化工原理蒸馏.ppt

§6.1概述
§6.2双组分溶液的汽液相平衡
§6.3蒸馏与精馏原理
§6.4双组分连续精馏的分析与计算
§6.5恒沸精馏与萃取精馏
习题课幻灯片1目录§6.1概述三、基本概念液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。
液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。相对挥发度液体混合物的蒸气压四、理想溶液汽液相平衡§6.2双组分溶液的气液相平衡杠杆原理：
力力臂=常数1）对于理想溶液，曾得到这样一条规则：“相对较易挥发物质，在平衡蒸气相中的浓度要大于其在溶液相中的浓度。”
2）数学表示式为：
若PA0PB0，则yAxA
3）上述规则对非理想溶液来说，一般也是适用的。由于较易挥发的物质其沸点较低，因此蒸气压—组成图中，蒸气压较高的物质A有较低的沸点；
而具有较低沸点的组分在平衡气相中的浓度要大于其在溶液中的浓度。
所以气相线在液相线的右上方（如图）纯组分A理想物系相对挥发度在一定温度范围内，α近似为常数；对理想物系，相对挥发度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。
α的大小反映了混合液分离的难易程度。

因为yx说明：非理想溶液的气液相平衡t-x2．负偏差溶液t-y非理想物系的相平衡关系方程仍可用式6.3蒸馏方式2、平衡蒸馏3、平衡级和精馏原理进料说明幻灯片2目录D,xDD,xD采出率6.4.1全塔物料衡算1.理论板的概念
理论板指离开该板的气相组成与离开该板的液相组成之间温度相等，且平衡的理想化塔板。2.恒摩尔流假定
（1）恒摩尔气流
精馏段V1=V2=V3=V=常数
提馏段V1′=V2′=V3′=V′=常数
（2）恒摩尔液流
精馏段L1=L2=L3=L=常数
提馏段L1′=L2′=L3′=L′=常数6.4.2理论板的概念及恒摩尔流假定6.4.3进料热状况的影响及q线方程6.4.3进料热状况的影响及q线方程1.进料热状态参数对气液混合物进料：操作线方程：表达由任意板下降液相组成xn与其下一层塔板上升的气相组成yn+1之间关系的方程。

在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，使得精馏段和提馏段具有不同的操作关系。D,xD1、精馏段操作线方程操作线斜率大，意味着经过一块理论板后，汽相的增浓程度变大，液相的减浓程度变大。故操作线斜率大对精馏段的分离是有利的。2．提馏段操作线方程定义：塔釜的汽相回流比（蒸出比）斜率小，提馏段内塔板的分离能力高。3、塔釜汽相回流比R’与塔顶液相回流比R及进料热状态参数q的关系式例题根据题意，R=1.6，q=1.224.q线方程6.4.5理论塔板数N的计算1．逐板法(1)作出精、提操作线、q线；
(2)从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；(3)所画的总阶梯数就是全塔所需的理论塔板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。说明：幻灯片3目录6.4.6回流比的影响及选用1．最小回流比Rmin图解法解析法L=VNmin的求取方法：逐板法、图解法（N、Nmin均包括再沸器在内）nn2．全塔效率E06.4.8塔板效率与实际塔板数习题课例1苯和甲苯构成的理想混合物中，含苯0.4，流量1000kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90％，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍。已知α＝2.5。试求：(1)塔底残液量W及组成；(2)精馏段操作线方程；(3)提馏段操作线方程。例2欲用连续精馏塔分离苯－甲苯溶液。已知xF=0.5，xW=0.1，xD=0.9（均为摩尔分率）。采用回流比R＝2Rmin，系统相对挥发度α=2。饱和液体由塔中部加入，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试求：(1)采出率D/F；(2)精馏段及提馏段操作线方程。例3设计型问题

组成为xF=0.45的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中汽液摩尔比为1:2，塔顶xD=0.95（以上均为摩尔分率），塔顶易挥发组分回收率为95%，回流比R=1.5Rmin，塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度=2.5。试求：
（1）原料中汽相和液相组成；
（2）列出提馏段操作线方程。
设计型问题举例设计型问题举例设计型问题举例6.5恒沸精馏和萃取精馏6.5.1恒沸精馏
在双组分的混合液中加入第三组分（称为夹带剂），该组分能与溶液中的一个或两个组分形成一新的最低恒沸物，恒沸物从塔顶蒸出，塔底引出较纯产品，此即恒沸精馏。
eg：乙醇－水恒沸精馏中，加入夹带剂苯

6.5.2萃取精馏
和恒沸精馏相似，也是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法。
eg：常压下环己烷－苯中，加入糠醛作为萃取剂。复习题5、若精馏塔塔顶某理论板上气相露点