第六章 蒸 馏 (2)

2023/12/29
体系为负偏差
体系为正偏差
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6—5 挥发度及相对挥发度 一、挥发度
衡量组分挥发能力旳物理量常用挥发度表达。在一定条件下纯 组分旳挥发度由该组分在给定条件旳蒸汽压表达。混合溶液中 一组分旳蒸汽压受另一组分旳影响，所以比纯组分低，故其挥 发度用它在气相中旳旳分压与其液相中摩尔分数旳比表达。
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三、 合适回流比
以取得精馏总成本最低旳回流比为 最优回流比。总成本为投资费用和操作 费用之和。
操作费用和投资费用之和最小旳回 流比为最合适旳回流比 。 这一回流比 R一般选最小回流比倍数经验范围：大 多数文件提议 R=（1.1～1.2）Rmin
6—14 理论板数旳简捷计算
液两相通道。塔板具
有多种不同型式，分
别称之为不同旳板式
塔，在生产中得到广
泛旳应用。
(a)
(b)
混合物旳气、液两相在塔内逆向流动，气相从下至上流动， 液相依托重力自上向下流动，在塔板上接触进行传质。两相 在塔内各板逐层接触中，使两相旳构成发生阶跃式旳变化， 故称板式塔为逐层接触设备。
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同上，交替使用相平衡及物料平衡关系，逐层计算提馏段旳 构成份布，当计算旳液相构成x略低于或等于 时，即可结束计 算。计算中采用平衡关系旳次数即塔满足分离要求所需旳理论板 数N。因为再沸器存在部分气化，具有分离能力，相当一块理论 板。
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二、图解法
（1）在直角坐标中绘出体 系相平衡曲线x～y，同步连 对角线
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6--2 温度-构成图(t-x-y图)
由t-x-y数据，在温度-构成坐标中绘制t-x-y图，或气、液 平衡相图。如图所示 。

汽液相平衡，是指溶液与其上方蒸汽达到平衡 汽液相平衡，是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时 平衡时 气液两相间各组分组成的关系。 气液两相间各组分组成的关系。 理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔 拉乌尔(Raoult)定律 定律。 理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定律。 因此对含有A 组分的理想溶液可以得出： 因此对含有A、B组分的理想溶液可以得出： PA=PAoxA 1a） （6-1a） PB=PBoxB= PBo（1-xA） 1b） （6-1b）
6.2 双组分溶液的气液相平衡
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6.2.1 理想溶液的气液相平衡 6.2.2 温度组成图(t-y-x图) 温度组成图(t6 . 2 . 3 y -x 图 6.2.4 挥发度与相对挥发度 6.2.5 非理想溶液的汽液相平衡 本节小结
6.2.1 理想溶液的气液相平衡（1）
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t → x( y ) x− y
本节小结（2）
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☺ห้องสมุดไป่ตู้
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2）在一定外压下，纯组分的饱和蒸汽压与外压 在一定外压下， 相等时，液体开始沸腾，其对应的温度称为沸点， 相等时，液体开始沸腾，其对应的温度称为沸点， 可见，外压一定时，纯组分的沸点为一定值。 可见，外压一定时，纯组分的沸点为一定值。 在一定外压下，液体混合物的沸腾温度称为泡点， 在一定外压下，液体混合物的沸腾温度称为泡点， 泡点与混合物的组成有关。 泡点与混合物的组成有关。 (t- y)图上可见 图上可见， 在(t-x-y)图上可见，表示不同组成液体混合物的 泡点温度（ x=0到x=1.0）为泡点曲线。 泡点温度（从x=0到x=1.0）为泡点曲线。 在该曲线上，对应x=0(即 =0， =1.0)的温度为 在该曲线上，对应x=0(即xA=0，xB=1.0)的温度为 B组分的沸点；对应x=1.0(即xA=1.0，xB=0) 的温 组分的沸点；对应x=1.0(即 =1.0， 度曲线为A组分的沸点。 度曲线为A组分的沸点。

相同时进行多次部分冷凝和部分汽
化。 精馏条件：塔顶的液体回流和塔 釜的产生的蒸汽回流。
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t P=定值 t1
t P=定值 t1 t2 t3 1 2 3
xW x1
xF
y1
yF
x(y)
x1
x2 xF x3 y1
y2 y3 x(y)
图6-10 一次部分气化的图
图6-11 多次部分气化和冷凝的示意图
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V HF 加料板F L’ hF V’ H F+1
L' L q F
L L q F
'
F L V ' V L'
V ' V (q 1)F
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V F L V F L V (1-q)F F qF L L’ 汽液混合进料
V ＝V (1 q)F
V’
V’
L’ 冷液进料
p p xA p
0 A 0 B

0 A

0 B
0 B
0 P pB xA 0 0 p A pB
xB 1 x A
——泡点方程
若平衡的气相为理想气体，可用道尔顿分压定律：
0 pA pA yA x P P
yB 1 y A
——汽液两相平衡组成间的关系
0 0 0 pA pA p pB f A (t ) p f B (t ) —露点方程 yA xA 0 0 p p pA pB p f A (t ) f B (t )
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传质过程或分离操作：物质在相间的转移过程。
蒸馏：将液体混合物部分气化，利用各组分的挥发 度不同的性质以实现分离目的的操作。
易挥发组分（轻组份）：沸点低的组分 难挥发组分（重组份）：沸点高的组分

原料特点 减压条件下，油气、水蒸汽、不凝气比容大， 塔径大，采用多个循环回流来减小塔径； 油料重，粘度高，易形成泡沫，板间距较大， 以减少泡沫携带量 外形特点 粗而短，提高塔底标高，给渣油泵提供足够 的灌注头，塔底油液面与塔底油抽出泵10米高 差。

2.润滑油型减压塔的工艺特征 润滑油料要求合适的粘度、色度好、残炭值 低、馏程较窄。因此，润滑油型减压塔的分离 精确度要求较高。与常压塔类似，侧线数量也 多，一般为4~5个，其工艺条件也与常压塔类 似。只是因减压下馏分之间的相对挥发度增大， 减压塔内板间距较大，因此两个相邻馏分间塔 板数比常压塔少，一般为3~5块板。
汽提段：常压蒸馏塔底温度一般高达350℃ 左右，提馏段的温度也很高。在这样的高温下， 如塔底设再沸器以提供提馏段的气相回流，很 难找到合适的热源，加上原油蒸馏塔的处理量 很大，再沸器必然十分庞大。
因此常压蒸馏塔大都不设再沸器，而是从塔 底注入过热水蒸气，用以降低塔内油气分压， 从而使常压塔底重油中的较轻组分气化，返回 常压塔。 过热水蒸气是炼厂中易得和廉价的资源，使 用安全性好，因此采用过热水蒸气汽提代替再 沸器，既能达到分离要求，而且也很简便。 塔底汽提段：降低油气分压
四、汽液相负荷分布规律
设计塔径、塔板水力学计算依据 1、塔顶汽液相负荷：作全塔热平衡； 2、汽化段汽液相负荷； 3、最低侧线抽出板下方的汽液相负荷； 4、经过侧线抽出板时汽液相负荷的变化； 5、塔顶第一、二层塔板之间的汽液相负荷
液相回流
气相负荷

进料段以上，液相回流量增大，气相负荷也不 断增大。到塔顶第一、二层塔板之间，气相负 荷达到最大值。经过第一板后，气相负荷显著 减小。每经过一层侧线抽出板，液相负荷均有 突然的下降。
第六章 石油蒸馏过程