化工原理B（下）：10-2 蒸餾與精餾原理

一

簡單蒸餾與平衡蒸餾二

精餾原理三

連續(xù)精餾裝置流程四

理論板的概念和恒摩爾流假設(shè)第二節(jié)蒸餾與精餾原理1一簡單蒸餾和平衡蒸餾10-5簡單蒸餾1.裝置

2.特點間歇不穩(wěn)定過程；瞬間平衡233．簡單蒸餾過程的數(shù)學(xué)描述設(shè)—某瞬間釜中的液體量；

—某瞬間釜中液體的組成；

—瞬間由釜中蒸出的氣相組成。若時間內(nèi)蒸出物料量為,釜內(nèi)液體組成相應(yīng)地由降為，對該時間微元作易揮發(fā)組分的物料衡算可得略去二階無窮小量，上式可寫為將此式積分得（10-10）4簡單蒸餾過程任一瞬間的氣、液相組成互為平衡:

y=f(x)1）對理想溶液，，α可視為常數(shù)，代入（10-10）式得：（式10-11)；2)對于多元理想溶液中任兩組分，用式（10-12）；3）對于非理想溶液：對于象甲醇-水，乙醇-水溶液等正偏差溶液，具有最低恒沸點，相平衡線在某個范圍內(nèi)近似為一條直線：y=mx+b，代入（10-10）式積分可得式（10-13）。

5簡單蒸餾全過程物料衡算總物料衡算：全過程易揮發(fā)組分物料衡算：610-6平衡蒸餾(又叫閃蒸)1.流程2、特點:連續(xù)穩(wěn)定過程y,x是一對平衡組成783．過程的數(shù)學(xué)描述對連續(xù)定態(tài)過程做物料衡算可得總物料衡算：易揮發(fā)組分的物料衡算：兩式聯(lián)立可得式中：——加料流率，kmol/s及料液組成摩爾分?jǐn)?shù)；

——氣相產(chǎn)物流率，kmol/s及組成摩爾分?jǐn)?shù)；

——液相產(chǎn)物流率，kmol/s及組成摩爾分?jǐn)?shù)；設(shè)液相產(chǎn)物占總加料量的分率為，氣化率為，代入上式整理可得

9已知xF

,q

要求y，x，還需要另一條件即y，x互為相平衡，有下列兩種情況：1）對于理想溶液且α已知，列方程組求y，x；2）對于給出y-x相圖的非理想溶液或理想溶液，用圖解法。

思考：若xF減小，而氣化率不變，則產(chǎn)品組成如何變？

10多次部分汽化和多次部分冷凝10-7精餾原理缺點：1、收率低；2、設(shè)備重復(fù)量大，設(shè)備投資大；3、能耗大，過程有相變。11進料板：原料液進入的那層塔板精餾段：進料板以上的塔段提餾段：進料板以下（包括進料板）的塔段

連續(xù)精餾裝置流程１.連續(xù)精餾裝置12132、塔板的作用

塔板提供了汽液分離的場所。每一塊塔板是一個混合分離器足夠多的板數(shù)可使各組分較完全分離特點：141516回流的作用：提供不平衡的氣液兩相，是構(gòu)成氣液兩相傳質(zhì)的必要條件。精餾的主要特點就是有回流3、精餾過程的回流回流包括：塔頂回流液塔底回流汽理論板的概念和恒摩爾流的假設(shè)1、理論板的概念理論板：離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。實際塔板數(shù)17精餾段，每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等，提餾段也一樣。即：V1=V2=……V=常數(shù)

V1’=V2’=……V’=常數(shù)式中：V------精餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h;V’-----提餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h。（1）恒摩爾汽化假設(shè)：①兩組分的摩爾汽化潛熱相等；②兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略不計；③塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略不計。2、恒摩爾流的假設(shè)18精餾段內(nèi)，每層塔板下降的液體摩爾流量都相等，提餾段也一樣。即：L1=L2=······L=常數(shù)

L1’=L2’=······