精馏原理课件PPT下载

这是一个关于精馏原理课件PPT，包括了蒸馏概述，平衡精馏和简单精馏，双组分连续精馏的分析与计算，精馏装置的热量衡算，板式塔，新增丙烯塔系统说明，物料平衡，回流调整，热量平衡等内容，蒸 馏 1.1 概述蒸馏分离的依据 蒸馏是分离液相混合物的典型单元操作。蒸馏操作是将液体混合物部分汽化，利用其中组分挥发度不同的特性（挥发度差异）而达到分离的目的。相平衡关系决定一次分离的程度多次部分汽化、多次部分冷凝二元蒸馏和多元蒸馏工业蒸馏过程 工业上最为简单的蒸馏过程是平衡蒸馏与简单蒸馏。要得到更高纯度的产品，需要采用精馏的方法，欢迎点击下载精馏原理课件PPT。

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蒸 馏 1.1 概述蒸馏分离的依据 蒸馏是分离液相混合物的典型单元操作。蒸馏操作是将液体混合物部分汽化，利用其中组分挥发度不同的特性（挥发度差异）而达到分离的目的。相平衡关系决定一次分离的程度多次部分汽化、多次部分冷凝二元蒸馏和多元蒸馏工业蒸馏过程 工业上最为简单的蒸馏过程是平衡蒸馏与简单蒸馏。要得到更高纯度的产品，需要采用精馏的方法。 1.平衡蒸馏又称闪蒸 2.简单蒸馏 3.精馏 1)等压图(t-x-y图) P一定对t-x-y图含义的理解： A，B点的含义； 两条线、 三个区； 泡点线、 露点线； 2）气液平衡组成图(x-y图) x-y图－汽液组成相图： 平衡曲线与对角线距离的远近标志着组分分离的难易。 总压对t-x-y线和 x-y线的影响： 总压对t-x-y线影响较大； 总压对x-y线影响较小。 3) 挥发度和相对挥发度及与气液相平衡的关系挥发度的定义： 组分在气相中的蒸汽分压与其在液相中摩尔分率之比。 纯组分的挥发度 理想溶液的挥发度 相对挥发度的定义： 易挥发组分的挥发度与难挥发组分挥发度之比 代入挥发度的定义式得 由道尔顿分压定律 或 对于二元物系，可表示为 即 此时称为相平衡关系对于理想溶液 一般对于理想溶液，t和x对的影响不大，而对于非理想物系，其对的影响是不可忽略的。 的大小可用来判断蒸馏方法分离混合物的难易程度。 例应用下表的苯和甲苯的蒸汽压数据，求平均相对挥发度 m和体系的y~x 曲线。解：此物系可以视为理想物系 t/℃ 80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6 pA0/kPa 101.3 114 128.4 144.1 161.3 180.0 200.2 222.4 237.7 pB0 /kPa 38.9 44.5 50.8 57.9 65.6 74.1 83.6 94.0 101.3  2.60 2.56 2.53 2.49 2.46 2.43 2.40 2.37 2.35 取算术平均值  m=2.47 气液相平衡关系式 将方程式值与计算值对比 １.2 平衡精馏和简单精馏１.2.1简单蒸馏(闪蒸) 原理：一次平衡，连续操作，稳态过程 1－泵；2－加热炉；3－减压阀；4－闪蒸塔 1.2.2 简单蒸馏原理：间歇操作，非稳态过程 1－蒸馏釜；2－冷凝器；3－馏出液容器 1.3 双组分连续精馏的分析与计算 1.3.1精馏原理 (1)精馏原理 一次部分汽化过程： 精馏原理－－多次部分冷凝和多次部分汽化 可见，只有部分汽化和部分冷凝才能具有提纯作用，如下图 多次部分汽化和多次部分冷凝示意图 缺点：产品量少、能量损失 带有回流的改进流程： 优点：原料无损失、节能 (2)工业上连续精馏装置及其流程基本概念：精馏段提馏段进料塔顶、冷凝器塔釜、再沸器预热器塔顶产品塔底产品 1.3.2 精馏过程的( 全塔)物料衡算 目的：寻找精馏塔塔顶、塔底流量与进料量及各组成之间的关系 F、D、W－kmol/s 或kmol/h xF、xD、xW－摩尔分率对虚线范围进行总物料和易挥发组分进行衡算，得 一般，F、xF、xD、xW为已知量； W、D为未知量。