马后炮化工论坛-马后炮化工技术论坛_Aspen_Plus_Model_for_Moving_Bed_Coal_Gasifier
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一、蒸馏基本原理 1、蒸馏概述 2、拉乌尔定律 二、精馏 1、精馏概述 2、精馏原理 3、精馏过程 4、物料衡算 5、板式塔 1、蒸馏概述 、 (1) 蒸馏的原理 利用混合物在一定压力下各组分相对挥发度 (沸点 沸点)的不同进行分离的一种单元操作。
沸点 易挥发组分——低沸点组分 难挥发组分——高沸点组分 (2)蒸馏及精馏的分离依据 ) 液体均具有挥发成蒸汽的能力,但各种液体的挥发性各不相同。
习 惯上,将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分,难挥发组分B则称为 重组分。
将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有yA>xA; 反之将混合蒸汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xB>yB。
上述两种情 况所得到的气液组成均满足: yA xA > y B xB 部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离,它们均是 籍混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的,这就是蒸馏及精馏 分离的依据。
蒸馏及精馏的分离依据 原料液 加 热 器 减 压 阀 塔顶产品 yA Q xA 闪 蒸 罐 y A > xA 或 yA xA > y B xB 塔底产品 (3)蒸馏的分类 ) 简单蒸馏 平衡蒸馏 (闪蒸) 按蒸馏方式 较易分离的物系或对 分离要求不高的物系 难分离的物系 恒沸蒸馏 特殊精馏 萃取蒸馏 水蒸汽蒸馏 很 难 分离 的 物系 或 用 普 通方 法 难以 分 离的物系 精馏 常压 按操作压强 加压 一般情况下多用常压 常压下不能分离或达不到分离要求 减压 双组分 混合物中组分 多组分 间歇 按操作方式 连续 2、两组分理想物系的汽液平衡-拉乌尔定 、两组分理想物系的汽液平衡 拉乌尔定 律 1、汽液相平衡关系式拉乌尔定律 、汽液相平衡关系式 拉乌尔定律 pA = o pAxA = 0 pAx o 0 pB = pB xB = pB (1? x) o o pA , pB 手册中查 平衡温度下纯组分的饱和蒸汽压力 X溶液中组分的摩尔分数 当溶液沸腾时,溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和 o P = pA + pB = po x + pB (1? x) A o P? P B Po ? Po A B ∴x = pA po ——由拉乌尔定律表示的气液平衡关系 A 由拉乌尔定律表示的气液平衡关系 y= = x P P 二、精馏 1、精馏概述 、 平衡蒸馏以及简单蒸馏只能使混合液得到部分分离。
6-1 阐述分离序列综合基本概念:简单塔、顺序表、分离子群、分离子问题等。
简单塔:①指一个进料分成两个产品;②每一个组分只出现在一个产品中,即锐分离;③塔顶设全凝器以及塔底设再沸器。
顺序表:将分离所涉及的各组分按关键物性数据大小排列形成的表。
分离子群:分离过程中产生的流股。
分离子问题:所有分离序列中不重样的分离问题。
6-2 分离序列综合有序直观推断规则有哪些?说明其含义?规则(1)在所有其分离方法中,优先采用能量分离剂分离方法(例如精馏), 避免用质量分离剂分离方法(例如萃取)。
当关键组分间的相对挥发度小于1.05-1.10时,应该采用质量分离剂分离方法(例如萃取),此时质量分离剂应在下步立即分离。
规则(2)精馏分离过程尽量避免真空和制冷操作。
如需采用真空操作,则可考虑用萃取方案代替;如需采用制冷操作,则可考虑采用吸收方案代替。
由于真空和制冷操作能耗较大,有时即使在较高温度和压力下操作也会有利。
规则(3)当产品集中包括多个多元产品时,倾向于选择得到最少产品种类的分离序列。
相同的产品不要在几处分出。
因为产品集合越小,相应分离序列中的分离单元就越少,所以费用可能较低。
规则(4)首先安排除去腐蚀性组分和有毒有害组分,从而避免对后继设备苛刻要求,提高安全操作保证,减少环境污染。
规则(5)最后处理难分离或分离要求高的组分,特别是当关键组分间的相对挥发度接近1时,应当在没有非关键组分存在的情况下进行分离,这时分离净功耗可以保持较低水平。
规则(6)进料中含量最多的组分应该首先分离出去,这样可以避免含量最多的组分在后续塔中多次气化与冷凝,降低了后续塔的负荷。
规则(7)如果组分间的性质差异以及组分的组成变化范围不大,则倾向于塔顶和塔底产品量等摩尔分离。
精馏塔冷凝器负荷与再沸器负荷不能独立调节,塔顶和塔底产品量等摩尔分离时,精馏段回流比与提馏段蒸发比可以得到较好的平衡。
6-3 采用渐进调优进行分离序列综合时,调优规则与策略有哪些?其作用是什么?调优法则就是指产生与当前分离序列相容结构的变化机制① 相邻层次切分点序列位置变换可行分离序列就是历经各个切分点的某种切分顺序。