化工原理多媒體教案-展示頁(yè)
2025-01-05 17:00本頁(yè)面
【正文】 發(fā)組分物料衡算得 :帶入相平衡方程 :Y=mx二、平衡蒸餾全系統(tǒng)物料衡算：熱量衡算：加熱器閃蒸器內(nèi)三、 精餾 精餾是多次而且同時(shí)運(yùn)用部分氣化和部分冷凝的方法，使混合液較完全分離，獲得接近純組分的單元操作。原理： 一、 簡(jiǎn)單蒸餾定義：使混合液在蒸餾釜中逐漸受熱氣化，并不斷將生成的蒸氣引入冷凝器內(nèi)冷凝，以達(dá)混合液中各組分得以部分分離的方法。當(dāng) α1 時(shí)， yx ,能用普通精餾方法分離該混合物 , α 越大，越易分離。二 相對(duì)揮發(fā)度 定義：溶液中易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比。2 溶液中各組分的揮發(fā)度：可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡液相中的摩爾分率之比來(lái)表示。6—3 揮發(fā)度和相對(duì)揮發(fā)度 yx對(duì)于大多數(shù)溶液，達(dá)到平衡時(shí)，氣相輕組分的濃度總大于液相濃度，故平衡線位于對(duì)角線上方。三個(gè)相區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)、氣液兩相區(qū)。 在總壓一定的條件下，將 T—X 、 T—Y 關(guān)系標(biāo)繪在同一直角坐標(biāo)系中，即得到 T—X—Y 圖， T為縱坐標(biāo)，以液相組成或氣相組成為橫坐標(biāo)。 X=f（ pt） 露點(diǎn)方程 即 p = p0x泡點(diǎn)方程 pA =pA0xA pB = pB0xB p = pA+ pB =pA0xA+ pB0 xB = PA0xA+PB0(1xA) 理想氣體混合物 yi = ypi =yvi用途： (1)已知泡點(diǎn)，計(jì)算液相組成。xWA=(xiMA)/(xAMA+xBMB)四、氣體混合物的組成 氣體混合物中各組分的組成，除了可以用上述方法表示外，還可以用組分的分壓和分體積來(lái)表示。 xi→按蒸餾方法分：簡(jiǎn)單蒸餾（分離要求不高）平衡蒸餾（閃蒸）精餾特殊精餾{{按組分?jǐn)?shù)分： 雙組分蒸餾多組分蒸餾復(fù)雜系蒸餾按操作壓力分： {常壓減壓（熱敏性物料）加壓連續(xù)蒸餾間歇蒸餾本章主要討論常壓下雙組分連續(xù)精餾第二節(jié) 雙組分溶液氣液相平衡 6—1 相組成的表示法 一、質(zhì)量分率 xwi xwA=mA/m xwB=mB/m ∑xwi=1二、摩爾分率 xi xA=nA/n xB=nB/n ∑ xi =1 三、質(zhì)量分律與摩爾分律的換算 沸點(diǎn)高的組分為難揮發(fā)組分（重組分）常見的傳質(zhì)過(guò)程有蒸餾、吸收、萃取、干燥等?；どa(chǎn)中所處理的原料、中間產(chǎn)品、粗產(chǎn)品等幾乎都是混合物，而且大部分是均相物系，例如：石油、石油裂解氣和空氣等。平衡蒸餾和簡(jiǎn)單蒸餾的特點(diǎn)與計(jì)算；理論塔板數(shù)的簡(jiǎn)捷計(jì)算法；精餾裝置的熱量衡算；精餾操作分類；非理想物系氣液相平衡；間歇精餾的特點(diǎn)；直接蒸汽加熱、多股進(jìn)料或有側(cè)線采出和塔頂為分凝器的精餾過(guò)程計(jì)算。理解的內(nèi)容冊(cè)安徽理工大學(xué)張洪流第六章 蒸 餾 化工原理多媒體教案下 （Distillation)學(xué)習(xí)要求：熟練掌握的內(nèi)容精餾原理；操作線方程； q線方程；雙組分連續(xù)精餾塔的計(jì)算（包括物料衡算、進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)、最小回流比和回流比、逐板計(jì)算和圖解法求理論塔板數(shù)）；進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)和回流比對(duì)精餾塔操作和設(shè)計(jì)的影響。