第一章 蒸馏与精馏技术.pptx

第一章 蒸馏与精馏技术;第一节 概述;蒸馏操作的分类——按操作方式、操作压力、被分离物的组分数及操作连续程度的不同分类。 ①按操作方式的不同;②按操作压力的不同;③按被分离混合液 中的组分数目;④按操作连续性的不同;理想溶液与非理想溶液——理想溶液是指能在所有浓度范围内均满足拉乌尔定律的溶液。;吉布斯相率与二元溶液的气－液相平衡——确定系统平衡状态所需的最少物理参量数目称为“自由度”（F）。;二元溶液气液相平衡数据的确定——溶液的气液相平衡数据一般查自文献，在文献数据缺乏时：对理想溶液可用拉乌尔定律并结合道尔顿分压定律、归一化方程计算确定；对非理想溶液需由实验测定或借助经验关联式估算。;正偏差系统、负偏差系统、一般偏差系统、最大偏差系统、恒沸物（点）—— 对非理想溶液，若同分子间作用力大于不同分子间作用力，则相当于分子间的作用力较理想溶液的小，因而同温度下饱和蒸汽压较理想溶液的大，即相对理想溶液的饱和蒸汽压有一个正偏差，故称为正偏差系统。 相应地，溶液的泡点比理想溶液的泡点低。对在x∈(0,1)范围内溶液的泡点不低于易挥发组分泡点的，称为一般正偏差系统； 若在x∈(0,1)范围内泡点有低于易挥发组分的泡点的，称为最大正偏差系统。 最大偏差系统在泡点的最低处，气液两相的平衡浓度相同。这意味着在此条件下将溶液部分汽化所获得的蒸汽组成与溶液的组成相同，也即无分离效果，故对此组成的溶液称为恒沸物，相应的泡点温度称为恒沸点。 同理，有负偏差、一般负偏差、最大负偏差系统及其它。;挥发度与相对挥发度——衡量物质挥发能力强弱的参数称为挥发度，以ν示之。对纯液体， ；对混合液， ；对理想溶液， 。相对挥发度指溶液中各组分的挥发度之比，用α示之。对二元溶液，习惯用易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度的比值表示。很显然，对恒沸物α＝1；对一般蒸馏系统， α＞1。;计算公式浓缩;2、t-x-y关系及y-x关系（P= C.） 在易挥发组分至难挥发组分的沸点之间设一系列泡点温度，应用下列公式确定气液相平衡组成 ;第二节 蒸馏方式;精馏——精馏是在同一设备中利用多次部分汽化及部分冷凝实现对混合液近乎完全分离的操作。 精馏过程通常在塔设备中进行，有填料塔和板式塔两种。 塔底蒸汽在自下而上地穿越塔板或填料层时与自上而下流动的液体相接触，对上升蒸汽而言不断得到部分冷凝，使得气相中易挥发组分的浓度逐步提高，最终可得到近乎纯态的易挥发组分（馏分）；对自上而下流动的液体而言，在与气相的接触过程中不断吸收气相的热量，使其携带的易挥发组分不断汽化而难挥发组分不断增浓，最终从塔底可获得近乎纯态的难挥发组分（又称釜液或残液）。 塔中间原料的不断加入以及塔顶产品的部分回流可维系稳定分离的进行。;精馏段、提馏段—— 在精馏操作中，习惯将不包括加料板在内的以上部分称为精馏段；在精馏段中，气液相浓度均高于原料组成，且随着顶部回流液体对上升蒸汽的不断部分冷凝，气相中的易挥发组分不断浓缩。 将包括加料板在内的以下部分称为提馏段；在提馏段中，气液两相组成均低于原料组成，且随上升蒸汽对原料液的部分汽化，使其易挥发组分不断抽提出去。;思考1：连续精馏塔的顶部为什么要??回流且回流必须用塔顶馏出液？;第三节 双组分连续精馏塔的物料衡算;③对提馏段的物料衡算，以获得提馏段内气、液两相流量间的定量关系，以及提馏段内任意截面上气、液两相组成间的函数关系（称为提馏段的操作关系）； ④对加料板的物料衡算，以获得精、提馏段内气、液两相流量间的定量关系，以便进行设备的工艺设计及计算。 ;恒摩尔流动假定——由于不同塔板上的操作状况不同，所以气、液两相的部分冷凝及部分汽化量也不尽相同。为简化精馏计算，需引入塔内恒摩尔流动假定。包括： （1）恒摩尔气流假定；即假定精馏段内从各层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等，提馏段内也是如此，但两区域中的气流流量不一定相等。 （2）恒摩尔液流假定；即假定精馏段内从各层塔板下降液体的摩尔流量相等，提馏段内也是如此，但两区域中的液体流量不一定相等。;恒摩尔流假定的成立条件： ①混合液中各组分的摩尔汽化潜热近似相等； ②设备的保温性能良好，热量损失可忽略； ③塔板上气、液相的显热变化可忽略。 ;计算公式浓缩 全塔物料衡算方程组： ;精馏段的物料衡算——操作线方程：;提馏段的物料衡算——提馏段的操作线方程：;加料板的物料衡算式：;进料热状态参数计算式：;精、提馏段操作线交点轨迹方程：;第四节 连续精馏装置的热量衡算与节能;灵敏板的概念—— 灵敏板是指温度变化较为显著的塔板。对高