《化工原理下12平衡蒸馏》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理下12平衡蒸馏（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、回顾 蒸馏过程的分类 1 按操作流程间歇蒸馏 连续蒸馏2 按蒸馏方式简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏 特殊精馏3 按操作压强常压 减压 加压蒸馏4 按混合物中的组分数双组分精馏 多组分精馏 1 3 1平衡蒸馏 闪蒸 既可以间歇又可以连续方式进行 特点 低温沸腾 放出的显热作为气化的潜热 适用于 粗略分离的物料 轻组分含量不高 相对挥发度很大 1 流程 2 平衡蒸馏原理 3 特点 连续操作 组成和温度恒定不变 气 液两相平衡 温度和压力对平衡蒸馏的影响 4 平衡蒸馏的计算 物料衡算 操作性方程 热量衡算 节流后进入分离器 物料放出的显然等于部分汽化所需潜热 换热器热交换 则离开换热器的物料温度 气液相平
2、衡关系 对于二元体系的平衡体系 自由度为2 当体系的压力P确定后 只有一个自由度 当体系温度再确定后 体系组成就确定了 即 给定压力与汽化率 可用图解法方便地确定闪蒸后的两相组成 操作性方程 相平衡方程 平衡蒸馏中 q为恒定值 在x y图上为过点 xF xF 斜率为q q 1 的直线 图解过程 1 3 2简单蒸馏 1 流程 2 特点 间歇操作过程是一动态过程 易挥发组分更多地传递到气相中去 釜液温度不断升高 产品与釜液组成随时间而改变 降低 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态 适用于 1 沸点差较大的混合液 2 分离要求不高的粗加工过程 3 简单蒸馏的计算L 釜内液相量 x 任一时刻液相组成 dL
3、 d 时间内蒸发的釜液量 经过时间d 后 釜液量为L dL 组成为x dx dD d 时间内移出的蒸汽量 其组成为y y与x呈平衡关系 则 对d 时间内做物料衡算 忽略dxdL 整理得 积分 上限 L F x xF下限 L W x x2 代入相平衡关系 蒸馏产品的平均组成设L1和L2分别为 1 2 时刻的釜液量 kmolx1和x2分别为 1 2 时刻釜液摩尔浓度D为蒸馏产品量 kmol 多次部分汽化和部分冷凝可分别得到较纯的轻重组分 重复单级操作 流程复杂 能耗大 中间产品多 产品收率低 1 4精馏原理 多次部分汽化和冷凝联合操作 精馏塔 塔设备 板式塔 填料塔 下一层板 n 1 上升蒸气 V
4、n 1 yn 1 tn 1上一层板 n 1 下降的液体 Ln 1 xn 1 tn 1 第n块板的情况 进入物流 准备接触的两相 tn 1 tn 1 传热 xn 1 x n 1 与yn 1呈相平衡 传质 塔板上的传质与传热 第n块板的情况 离开物流 第n板上升蒸气 Vn yn tn第n板下降液体 Ln xn tn Xnyn 1使重组分进入液相 浓度增高使轻组分进入气相 浓度增加 传质结果 塔板上的传质与传热 理论板 通过理论板上的传质 使离开该板的上升蒸气 Vn yn 与下降液体 Ln xn 呈相平衡 精馏操作必要条件 上升蒸气 气相回流 再沸器 下降液体 液相回流 冷凝器 精馏操作的基本流程 塔 再沸器 冷凝器 精馏过程的回流 回流包括 塔顶液相回流 塔底气相回流回流的作用 提供不平衡的气液两相 提供传质的必要条件 通过回流带入热量和 冷量 维持塔内的温度分布 精馏原理的文字描述 从塔顶下降的液相与从塔底上升的气相 在塔板 或填料 上接触 进行多次部分气化和部分冷凝的传热传质过程 热量从气相传到液相 轻组分从液相传到气相 重组分从气相传到液相 塔顶气相成为高纯度的轻组分 塔底的液相成为高纯度的重组分 从而实现了混合液的分离 从塔的温度分布去理解精馏原理 塔内的温度如何分布 不同的温度对气 液的组成有什么影响 如何才能保持塔内的温度分布
