《化工原理》(下)第一章精餾第三次課課件

1、y3y2213 x1 y1xD x2 x31.3.1 多次部分汽化和多次部分冷凝 第三節(jié) 精餾原理和流程xFy1x1y2x2y3x31y3y2213 x1 y1xD x2 x31.3y1y2y3.x2x3xW 可得較純的A和B多次部分汽化和多次部分冷凝 是精餾分離的必要條件產(chǎn)品收率低，設(shè)備龐雜 引入回流最上層冷凝器 提供下降液流最下層加熱器 提供上升蒸汽xFx1y2x2y3x3y13212y1y2y3.x2x31.3.2 精餾原理利用各組分揮發(fā)能力的差異，通過(guò)氣液相的回流，在熱能驅(qū)動(dòng)和相平衡關(guān)系的約束下，使易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得

2、到分離，稱該過(guò)程為精餾。傳熱、傳質(zhì)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行 當(dāng)重組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移時(shí)是冷凝過(guò)程，放出熱量，液相中輕組分向氣相轉(zhuǎn)移時(shí)為氣化過(guò)程，將吸收熱量。31.3.2 精餾原理利用各組分揮發(fā)能力的差異，通過(guò)氣液相的1.3.3 精餾的流程傳熱與傳質(zhì)的場(chǎng)所分離器塔板xD xF xW ，因此進(jìn)料應(yīng)在塔體的某一適宜塔板上，此板上液體組成與進(jìn)料組成相接近，其稱為加料板，加料板以上的塔段稱為精餾段，加料板以下（包括加料板）的塔段稱為提餾段。冷凝器從塔頂提供液相回流，再沸器從塔底提供氣相回流。為精餾過(guò)程提供了傳質(zhì)的必要條件。41.3.3 精餾的流程傳熱與傳質(zhì)的場(chǎng)所分離器塔板455xF1.3.4 塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)精餾的幾個(gè)

3、特點(diǎn)ynxnyn-1yn+1nn+1n-1xn+1xn-1 xmymxD6xF1.3.4 塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)精餾的幾個(gè)特點(diǎn)ynxnyn-1y塔板上發(fā)生部分汽化和部分冷凝，若所提供的汽液接觸時(shí)間（或接觸表面）充分，每層塔板相當(dāng)或接近于一次平衡蒸餾，即離開每層塔板的汽液兩相達(dá)到平衡yn=f(xn)向塔頂方向，蒸汽越來(lái)越富集易揮發(fā)組分，即yn yn+1 ；向塔底方向，液體越來(lái)越富集難揮發(fā)組分，即xn xn+1 。物料溫度自下而上降低，即Tn Tn-1 。濃度分布：塔頂 塔底，易揮發(fā)組分濃度 難揮發(fā)組分濃度 溫度升高，壓力升高 xwxD, 相應(yīng)的沸點(diǎn)tA(tD)PD7塔板上發(fā)生部分汽化和部分冷凝，若所提供的

4、汽液接觸時(shí)間（或接觸1.3.5 精餾塔設(shè)備 精餾塔是提供混合物氣、液兩相接觸條件、實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)過(guò)程的設(shè)備。該設(shè)備可分為兩類，一是板式塔，二是填料塔板式精餾塔如圖 所示。 氣、液兩相在塔內(nèi)逆向流動(dòng)，氣相從下至上流動(dòng)，液相依靠重力自上向下流動(dòng)，在塔板上接觸進(jìn)行傳質(zhì)。兩相在塔內(nèi)各板逐級(jí)接觸中兩相的組成發(fā)生階躍式的變化，故稱板式塔為逐級(jí)接觸設(shè)備。 81.3.5 精餾塔設(shè)備 精餾塔是提供混合物氣、液兩相填料精餾塔如圖 所示。塔內(nèi)裝有大比表面和高空隙率的填料當(dāng)氣相從塔底進(jìn)入時(shí)，在填料孔隙內(nèi)沿塔高上升，與展在填料上的液沫連續(xù)接觸，進(jìn)行傳質(zhì)，使氣、液兩相發(fā)生連續(xù)的變化，故稱填料塔為微分接觸設(shè)備。 9填料精餾塔如圖

5、 所示。9 第四節(jié) 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算理論板的概念 離開該塔板的兩相在傳熱、傳質(zhì)方面都達(dá)到了平衡，即汽液兩相的溫度相同、組成互呈平衡，常又稱為平衡級(jí)。 tn=Tn yn=f(xn) 理論板具有最大的分離能力，是塔分離的極限能力10 第四節(jié) 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算理論板的概念理論板具有最大的 恒摩爾流假設(shè) 各板上混合物的摩爾氣化熱近似相等 。 汽液接觸時(shí)因溫度不同交換的顯熱忽略 熱損失忽略。但精餾段與提餾段之間兩相流量不一定相等。 L=L; V=V (?) 恒摩爾汽、液流： 精餾段: V1=V2= Vn=V; L1=L2= Ln=L; 提餾段: V1=V2=Vn=V; L1=L2=Ln=L11

6、恒摩爾流假設(shè) 各板上混合物的摩爾氣化熱1.全塔物料衡算xF1.4.1 物料衡算F=W+DFxf=WxW+DxD餾出液采出率: D/F釜液采出率: W/F 注意：計(jì)算時(shí)單位的一致易揮發(fā)組分回收率：難揮發(fā)組分回收率：121.全塔物料衡算xF1.4.1 物料衡算F=W+D餾出液 2 . 塔板上物料衡算 一類是帶有進(jìn)料和采出的塔板， 一類是非進(jìn)料和采出塔板。xFa.進(jìn)料塔板的物料衡算設(shè)進(jìn)料板為第m板13 2 . 塔板上物料衡算 一類是帶有b.非進(jìn)料和采出板物料衡算任意m非進(jìn)料板物料衡算則有：Vn+1=VnLn-1=Ln14b.非進(jìn)料和采出板物料衡算任意m非進(jìn)料板物料衡算則有：1.4.2 操作線方程1. 精餾段操作線方程塔頂蒸氣全部被冷凝，采出液相產(chǎn)品為D，回流量為L(zhǎng)。并定義回流量與采出量之比L/D為回流比R。V=L+D V=(R+1)D L=RD Vyn+1=Lxn+DxD151.4.2 操作線方程1. 精餾段操作線方程塔頂蒸氣全部L=V+WLxn=Vyn+1+WxW2.提餾段操作方程16L=