；若 ? =1， yA=xA， 此時(shí)不能用普通蒸餾方法分離該混合物 。對雙組分物系 對純組分液體 ， 其揮發(fā)度就等于該溫度下液體的飽和蒸汽壓 。 對多組分物系汽液平衡關(guān)系的計(jì)算 ， 應(yīng)用相平衡常數(shù)比較方便 。 LiGi ff ?? ?iiGi Pyf ??? iiLiLi xff ???? ??????? ??RTpPVpf iLiiiLi000 e x p?式中： ?i — 氣 （ 汽 ） 相 i 組分的逸度系數(shù)； ?i — 液相 i 組分的活度系數(shù)； fiL
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