恒沸精餾計算課件

2-5恒沸精餾計算

一、二元非均相恒沸物的精餾

二、多元系恒沸精餾計算2-6恒沸精餾和萃取精

餾的比較第三章萃取精餾及共沸精餾第二節(jié)恒沸精餾第11周第2次課2006年11月22日分離工程FLGC第三章第11周第2次課2006年11月22日分離工程FLGC1正偏差（最低溫度恒沸物）

負偏差（最高溫度恒沸物）雙組分系統(tǒng)恒沸物的氣液平衡圖非均相恒沸物的氣液平衡圖均相恒沸物的氣液平衡圖2-5恒沸精餾計算二元非均相恒沸物系統(tǒng)可用一般精餾方法分離的原因第10周第2次課2006年11月15日分離工程FLGC正偏差負偏差雙2AyxBM0B1A

MAyxBM返回分離工程FLGCAyxBM0B1AMAyxBM返回分離工程FLGC32-5恒沸精餾計算圖2-45二元非均相共沸精餾塔示意圖一、二元非均相恒沸物的精餾1、全塔物料衡算按最外圈作總物料衡算分離工程FLGC2-5恒沸精餾計算圖2-45二元非均相共沸一、二元4故塔1精餾段的操作線為按中間一圈范圍進行物料衡算分離工程FLGC故塔1精餾段的操作線為按中間一圈范圍進行物料衡算分離工程FL5若按里圈范圍進行物料衡算兩方程一樣形式，說明塔頂氣相和回流液相組成是精餾段操作線的端點分離工程FLGC若按里圈范圍進行物料衡算兩方程一樣形式，說明塔頂氣相和回流液6討論：V1L1是定值斜率)2(是操作線上的點yx頂回（）yx頂回，即點的關系和）（3wxVwxVLy+=回頂2,2I精餾段操作線過點則塔1(wwx（x），2,2,wnwnxyxx==+;)2,12,分離工程FLGC討論：V1L1是定值斜率)2(是操作線上的點yx頂回（7則說明斜率為1，即V=L，相當于全回流，頂冷凝后的液體不會出現(xiàn)兩平衡的液相，這不可能；Hyy頂?shù)年P系:和）（4yH則說明塔頂氣相和液相相平衡，即達到極限，塔頂出現(xiàn)恒濃區(qū)，理論板無窮，這也是不可能的。返回分離工程FLGC則說明斜率為1，即V=L，相當于全回流，頂冷凝后的液體不會出8恒濃區(qū)位置的確定（即求Rmin下的Vmin）

：1.當進料在分層器時：恒濃區(qū)在塔頂；2.當進料在塔進料口時：恒濃區(qū)的位置可能出現(xiàn)在進料板附近，也可能出現(xiàn)在塔頂，要根據(jù)最小蒸汽量來判斷此時恒濃區(qū)出現(xiàn)的位置，即Rmin下的Vmin；(1)假如進料板為恒濃區(qū)，進料板的氣液就平衡，將進料組成X對應的平衡組成Y代入精餾段操作線方程中求Vmin,進料；(2)假如塔頂為恒濃區(qū)，塔頂?shù)臍庖壕推胶?，將塔頂組成X對應的平衡組成Y代入精餾段操作線方程中求Vmin,塔頂；

