化工原理 天大版 第六章第二節(jié)

第六章 蒸餾化工原理5.1

兩組分理想物系的氣液平衡5.2

簡單蒸餾和平衡蒸餾5.3

精餾原理和流程5.4

兩組分連續(xù)精餾的計算間歇精餾恒沸精餾和萃取精餾多組分精餾本章內(nèi)容化工原理提問：1、理想溶液的相對揮發(fā)度；2、用飽和蒸汽壓表示xA，yA;3.用相對揮發(fā)度表示的氣液相組成關(guān)系?；ぴ肀竟?jié)講授內(nèi)容2·平衡蒸餾第二節(jié)簡單蒸餾和平衡蒸餾1·簡單蒸餾化工原理一、簡單蒸餾（Simpledistillation）1.流程及原理又稱微分蒸餾,間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸餾釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰汽化,產(chǎn)生的蒸汽由釜頂連續(xù)引入冷凝器得餾出液產(chǎn)品。簡單蒸餾的分離效果很有限,工業(yè)生產(chǎn)中一般用于混合液的初步分離或除去混合液中不揮發(fā)的雜質(zhì)?；ぴ砣我粫r刻,易揮發(fā)組分在蒸汽中的含量y始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量x,釜內(nèi)組分含量x由原料的初始組成xF沿泡點線不斷下降直至終止蒸餾,釜內(nèi)溶液的沸點溫度不斷升高,蒸汽相組成y也隨之沿露點線不斷降低。t/

C01.0露點線泡點線yAxA

xFx(y)特點:釜內(nèi)任一時刻的汽、液兩相組成互成平衡，但形成的全部蒸氣并不與剩余的液體相平衡。蒸餾過程中系統(tǒng)的溫度和汽、液相組成均隨時間改變。化工原理化工原理2.計算設(shè)：W1——加入蒸餾釜內(nèi)的料液量，kmol；W2——蒸餾終了時蒸餾釜中的殘液量，kmol；W——某一時刻蒸餾釜中的釜液量，kmol；x1.x2——料液和殘液中易揮發(fā)組分組成（摩爾分率）；x——某一時刻釜液中易揮發(fā)組分的組成（摩爾分率）；經(jīng)過微分時間dt后，釜液量從W減少到（W－dW），組成從x減少到（x－dx），蒸出的餾出液，易揮發(fā)組分的組成為y，y為與釜液x呈平衡的氣相組成。以蒸餾釜為衡算系統(tǒng)，以時間dt為基準(zhǔn)，作易揮發(fā)組分的物料衡算為：化工原理整理上式,略去高階微分項,得在操作初始的W1、x1至終止時刻的W2.x2間積分上式得上式中y與x互成平衡,因此只要有汽、液兩相的平衡關(guān)系,就可求出上式的積分項,得到任意時刻釜液量與組成的關(guān)系式?；ぴ泶肷鲜椒e分可得:在釜液由W1蒸餾減少至W2期間,釜內(nèi)蒸餾出的液量D（kmol）及平均組成xD可根據(jù)整個過程的物料衡算求得?？偽锪虾馑阋讚]發(fā)組分的衡算兩式聯(lián)解即可求得D和xD?？梢暈槌?shù),如果在x1到x2的操作范圍內(nèi),相對揮發(fā)度即相平衡關(guān)系為化工原理經(jīng)節(jié)流閥減壓進(jìn)入閃蒸室,液體因沸點下降變?yōu)檫^熱而驟然汽化,汽化耗熱使得液體溫度下降,汽、液兩相溫度趨于一致,兩相組成趨于平衡。由閃蒸室塔頂和塔底引出的汽、液兩相即為閃蒸產(chǎn)品。閃蒸罐塔頂產(chǎn)品yAxA加熱原器料塔底產(chǎn)品Q減壓閥二、平衡蒸餾（Equilibrium

distillation）1.原理與流程又名閃蒸（flashdistillation）平衡蒸餾是液體的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸餾操作。生產(chǎn)工藝中溶液的閃蒸分離是平衡蒸餾的典型應(yīng)用。一定組成的料液被加熱后化工原理2.計算閃蒸過程可通過物料衡算、熱量衡算以及相平衡關(guān)系求解所需參數(shù)。下面以兩組分混合液連續(xù)穩(wěn)定閃蒸過程為例給予說明。（1）物料衡算對總物料:對易揮發(fā)組分:D,yyAxAF,xFW,xQ化工原理令——汽液相平衡組成的關(guān)系——液化分率在x-y圖上,代表通過點（x,x）且斜率為F F的直線?；ぴ恚?）熱量衡算對加熱器作熱量衡算，若忽略加熱器的熱損失原料液節(jié)流減壓后進(jìn)入分離器，物料放出的顯熱等于部分氣化所需的潛熱原料液離開加熱器的溫度:tF——原料液的溫度，℃；T——通過加熱器后原料液的溫度，℃；te——分離器中的平衡溫度，℃；cp——原料液的平均比熱容，kJ/(kmol·℃)；γ——平均摩爾汽化熱，kJ/kmol?；ぴ恚?）氣液平衡關(guān)系已知原料液流量F,組成xF,溫度tF及汽化率,即可求得平衡的汽液相組成及溫度。平衡蒸餾過程可認(rèn)為經(jīng)部分汽化或部分冷凝后所得的汽液兩相呈平衡,即y~x符合平衡關(guān)系?；ぴ硭伎?在操作壓力、原料相同的條件下(x1=xF)，若平衡蒸餾的操作溫度與簡單蒸餾的最終溫度相同，則簡單蒸餾與平衡蒸餾相比:分離效果如何？產(chǎn)品量孰大？化工原理