第一節(jié) 概述 為了滿足生產(chǎn)的要求，常需將混合物分離成純凈的或接近于純的物質(zhì)，對(duì)于均相物系的分離必須造成兩相物系，并且根據(jù)物系中各組分的差異，使其中一組分或幾個(gè)組分從一相向另一相轉(zhuǎn)移以達(dá)到分離的目的，該過(guò)程通常稱為傳質(zhì)過(guò)程或分離操作。一、蒸餾依據(jù)原理：將液體混合物部分氣化，利用混合物中各組分的揮發(fā)度不同使各組分得以分離。其中沸點(diǎn)低的組分為易揮發(fā)組分（輕組分）蒸出冷凝液 –––餾出液。蒸出后剩余的混合液 –––釜?dú)堃?。二、蒸餾分類 按操作方法分： { xwi→x ixi=(xwA/MA)/(xwi/MA+xwB/MB)x wi 二元混合物壓力分率 體積分率一、氣液相平衡拉烏爾定律：在一定溫度下，溶液上方某組分的平衡分壓等于此組分在該溫度下的飽和蒸汽壓乘以其在溶液中的摩爾分率。 (2）已知液相組成求泡點(diǎn)。二、氣液平衡相圖溫度 — 組成圖 確定露點(diǎn)溫度或氣相組成溫度Xi（或 yi）p 分析溫度 — 組成圖二條線：泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線。兩個(gè)溫度：泡點(diǎn)溫度、露點(diǎn)溫度杠桿定律：相平衡圖 平衡線偏離對(duì)角線愈遠(yuǎn)，該溶液愈易分離。一 揮發(fā)度的定義1 純液體的揮發(fā)度：指液體在一定溫度下的飽和蒸汽壓。 ν A=PA/XA 若 A、 B形成理想溶液： VA=PA0 對(duì)于純液體，即 XA=1 （或 XB=1） 純液體及理想溶液中任一組分的揮發(fā)度都等于它在純態(tài)時(shí)的飽和蒸汽壓，隨溫度而變化，因而使它在蒸餾計(jì)算中用起來(lái)很不方便，故引出相對(duì)揮發(fā)度的概念 。 α=V A/VB =(PA/xA)/(PB/xB)=yAxB/yBxA 對(duì)于理想溶液 α=P A0/pB0 精餾塔各截面的 α 變化不大可視為常數(shù)，計(jì)算可取平均值當(dāng) α=1 時(shí)， y=x ，不能用普通精餾方法分離該混合物。相平衡方程第三節(jié) 蒸餾方式 蒸餾方式 :簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、恒沸精餾、萃取精餾、水蒸汽蒸餾 操作流程： tX或 (y)（一 ）精餾原理1 多次部分氣化和多次部分冷凝x3y2y1xFx2x1y3多次部分冷凝 如圖：將組成為 XF，溫度為 TA的混合液加熱到氣液共存區(qū)，使其部分氣化，并將氣液兩相分開，氣相組成為 Y1 ，液相組成為 X1 ，且 Y1XFX1 ，部分分離。 再將溫度為 T1 組成為Y2 的飽和蒸汽冷凝到 P點(diǎn) T2 出現(xiàn)新平衡，氣相組成為 Y3 ， Y3 Y1 。多次部分汽化 再將組成為 X2’ 的飽和液體部分氣化，如此類推，最終可得易揮發(fā)組分濃度很低，接近于純凈的難揮發(fā)組分的液相。B 存在的兩個(gè)問(wèn)題：（ 1）中間產(chǎn)品多，收率低。x3xFy2y1x2x1y3C 簡(jiǎn)化流程 由圖可知， X1 XF Y1 ， X1 X2 Y1 ， X2 與 XF比較接近， X3 于 Y1 比較接近，若將第二級(jí)產(chǎn)生的中間產(chǎn)品 X2 于第一級(jí)的原料 XF 混合， X3 與 Y1 混合這樣消除了中間產(chǎn)品。 將每一中間產(chǎn)品返回到下一級(jí)中，不僅可以提高產(chǎn)品的收率；而且是過(guò)程必不可少的條件。 再沸器是保證精餾過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條件。 填料塔：塔內(nèi)充填一定高度的填料。篩板塔中 n層板上的操作情況板式塔鞍環(huán)填料階梯環(huán)填料 鮑爾環(huán)填料（三）精餾流程：再沸器 冷凝器 加料板板式塔流程填料精餾塔流程第四節(jié) 雙組分連續(xù)精餾的分析和計(jì)算 6—7 精餾塔的全塔物料衡算一、全塔物料衡算總物料衡算 F=D+W易揮發(fā)組分衡算 FxF=DxD+WxW在精餾計(jì)算中，有時(shí)用回收率表示分離程度
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