(3)比較Vmin,進料和Vmin,塔頂?shù)拇笮?，取蒸汽量大者為恒濃區(qū)。

分離工程FLGC恒濃區(qū)位置的確定（即求Rmin下的Vmin）：9分離工程FLGC分離工程FLGC105、塔2操作線方程HyynyHyx>>2頂回2頂?shù)年P系:和分離工程FLGC5、塔2操作線方程HyynyHyx>>2頂回2頂?shù)年P系:和116、求理論板數(shù)在相圖中，平衡線和對角線間畫梯級求解。分離工程FLGC6、求理論板數(shù)分離工程FLGC12恒沸精餾流程及相圖圖2-45二元非均相共沸精餾塔示意圖圖2-44二元非均相共沸系統(tǒng)精餾過程操作線返回分離工程FLGC恒沸精餾流程及相圖圖2-45二元非均相共沸圖2-44133、相平衡方程列出相平衡方程4、進行逐板計算二、多元系恒沸精餾計算1、進行物料衡算求得2、操作線方程根據(jù)假定以恒摩爾流率分段進行計算。分離工程FLGC3、相平衡方程二、多元系恒沸精餾計算分離工程FLGC142-6恒沸精餾和萃取精餾的比較共同點：1、都加入另一組分。2、使相對揮發(fā)度增大。3、計算過程所用的基本關都是物量衡算、熱量衡算和相平衡關系。不同點：1、萃取精餾萃取劑量大且受限制；恒沸精餾恒沸劑量少。2、恒沸精餾塔形成恒沸物，從塔頂蒸出；萃取精餾不形成恒沸物，從塔釜離開。3、一般恒沸精餾耗能大。4、恒沸精餾即可連續(xù)操作，又可間歇操作；萃取精餾只能連續(xù)操作。5、有熱敏性組分存在時，恒沸精餾有利。6、萃取精餾中溶劑回收簡單，且流程也比較簡單。返回分離工程FLGC2-6恒沸精餾和萃取精餾的比較共同點：1、都加入另一組分。15例題:原料含苯酚1.0%(摩爾)、水99%。釜液要求含苯酚小于0.001%。流程如圖。苯酚與水是部分互溶。但在一個大氣壓下并不形成非均相共沸物，而是均相共沸物。因此兩個塔頂出來的蒸汽在冷凝冷卻器中冷凝并過冷到20℃，然后在分層器中分層。水層返回1塔作為回流，酚層進入2塔。要求苯酚產(chǎn)品純度為99.99%。假定塔內(nèi)為恒摩爾流率，飽和液體進料，且回流液過冷對塔內(nèi)回流量的影響可以忽略。計算：當各塔的上升氣量為最小氣量的1.5倍時，塔1的精餾段和提餾段操作線方程，塔2的提餾段操作線方程？20℃時苯酚—水的互溶度數(shù)據(jù)為：水層含苯酚1.68%（摩爾）,苯酚含水66.9%(摩爾)

分離工程FLGC例題:原料含苯酚1.0%(摩爾)、水99%。釜液要求含苯酚小16

料液1%1.68%33.1%20℃

料液1%1.68%33.1%20℃17選擇內(nèi)容：1．萃取精餾基本原理2．萃取劑的選擇及萃取精餾的流程3．萃取精餾塔的特點4．萃取精餾塔的計算5．恒沸物的特點、判斷及恒沸組成的計算6．恒沸劑選擇及用量及恒沸精餾的流程7．恒沸精餾的計算結束分離工程FLGC選擇內(nèi)容：1．萃取精餾基本原理結束分離工程FLGC182-5恒沸精餾計算

一、二元非均相恒沸物的精餾

二、多元系恒沸精餾計算2-6恒沸精餾和萃取精

餾的比較第三章萃取精餾及共沸精餾第二節(jié)恒沸精餾第11周第2次課2006年11月22日分離工程FLGC第三章第11周第2次課2006年11月22日分離工程FLGC19正偏差（最低溫度恒沸物）

負偏差（最高溫度恒沸物）雙組分系統(tǒng)恒沸物的氣液平衡圖非均相恒沸物的氣液平衡圖均相恒沸物的氣液平衡圖2-5恒沸精餾計算二元非均相恒沸物系統(tǒng)可用一般精餾方法分離的原因第10周第2次課2006年11月15日分離工程FLGC正偏差負偏差雙20AyxBM0B1A

MAyxBM返回分離工程FLGCAyxBM0B1AMAyxBM返回分離工程FLGC212-5恒沸精餾計算圖2-45二元非均相共沸精餾塔示意圖一、二元非均相恒沸物的精餾1、全塔物料衡算按最外圈作總物料衡算分離工程FLGC2-5恒沸精餾計算圖2-45二元非均相共沸一、二元22故塔1精餾段的操作線為按中間一圈范圍進行物料衡算分離工程FLGC故塔1精餾段的操作線為按中間一圈范圍進行物料衡算分離工程FL23若按里圈范圍進行物料衡算兩方程一樣形式，說明塔頂氣相和回流液相組成是精餾段操作線的端點分離工程FLGC若按里圈范圍進行物料衡算兩方程一樣形式，說明塔頂氣相和回流液24討論：V1L1是定值斜率)2(是操作線上的點yx頂回（）yx頂回，即點的關系和）（3wxVwxVLy+=回頂2,2I精餾段操作線過點則塔1(wwx（x），2,2,wnwnxyxx==+;)2,12,分離工程FLGC討論：V1L1是定值斜率)2(是操作線上的點yx頂回（25則說明斜率為1，即V=L，相當于全回流，頂冷凝后的液體不會出現(xiàn)兩平衡的液相，這不可能；Hyy頂?shù)年P系:和）（4yH則說明塔頂氣相和液相相平衡，即達到極限，塔頂出現(xiàn)恒濃區(qū)，理論板無窮，這也是不可能的。返回分離工程FLGC則說明斜率為1，即V=L，相當于全回流，頂冷凝后的液體不會出26恒濃區(qū)位置的確定（即求Rmin下的Vmin）

