《化工原理》(下)第一章精馏第三次课课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,y,3,y,2,2,1,3,x,1,y,1,x,D,x,2,x,3,1.3.1,多次部分汽化和多次部分冷凝,第三节,精馏原理和流程,x,F,y,1,x,1,y,2,x,2,y,3,x,3,1,y3y2213 x1 y1xD x2 x31.3,y,1,y,2,y,3,.x,2,x,3,x,W,可得较纯的A和B,多次部分汽化和多次部分冷凝,是精馏分离的必要条件,产品收率低，设备庞杂,引入回流,最上层冷凝器,提供下降液流,最下层加热器,提供上升蒸汽,x,F,x,1,y,2,x,2,y,3,x,3,y,1,3,2,1,2,y1x2x3,1.3.2,精馏原理,利用各组分,挥发能力的差异,，通过,气液相的回流,，,在热能驱动和相平衡关系的约束下，使易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到分离，称该过程为精馏传热、传质过程同时进行,当重组分由气相向液相转移时是冷凝过程，放出热量，液相中轻组分向气相转移时为气化过程，将吸收热量3,1.3.2 精馏原理利用各组分挥发能力的差异，通过气液相的,1.3.3,精馏的流程,传热与传质的场所分离器塔板,x,D,x,F,x,W,，因此进料应在塔体的某一适宜塔板上，此板上液体组成与进料组成相接近，其称为加料板，加料板以上的塔段称为,精馏段,，加料板以下（包括加料板）的塔段称为,提馏段,。

冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流为精馏过程提供了,传质的必要条件,4,1.3.3 精馏的流程传热与传质的场所分离器塔板4,5,5,x,F,1.3.4,塔内进行连续精馏的几个特点,y,n,x,n,y,n-1,y,n+1,n,n+1,n-1,x,n+1,x,n-1,x,m,y,m,x,D,6,xF1.3.4 塔内进行连续精馏的几个特点ynxnyn-1y,塔板上发生部分汽化和部分冷凝，若所提供的汽液接触时间（或接触表面）充分，每层塔板相当或接近于一次平衡蒸馏，,即离开每层塔板的汽液两相达到平衡y,n,=f(x,n,),向塔顶方向，蒸汽越来越富集易挥发组分，即y,n,y,n+1,；向塔底方向，液体越来越富集难挥发组分，即x,n,x,n+1,物料温度自下而上降低，即Tn Tn-1浓度分布：塔顶 塔底，易挥发组分浓度,难挥发组分浓度,温度升高，压力升高,x,w,x,D,相应的沸点t,A,(t,D,)P,D,7,塔板上发生部分汽化和部分冷凝，若所提供的汽液接触时间（或接触,1.3.5 精馏塔设备,精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件、实现传质过程的设备该设备可分为两类，一是板式塔，二是填料塔,板式精馏塔如图,所示。

气、液两相在塔内逆向流动，气相从下至上流动，液相依靠重力自上向下流动，在塔板上接触进行传质两相在塔内各板逐级接触中两相的组成发生,阶跃式,的变化，故称板式塔为,逐级接触设备,8,1.3.5 精馏塔设备 精馏塔是提供混合物气、液两相,填料精馏塔如图,所示塔内装有大比表面和高空隙率的填料,当气相从塔底进入时，在填料孔隙内沿塔高上升，与展在填料上的液沫连续接触，进行传质，使气、液两相发生,连续的,变化，故称填料塔为,微分接触设备,9,填料精馏塔如图 所示9,第四节 两组分连续精馏的计算,理论板的概念,离开该塔板,的两相在传热、传质方面都达到了平衡，即汽液两相的温度相同、组成互呈平衡，常又称为平衡级t,n,=T,n,y,n,=f(x,n,),理论板具有最大的分离能力，,是塔分离的极限能力,10,第四节 两组分连续精馏的计算理论板的概念理论板具有最大的,恒摩尔流假设,各板上混合物的摩尔气化热近似相等汽液接触时因温度不同交换的显热忽略,热损失忽略,但精馏段与提馏段之间两相流量,不一定相等,L=L;V=V,(?),恒摩尔汽、液流：,精馏段:,V,1,=V,2,=V,n,=V;L,1,=L,2,=L,n,=L;,提馏段:,V,1,=V,2,=V,n,=V;L,1,=L,2,=L,n,=L,11,恒摩尔流假设 各板上混合物的摩尔气化热,1.全塔物料衡算,x,F,1.4.1 物料衡算,F=W+D,Fx,f,=Wx,W,+Dx,D,馏出液采出率,:D/F,釜液采出率,:W/F,注意：计算时单位的一致,易挥发组分回收率：,难挥发组分回收率：,12,1.全塔物料衡算xF1.4.1 物料衡算F=W+D馏出液,2.塔板上物料衡算,一类是带有进料和采出的塔板，,一类是非进料和采出塔板,。

x,F,a.进料塔板的物料衡算,设进料板为第m板,13,2.塔板上物料衡算 一类是带有,b.非进料和采出板物料衡算,任意m非进料板物料衡算则有：,V,n,+1,=,V,n,L,n,-1,=,L,n,14,b.非进料和采出板物料衡算任意m非进料板物料衡算则有：,1.4.2 操作线方程,1.精馏段操作线方程,塔顶蒸气全部被冷凝，采出液相产品为D，回流量为L并定义回流量与采出量之比,L/D为回流比RV=L+D V=(R+1)D L=RD,Vy,n+1,=Lx,n,+Dx,D,15,1.4.2 操作线方程1.精馏段操作线方程塔顶蒸气全部,L=V+W,Lx,n,=Vy,n+1,+Wx,W,2.提馏段操作方程,16,L=V+W2.提馏段操作方程16,若将精馏段及提馏段两操作线与平衡曲线（yx）同时绘于同一直角坐标中，精馏段操作线如,DC,所示，提馏段操作线如,QW,所示,17,若将精馏段及提馏段两操作线与平衡曲线（yx）同时绘于同一直,。