4.5.精馏塔进料热转况的影响1
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(2)提馏段操作线方程W m m x WL W x W L L y ---=+'''''1 ——提馏段操作线方程其意义:表示在一定的条件下,提馏段内自任意第m 块塔板下降液相组成x `m与其相邻的下一块(即m+1)塔板上升蒸汽组成y `m+1之间的关系。
在稳定操作状态下,W 、x w 为定值,L `、V `为常数,故提馏段操作线也为一条直线。
该直线过b ( x w , x w ),斜率为L ` / V ` , L `受加料量及进料热状况的影响。
三、进料热状况的影响1、五种进料状况分析:(a) 冷液: V ’>V L ’>L⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+W m m Wx y V x L W V L 1''''(b) 饱和液体(泡点进料): V ’=V L ’=L+F(c) 气液混合物:V > V ’ L ’>L(d )饱和蒸汽(露点进料): L ’=L V=V ’+F(e)过热蒸汽: V > V ’ L ’<L设:q —进料热状态参数 q 的定义式为: FL L q )('-= 即每1kmol 进料使得L ’较L 增大的摩尔数。
通过对加料板作物料及热量衡算,就能得到q 值得计算式:==原料液的汽化潜热的热量进料变为饱和蒸汽所需将1kmol 1kmol q 均泡均均r t t c r F )(-+ 均r ——原料液的平均摩尔汽化热,kJ/kmol ;均c ——原料液的平均摩尔比热容,kJ/(kmol ·℃);泡t ——原料液的泡点,℃;F t ——进料温度,℃。
则: L ’=L+qF V=V ’+(1-q)F则提馏段操作线方程为: 【例题7-4】 课堂练习:习题7-7练习:用某精馏塔分离丙酮-正丁醇混合液。
料液含30%丙酮,馏出液含95%(以上均为质量百分数)的丙酮,加料量为1000k g /h ,馏出液量为300kg /h ,进料为沸点状态。
第六章 蒸馏(14学时)教学目的:通过本章学习,掌握蒸馏的原理、精馏过程计算和优化。
教学重点:精馏原理、精馏装置作用精馏分离过程原理及分析教学难点:精馏原理,部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。
教学内容:第一节概述1、易挥发组分和难挥发组分液体均具有挥发性,但各种液体的挥发性各不相同。
通常沸点较低的组分挥发性强,称为易挥发组分,沸点较高的组分挥发性较弱,称为难挥发组分,因此液体混合物加热部分汽化时所生成的气相组成和液相组成必有差异。
利用这一差异,就可将液体混合物分离。
易挥发─沸点低─轻组分难挥发─沸点高─重组分2、蒸馏:根据混合液中各组分挥发度的差异而达到分离的单元按操作方式:可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
生产中以连续蒸馏为主,间歇蒸馏只用于小规模的场合。
2、按蒸馏方法:简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)(易分离或分离要求不高的物系) 精馏(各种物系得到较纯的产品) 特殊精馏(很难分离或普通精馏不能完成的物系)3、按操作压力:常压(一般情况);减压(沸点高且热敏性);加压(常温常压下呈气态,沸点低,冷凝困难)。
双组分和多组分:双组分是多组分的特殊情况;多组分(多用于工业上)。
石油加工:苯、甲苯、二甲苯的分离。
造酒:从发酵的醪液中提取饮料酒。
合成材料:从反应的混合物中提出高纯度的单体(苯乙烯、氯乙稀)第二节 双组分溶液的汽掖相平衡本节重点:气液两相平衡物系的自由度、理想溶液和拉乌尔定律本节难点:汽液相组成与温度(泡点、露点)的关系6-1 溶液的蒸气压及拉乌尔定律1、理想溶液:指其中各个组分都在全部浓度范围内服从拉乌尔定律2.拉乌尔定律:设在纯液体A中逐渐加入较难挥发的溶液B,形成A、B的溶液,当A的平衡分压(蒸汽压)P A仅仅由于被B所释放而降低,则:p A = p A o• x A p A o─纯液体A的蒸汽压;x A─溶液中组分A的摩尔分率。
同理,将拉乌尔定律用于组分B为:p B=p B o x B3.道尔顿分压定律:p = p A + p B p A = p A o x A = p A o x p B = p B o (1-x)精馏原理是根据图所示的t-x-y图,在一定的压力下,通过多次部分气化和多次部分冷凝使混合液得以分离,以分别获得接近纯态的组分。
第1章 蒸馏符号:1.英文字母:D ——塔顶产品(馏出液)流量,kmol/h L ——塔内下降的液体流量,kmol/h V ——上升蒸气的流量,kmol/h 2.上标:°——纯态* ——平衡状态 '——提馏段一、 概述1. 易挥发组分(轻组分):沸点低的组分难挥发组分(重组分):沸点高的组分 2. 传质过程(分离操作):物质在相间的转移过程。
3. 蒸馏:将液体混合物部分气化利用各组分挥发度不同的特性达到分离的目的。
分类:(1)操作流程:①间歇蒸馏 ②连续蒸馏 (2)蒸馏方式:①简单蒸馏②平衡蒸馏(闪蒸) ③精馏:(有回流)较难分离 ④特殊精馏:很难分离(3)操作压力:①常压蒸馏②减压蒸馏:Ⅰ、沸点较高 Ⅱ、热敏性混合物 ③加压蒸馏:常压下的气态混合物(4)组分的数目:①两组分精馏②多组分精馏:工业生产中最为常见二、 两组分溶液的气液平衡(一) 两组分理想物系的气液平衡1. 相律(1) 平衡物系中的自由度数、相数及独立组分数间的关系。
(2) F=C-φ+2(2:外界只有温度&压力2个条件可影响物系的平衡状态) 2. 两组分理想物系的气液平衡函数关系(气液相组成与平衡温度间的关系) 理想物系:①液相为理想溶液。
②气相为理想气体。
(1) 用饱和蒸气压&相平衡常数表示的气液平衡关系 1) 拉乌尔定律理想溶液上方的平衡分压:p A =p A °x Ap B =p B °x B =p B °(1-x A ) 溶液沸腾时:p=p A +p B联立:x A =p-p B °p A °-p B ° →泡点方程:气液平衡下液相组成与平衡温度间的关系x B =1-x A}较易分离或分离要求不高}原理、计算无本质区别2) 道尔顿分压定律(外压不太高时,平衡的气相可视为理想气体) y A =p Apy A =p A °p x A →露点方程:气液平衡时气相组成与平衡温度间的关系 y B =1-y A(2) 用相对挥发度表示的气液平衡关系 1) 挥发度υ(与温度有关):υA =p Ax AυB =p Bx B理想溶液:υA =p A °;υB =p B °2) 相对挥发度α(溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比):α=υA υB = p Ax A p Bx B若操作压力不高,气相遵循道尔顿分压定律:α= py A x Apy B x B=y A x B y B x A=y A (1-x A )x A (1-y A ) →y A =αx A 1+(α-1)x A理想溶液:α=p A °p B °3) y=αx1+(α-1)x若α>1,α愈大,挥发度差异愈大,分离愈易。