能途徑1.減小操作回流比.ppt

三、精餾過程的節(jié)能途徑,1.減小操作回流比,R,L、V,能耗,R,NT,NP一定，需提高ET,示例,采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率,采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率,2.降低塔釜操作溫度,塔壓降P,釜溫tW,能耗,采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔壓降,示例,三、精餾過程的節(jié)能途徑,將塔頂蒸汽絕熱壓縮升溫，作為再沸器的熱源，將再沸器中的液體部分汽化，而壓縮氣體本身冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流閥后一部分作為塔頂產(chǎn)品采出，另一部分作為塔頂回流液。,熱泵精餾技術(shù),1.精餾塔；2.壓縮機(jī) 3.再沸器；4.節(jié)流閥,三、精餾過程的節(jié)能途徑,4.多效精餾,將幾個(gè)精餾塔串聯(lián)，操作壓力依次降低，前一精餾塔的塔頂蒸汽作為后一精餾塔的再沸器的加熱介質(zhì)，故除兩端精餾塔外，中間的精餾塔不需從外界引入加熱和冷卻介質(zhì)。,多效精餾技術(shù),P1 P2 P3 t1 t2 t3,三、精餾過程的節(jié)能途徑,5.原料預(yù)熱,將原料預(yù)熱可回收精餾過程的熱能，減少精餾過程的能耗。原料預(yù)熱有兩種流程：,用塔頂蒸汽預(yù)熱原料,用塔釜采出液預(yù)熱原料,三、精餾過程的節(jié)能途徑,原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能,原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能,精餾過程的操作型計(jì)算與調(diào)節(jié)（自學(xué)）,自學(xué)提綱, 物料平衡對(duì)精餾操作的影響和制約。 塔頂回流對(duì)精餾操作的影響和制約。 進(jìn)料組成和熱狀況對(duì)精餾操作的影響和制約。 精餾產(chǎn)品的質(zhì)量控制和調(diào)節(jié)。,一、間歇精餾的特點(diǎn)與操作方式,1.間歇精餾的特點(diǎn),間歇精餾特點(diǎn),非穩(wěn)態(tài)操作過程,只有精餾段,操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng),xD,xW,tD,tW,一、間歇精餾的特點(diǎn)與操作方式,2.間歇精餾的操作方式,間歇精餾操作方式,餾出液組成恒定,回流比恒定,xD恒定,R,R 恒定,xD,間歇精餾適用場(chǎng)合,所分離的原料是分批獲得的,分離的原料多變,多組分混合物的分離,二、間歇精餾的應(yīng)用場(chǎng)合,原料種類多變,原料組成多變,間歇精餾曲線形式,三、間歇精餾曲線,餾出液組成 精餾時(shí)間,塔頂溫度 精餾時(shí)間,間歇精餾曲線作用,指導(dǎo)試車和生產(chǎn),對(duì)精餾過程進(jìn)行分析,比較項(xiàng)目 間歇精餾 連續(xù)精餾 塔數(shù) 1 n-1 塔徑 大 小 流程 短 長(zhǎng) 能耗 高 低 勞動(dòng)強(qiáng)度 大 小,多組分（ n 個(gè)組分）混合物分離,四、間歇精餾與連續(xù)精餾的比較,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算,1.確定理論塔板層數(shù),計(jì)算基準(zhǔn)：初態(tài),餾出液組成 xD1,釜液組成 xW1 (xF),最小回流比,操作回流比,恒 R 下間歇精餾時(shí)理論板層數(shù)的確定,2.確定xD xW 的關(guān)系,因操作過程中回流比不變，各個(gè)瞬間的操作線斜率都相同，各操作線為彼此平行的直線。,恒R下間歇精餾時(shí)xD和xW的關(guān)系,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算,3.物料衡算,恒回流比間歇精餾的物料衡算關(guān)系與簡(jiǎn)單蒸餾的物料衡算關(guān)系類似。,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算,簡(jiǎn)單蒸餾過程 物料衡算關(guān)系,恒 R 下間歇蒸餾 過程物料衡算關(guān)系,4.餾出液平均組成 xDm計(jì)算,聯(lián)立得,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算,由,餾出液的 平均組成,5.每批精餾所需的時(shí)間,每批操作的汽化量,每批操作所需的時(shí)間,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算,每批操作的餾出量kmol,汽化速率 kmol/h,1.確定理論塔板層數(shù),計(jì)算基準(zhǔn)：終態(tài),餾出液組成 xD,釜液組成 xWe,最小回流比,操作回流比,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,恒 xD 下間歇精餾時(shí)理論板層數(shù)的確定,2.確定xW和 R 的關(guān)系,若已知精餾過程某一時(shí)刻下釜液組成xW1，對(duì)應(yīng)的 R 可采用試差作圖的方法求得。,恒 xD下間歇精餾時(shí)R和xW的關(guān)系,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,3.物料衡算,瞬間的回流比為 R,則,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,設(shè),時(shí)間內(nèi),溶液的汽化量為 dV kmol,餾出液量為 dD kmol,每批操作中任一瞬間前餾出液量,微分得,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,對(duì)應(yīng)釜液組成xW的汽化總量,代入得,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,4.每批精餾所需的時(shí)間,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算,汽化速率 kmol/h,確定xW和 R 的關(guān)系,積分求出 V,則,若在兩組分恒沸液中加入第三組分（稱為夾帶劑），該組分能與原料液中的一個(gè)或兩個(gè)組分形成新的恒沸液，從而使原料液能用普通精餾方法予以分離，這種精餾操作稱為恒沸精餾。恒沸精餾可分離具有最低恒沸點(diǎn)的溶液、具有最高恒沸點(diǎn)的溶液以及揮發(fā)度相近的物系。,一、恒沸精餾的概念,二、恒沸精餾應(yīng)用示例,1.脫水塔,2.苯回收塔,5.分層器,4.冷凝器,乙醇水物系恒沸精餾流程示意圖,3.乙醇回收塔,二、恒沸精餾應(yīng)用示例,1.脫水塔,2.回收塔,3.分層器,4.冷凝器,丁醇水物系恒沸 精餾流程示意圖,一、萃取精餾的概念,向原料液中加入第三組分（稱為萃取劑），以改變?cè)薪M分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而使原料液能用普通精餾方法予以分離，這種精餾操作稱為萃取精餾。對(duì)萃取劑的要求是，萃取劑的沸點(diǎn)較原料液中各組分的沸點(diǎn)高得多，且不與組分形成恒沸液，容易回收。萃取精餾常用于分離各組分揮發(fā)度差別很小的溶液。,二、萃取精餾應(yīng)用示例,1.萃取精餾塔,2.萃取劑段,4.冷凝器,苯環(huán)己烷萃取精餾流程示意圖,3.苯回收塔,環(huán)己烷,苯,練 習(xí) 題 目,思考題,作業(yè)題: 17,1.精餾過程有哪些節(jié)能途徑？ 2.影響精餾操作有哪些主要因素？ 3.餾出液組成恒定的間歇精餾有何特點(diǎn)，其理論 板層數(shù)如何確定？ 4.回流比恒定的間歇精餾有何特點(diǎn)，其理論板層 數(shù)如何確定？,