化工原理第六章蒸馏课件
109页1、1.传质过程:,物质在一相转移到另一相的过程,第六章 蒸馏,棉酚: 液相 液相,NH3: 气相 液相,分离液体混合物,分离混合气体,乙醇: 液相 气相,分离液体混合物,2.蒸馏目的:,分离液体混合物,3.分离依据:,各组分的挥发度不同,A挥发度大沸点低轻组分,B挥发度小沸点高重组分,4.分类,按操作流程,连续精馏,间歇精馏,按操作压强,常压精馏,减压精馏,按组分数目,两组分精馏,多组分精馏,加压精馏,按蒸馏方式,简单蒸馏,特殊精馏,精馏,平衡蒸馏(闪蒸),图,图,简单蒸馏,返回,平衡蒸馏(闪蒸),返回,第一节 双组分溶液的气液平衡 一、溶液蒸气压和拉乌尔定律,1.饱和蒸汽压,2.道尔顿分压定律,理想气体:,3.拉乌尔定律:,若为理想溶液,同温度下纯A的饱和蒸汽压,Pa,同样:,?(平衡时),P 已知,气液平衡关系式,泡点方程,二、理想溶液的气液平衡相图,1.温度-组成图:,图,饱和液体线,饱和蒸气线,液相区,气液 共存区,过热蒸气区,A,B,(泡点线),C,E,(露点线),D,纯组分,沸点不变, 泡点露点,溶液,沸点随组成而变, 泡点露点,返回,2. 图:,图:,特点:,平衡线偏离对角
2、线越远,越易精馏。,图上读不出温度数据,P对 图影响不大,但对 图影响很大。,三、相对挥发度,1.挥发度( ):,2.相对挥发度( ):,定义:,若为理想溶液, 则,理想溶液:,气液平衡方程,若,越大于1,越容易精馏分离,若,若 ,,则不能采用普通精馏分离。,越小于1,越容易精馏分离,此时B为易挥发组分,结论: 可以用来判别精馏分离的难易程度, 以及用普通精馏方法能否达到分离的目的。,t改变, 变化不大,例1.苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸汽压和温度的关系数据如表所示。利用拉乌尔定律计算苯甲苯混合液在P101.33kPa下的气液平衡数据。该溶液可视为理想溶液。,解:以t=85为例,例2. 计算例1中苯甲苯体系在不同温度下 ,并据此算出各温度下的气液平衡数据y-x。,解:以t=100为例,四、非理想溶液的气液平衡相图,1.非理想溶液:,不符合拉乌尔定律,正偏差溶液,负偏差溶液,2.恒沸液与恒沸组成:,最大正偏差溶液,恒沸液,最大负偏差溶液,恒沸液,第二节 蒸馏与精馏原理 一、简单蒸馏与平衡蒸馏,1.简单蒸馏,简单蒸馏也称微分蒸馏,间歇非稳态操作,在蒸馏过程中系统的温度和汽液相组成均随时间改
3、变。,2.平衡蒸馏,平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作。生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用。,二、精馏原理,1.连续精馏装置:,再沸器:提供一定量的 上升蒸汽流,冷凝器:提供塔顶液相 产品及保证有适宜的 液相回流,2.多级分离:,缺点:收率低、能耗高,3.精馏原理:,省去中间加热器和冷凝器,最上一级冷凝后部分回流,塔釜加再沸器,必要条件:,塔顶液体的回流;,塔釜液体的部分气化。,塔内温度自顶至底依次升高。,4.塔板,(1)塔板上的液层和填料表面是气液两相进行热交换和质交换的场所。,(2)每块塔板相当于一只釜的作用。,进入第n板,难挥发冷凝多,易挥发汽化多,离开第n板,气相,液相,塔顶:纯A,塔釜:纯B,加料板以上,精馏段,加料板及其以下,提馏段,加料位置,与原料液组成和温度相近的板上进料,间歇精馏:,只有精馏段, 没有提馏段,第三节 双组分连续精馏的计算与分析,设计型计算:,操作型计算:,一、全塔物料衡算,总物料:,轻组分:,重组分回收率:,轻组分回收率:,例:将15000kg/h含苯40%(质量分率)和甲苯60%的溶液,在连续精馏塔中进行分离,要求釜
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