求解方程组可得 精馏过程经常用回收率表示：易挥发组分回收率 难挥发组分回收率 1.3.2 精馏过程的( 全塔)物料衡算 目的：寻找精馏塔塔顶、塔底流量与进料量及各组成之间的关系 F、D、W－kmol/s 或kmol/h xF、xD、xW－摩尔分率对虚线范围进行总物料和易挥发组分进行衡算，得 一般，F、xF、xD、xW为已知量； W、D为未知量。求解方程组可得 精馏过程经常用回收率表示：易挥发组分回收率 难挥发组分回收率 例1每小时将5000kg含苯30％和甲苯70的混合物在连续精馏塔中进行分离，要求馏出物中含苯不小于98％，釜液中含苯不大于3％(以上均为质量百分数)，试求馏出液和釜液的质量流率和摩尔流率。解：首先以质量流量和质量分率为基准进行计算 代入数据得 D = 1421 kg/h、W = 3579 kg/h 将D、W转换成摩尔流量(或先将F、，xF、xD、xW转换后计算) 例2 分离甲醇水溶液的连续精馏塔，进料含甲醇38％，已知所得馏出液含甲醇95％(均为摩尔百分率)，且其中甲醇的回收率为98％，试求此时釜液中甲醇的组成。解：由 得 由 得 由 得 则 1.3.3 精馏操作线方程 精馏段的示意图如图。操作线：塔板上升的气相与下降的液相浓度及流量之间的关系。假设 (1)理论板假设(或平衡级) (2)恒摩尔流假设 ①各组分的摩尔汽化热相等 ②气液两相交换的显热可以忽略 ③忽略热损失 (1)精馏段操作线方程 由y1=xD———— x1 如果知道x1与y2关系，即可得到x2 对1板以上进行总物料衡算和易挥发组分衡算 则 其中，D和xD已知，只要确定L，即可算出y2。通常将回流液量L与馏出液量D之比称为回流比R: 则上式可改写为 同理对第n块板以上作上述衡算，可得： 此方程称为精馏段操作线方程。 利用操作线方程结合相平衡关系，可以由塔顶一直向下计算出各板的组成，此方法称为逐板计算法。 图解法： 将操作线和相平衡曲线标绘在同一坐标中。 操作线的做法： 例 苯－甲苯精馏塔的塔顶产品xD = 0.95 (摩尔分率)，回流比R = 2。求从第二块理论板上升的蒸汽组成y2。 解：应用逐板计算法计算： (1) y1 =xD = 0.95 (注意：全凝器与部分冷凝器的区别) (2) x1可从平衡关系求得。苯－甲苯物系属于理想物系： 由 得 代入 ＝ 2.56及y1，得 x1 = 0.881 (3) 应用操作线方程 (2)提馏段操作线方程 提馏段由于有加料板上进料物流，使提馏段的液、汽流量(以L’、V’表示)与精馏段的液、汽流量(L， V)有所不同。不过，恒摩尔流假设仍然成立。如图所示： 对第m块以下作总物料衡算和易挥发组分物料衡算： 得 此式称为提馏段操作线方程，其中，塔底产品流量W和组成xW为已知，但提馏段的液、汽流量L’、V’需要根据精馏段的液汽流量和进料流量及受热状况来确定。 (3)加料处的操作线方程(q线方程) 进料状态的影响 进料可能有五种热状况： ? (1) 过冷液体，及进料温度低于泡点温度 (2) 饱和液体 (3) 汽液混合物，即温度介于泡点和露点之间 (4) 饱和蒸汽 (5) 过热蒸汽 对进料板进行物料衡算 则 再对加料板进行热量衡算 因相邻两板的温度和组成相差不大，所以假设 整理得 结合物料衡算式，得 令 q可称为进料热状况参数。 q的物理含义： 也可以理解为进料中液相所占的分率。不同进料状况时的q值范围为： (1)过冷液体 q>1；(2)饱和液体 q=1；(3)汽液两相混合物 0Wu6红软基地