化工原理精餾培訓(xùn)課件12-在線(xiàn)瀏覽
2025-01-31 01:16本頁(yè)面
【正文】 式中 K 不 僅 與系 統(tǒng) 溫度、 壓 強(qiáng) 有關(guān)，也與 組 成有關(guān)。?i 接近于 1，有若液相也 為 理想溶液，液相的活度系數(shù)就等于 1， 則液相 為 非理想溶液，汽相 為 理想氣體的相平衡常數(shù) 計(jì) 算式此式即為拉烏爾定律表達(dá)式。 對(duì) 雙 組 分物系 對(duì)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 。相相 對(duì)揮發(fā)對(duì)揮發(fā) 度度 yB=1yA， xB=1xA，代入并略去下 標(biāo) 可得 ? =所以 ? 的平均值 用于相平衡 計(jì) 算。1，表示 組 分 較 易 揮發(fā) ； ?=1， 若已知兩 組 分的相 對(duì)揮發(fā) 度，可由上式確定汽液平衡 組 成。1星期五由 組 分 A較 B易 揮發(fā) ， 可以用蒸 餾 方法分離時(shí) ， 揮發(fā) 度差異愈大， 愈有利于蒸 餾 操作 。時(shí) ， 不能用普通蒸 餾 的方法分離混合液。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)。平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾 平衡蒸餾 定 義平衡蒸 餾 是液體的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸 餾 操作。 由 閃蒸室塔 頂 和塔底引出的汽、液兩相即 為閃 蒸 產(chǎn) 品。閃蒸罐D(zhuǎn), yD, teyD加 熱器F, xF, tF W, xW, teQ減壓閥xWt022. 物料衡算物料衡算 總 物料衡算 兩式 聯(lián) 立可得 q，即 W/F=q， 則 汽化率 為D/F =(1q)，代入上式整理可得 yD~xW 符合平衡關(guān)系。xF 和生 產(chǎn) 任 務(wù) 所要求的汽化率 yD、 xW。 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 蒸蒸 餾餾 tF 升至 需供給的熱量 閃蒸后，料液溫度由 降至平衡溫度 4. 熱熱 量衡算量衡算 q 為已知的條件下，由物料衡算與相平衡關(guān)系求得 yD、 xW 后，由溫度 173。te，進(jìn)而求 由上式可得 簡(jiǎn)單蒸餾簡(jiǎn)單蒸餾 簡(jiǎn)單 蒸 餾 也是一種 單級(jí) 蒸 餾 ， 間 歇非 穩(wěn)態(tài) 操作，在蒸 餾過(guò) 程中系統(tǒng) 的溫度和汽液相 組 成均隨 時(shí)間 改 變 。分批加入蒸 餾 釜的原料液持 續(xù) 加 熱 沸 騰 汽化， 產(chǎn) 生的蒸汽由釜 頂連續(xù) 引入冷凝器得 餾 出液 產(chǎn) 品。y原料液x蒸氣xD1 xD2 xD3冷凝器 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 蒸蒸 餾餾 y 始 終 大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量 x 由原料的初始 組 成 xE，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸汽相 組 成 t/?Cx(y)0 露點(diǎn) 線(xiàn)泡點(diǎn) 線(xiàn)xA yAxf 平衡蒸平衡蒸 餾餾 與與 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 蒸蒸 餾餾 而精 餾 是一種多 級(jí) 分離 過(guò) 程，即同 時(shí)進(jìn) 行多次部分汽化和部分冷凝的 過(guò) 程，可使混合液得到幾乎完全的分離。此外，混合液中 組 分 間揮發(fā) 度差異是精餾 分離的前提和依據(jù)。多次部分氣化和部分冷凝 過(guò)程分析 進(jìn) 行 這樣 多 級(jí) 分離的 結(jié) 果是 ： 不 難 看出 ,因其存在以下兩個(gè) 問(wèn)題 ：t/?Cx(y)0露點(diǎn) 線(xiàn)泡點(diǎn) 線(xiàn)泡點(diǎn)y1xf y2 y3x3 x1x23 精餾原理精餾原理 等液相 產(chǎn) 品，因此最后 純產(chǎn) 品的收率就很低； 圖 多次部分氣化的 txy圖接近。