：1.當進料在分層器時：恒濃區(qū)在塔頂；2.當進料在塔進料口時：恒濃區(qū)的位置可能出現(xiàn)在進料板附近，也可能出現(xiàn)在塔頂，要根據(jù)最小蒸汽量來判斷此時恒濃區(qū)出現(xiàn)的位置，即Rmin下的Vmin；(1)假如進料板為恒濃區(qū)，進料板的氣液就平衡，將進料組成X對應的平衡組成Y代入精餾段操作線方程中求Vmin,進料；(2)假如塔頂為恒濃區(qū)，塔頂?shù)臍庖壕推胶猓瑢⑺斀M成X對應的平衡組成Y代入精餾段操作線方程中求Vmin,塔頂；

(3)比較Vmin,進料和Vmin,塔頂?shù)拇笮?，取蒸汽量大者為恒濃區(qū)。

分離工程FLGC恒濃區(qū)位置的確定（即求Rmin下的Vmin）：27分離工程FLGC分離工程FLGC285、塔2操作線方程HyynyHyx>>2頂回2頂?shù)年P系:和分離工程FLGC5、塔2操作線方程HyynyHyx>>2頂回2頂?shù)年P系:和296、求理論板數(shù)在相圖中，平衡線和對角線間畫梯級求解。分離工程FLGC6、求理論板數(shù)分離工程FLGC30恒沸精餾流程及相圖圖2-45二元非均相共沸精餾塔示意圖圖2-44二元非均相共沸系統(tǒng)精餾過程操作線返回分離工程FLGC恒沸精餾流程及相圖圖2-45二元非均相共沸圖2-44313、相平衡方程列出相平衡方程4、進行逐板計算二、多元系恒沸精餾計算1、進行物料衡算求得2、操作線方程根據(jù)假定以恒摩爾流率分段進行計算。分離工程FLGC3、相平衡方程二、多元系恒沸精餾計算分離工程FLGC322-6恒沸精餾和萃取精餾的比較共同點：1、都加入另一組分。2、使相對揮發(fā)度增大。3、計算過程所用的基本關都是物量衡算、熱量衡算和相平衡關系。不同點：1、萃取精餾萃取劑量大且受限制；恒沸精餾恒沸劑量少。2、恒沸精餾塔形成恒沸物，從塔頂蒸出；萃取精餾不形成恒沸物，從塔釜離開。3、一般恒沸精餾耗能大。4、恒沸精餾即可連續(xù)操作，又可間歇操作；萃取精餾只能連續(xù)操作。5、有熱敏性組分存在時，恒沸精餾有利。6、萃取精餾中溶劑回收簡單，且流程也比較簡單。返回分離工程FLGC2-6恒沸精餾和萃取精餾的比較共同點：1、都加入另一組分。33例題:原料含苯酚1.0%(摩爾)、水99%。釜液要求含苯酚小于0.001%。流程如圖。苯酚與水是部分互溶。但在一個大氣壓下并不形成非均相共沸物，而是均相共沸物。因此兩個塔頂出來的蒸汽在冷凝冷卻器中冷凝并過冷到20℃，然后在分層器中分層。水層返回1塔作為回流，酚層進入2塔。要求苯酚產(chǎn)品純度為99.99%。假定塔內(nèi)為恒摩爾流率，飽和液體進料，且回流液過冷對塔內(nèi)回流量的影響可以忽略。計算：當各塔的上升氣量為最小氣量的1.5倍時，塔1的精餾段和提餾段操作線方程，塔2的提餾段操作線方程？20℃時苯酚—水的互溶度數(shù)據(jù)為：水層含苯酚1