《《传质与分离工程》第一章 精馏第三次课》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传质与分离工程》第一章 精馏第三次课（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 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 2 y1x 2 x 3 xW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 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 4 1 3 3精馏的流程 传热与
2、传质的场所 分离器 塔板xD xF xW 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 5 6 xF 1 3 4塔内进行连续精馏的几个特点 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yn f xn 向塔顶方向 蒸汽越来越富集易挥发组分 即yn yn 1 向塔底方向 液体越来越富集难挥发组分 即xn xn 1 物
3、料温度自下而上降低 即Tn Tn 1 8 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 9 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 10 第四节两组分连续精馏的计算 理论板的概念离开该塔板
4、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 tn Tnyn f xn 理论板具有最大的分离能力 是塔分离的极限能力 11 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 V1 V2 Vn V L1 L2 Ln L 提馏段 V 1 V 2 Vn V L 1 L 2 Ln L 12 1 全塔物料衡算 xF 1 4 1物料衡算 F W DFxf WxW DxD 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
5、收率 难挥发组分回收率 13 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 xF a 进料塔板的物料衡算设进料板为第m板 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 Vn 1 VnLn 1 Ln 15 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R V L DV R 1 DL RDVyn 1 Lxn DxD 16 L V WL x n V y n 1 WxW 2 提馏段操作方程 17 若将精馏段及提馏段两操作线与平衡曲线 y x 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