率。將將 加加 熱熱 低溫的液體低溫的液體 x2，而使液，而使液體部分氣化，蒸氣自身體部分氣化，蒸氣自身 則則 被部分冷凝。 傳熱傳熱由此可由此可 見(jiàn)見(jiàn) ， 不同溫度且互不平衡不同溫度且互不平衡的氣液兩相接觸的氣液兩相接觸 時(shí)時(shí) ，必然會(huì)同，必然會(huì)同 時(shí)產(chǎn)時(shí)產(chǎn) 生生傳熱傳熱 和和 傳質(zhì)傳質(zhì) 的雙重作用的雙重作用 ， 所以使上所以使上一一 級(jí)級(jí) 的液相回流（如液相的液相回流（如液相 x2）與下一）與下一級(jí)級(jí) 的氣相（如氣相的氣相（如氣相 y2`)直接接觸直接接觸 ，就，就可以將可以將 圖圖 變?yōu)閳D變?yōu)閳D 所示的分離流程，從而省去了逐所示的分離流程，從而省去了逐 級(jí)級(jí) 使使用的中用的中 間間 加加 熱熱 器和冷凝器。 圖 多次部分氣化的分離示意圖3 精餾原理精餾原理 混合液體 連續(xù) 或多次部分汽化， 液相 組 成沿 tx(y) 相 圖 的泡點(diǎn) 線(xiàn)變 化 ，可得 難揮發(fā)組 分含量很高而易 揮發(fā)組 分含量很低的釜液。精 餾過(guò) 程正是 這 二者的有機(jī) 結(jié) 合。程。圖圖 為為 工工 業(yè)業(yè) 化精化精 餾餾 塔的模型。塔中各中各 級(jí)級(jí) 的易的易 揮發(fā)組揮發(fā)組 分分 濃濃 度度 由上至下逐由上至下逐 級(jí)級(jí) 降低降低，而，而 溫度溫度 逐步增高。當(dāng)某 級(jí)級(jí) 的的 濃濃 度與原料液的度與原料液的濃濃 度相同或相近度相同或相近 時(shí)時(shí) ，原料液就由此，原料液就由此 級(jí)進(jìn)級(jí)進(jìn) 入。 塔的一段。精餾塔的一段精餾塔的一段塔內(nèi)裝有若干 層 塔板或充填一定高度的填料 ,3 精餾原理精餾原理 進(jìn) 入第 n板的氣相 濃 度和溫度分 別為 yn+1和 tn+1，液相的 濃 度和溫度分 別為xn173。1。tn+1tn173。1大于與 yn+1成平衡的液相 組 成xn+1*173。173。173。傳質(zhì) 和 傳熱 . 其 結(jié) 果 :圖 1)使其中 難揮發(fā)組 分 轉(zhuǎn) 入到液相中；氣相冷凝放出潛 熱傳給 液相 ,其中的部分易揮發(fā)組 分 轉(zhuǎn) 入到氣相 ,結(jié) 果 :1,ynyn+1。實(shí)際 操作的精 餾 塔，從塔底引入上升蒸汽，從塔 頂 引入回流液體。3 精餾原理精餾原理 連續(xù)精餾流程連續(xù)精餾流程回流液體回流液體與上升蒸氣互相接觸與上升蒸氣互相接觸 ,獲獲 得塔得塔 頂產(chǎn)頂產(chǎn)品及保品及保 證證 有有 適宜的液相回流適宜的液相回流 .再沸器的再沸器的作用作用 : 提供一定量的上升蒸氣流提供一定量的上升蒸氣流 .2023/3/5恒摩爾流假設(shè)所 謂 理 論 板，是指在其上氣液兩相都充分混合，且 傳熱 及 傳熱過(guò) 程阻力 為 零的理想化塔板。. 恒摩爾流假定 :對(duì) 整個(gè)精 餾 塔 , 每 層 板上升蒸汽摩 爾 流率相等，每 層 板下降液體摩 爾 流率相等。全塔物料衡算全塔物料衡算圖 6173。對(duì)穩(wěn) 定操作的 連續(xù)精 餾 塔 ,料液加入量必等于塔 頂 和塔釜產(chǎn) 品量之和 .11虛 線(xiàn) 范 圍 （包括精 餾 段第n+1板和冷凝器在內(nèi)）作物料衡算 ,1)精 餾 段操作 線(xiàn) 方程 塔 頂 全凝 ： V=L+D=(R+1)D回流比 ： R=L/D4 雙組份連續(xù)雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算精餾的計(jì)算 在一定的操作條件下，精 餾段內(nèi)自任意第 n層 塔板下降的液相 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。12虛
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