化工原理（下册） 教学课件 作者 钟理伍钦曾朝霞 主编 下册(1,2,3章)课件 第一章 精馏 第二次课.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第二节 简单蒸馏和平衡蒸馏 2.特点 间歇，非定态操作，在操作过程中系统温度和浓度随时间变化，t增加，馏出液的浓度y，x降低 分离效果不高，xw=0, y=xDmax=y0 适用于产品的初步分离 3.计算 从塔顶采出量的产品，则塔釜减少相同的釜液量，产品与釜液组成随时间而改变，且互成相平衡关系。为此，该过程是一动态过程，由物料衡算采用微分衡算 由物料衡算可得：　dV= -dW???? 　　　　 　??????????　　　 1.2.2 平衡蒸馏（闪蒸） （2）特点： 平衡蒸馏中系统的T，P和浓度是恒定的，是一个稳态过程，可连续和间歇操作，生产能力较大。 产品的汽相y和液相x成平衡状态 得不到高纯产品，只适用于产品的初步分离 （3）计算： 物料衡算 热量衡算 节流后减压，T降低为t1，放出的显热＝混合物组分汽化的潜热 1.2.3 简单蒸馏与平衡蒸馏的比较 相同点：二者分离程度都不高，只适用于初步分离。 不同点： 简单蒸馏：间歇、不稳定，生产能力小 平衡蒸馏：连续和间歇、稳态、生产能力大 当原料组成、F（进料量）和最终的温度相同时，二元理想溶液的二者比较： xD简单xD平衡 简单蒸馏获得相对好的分离效果 简单蒸馏获得相对好的分离效果  * * 尚辅网 2.2.1 简单蒸馏 简单蒸馏又称为微分蒸馏，瑞利（Rayleigh)1902年提出了该过程数学描述方法，故该蒸馏又称之为瑞利蒸馏。 1.流程 简单蒸馏是分批加入原料，进行间歇操作。蒸馏过程中不断从塔顶采出产品。每从塔顶采出一定量的产品，则塔釜减少相同的釜液量，产品与釜液组成随时间而改变，且互成相平衡关系。 尚辅网 尚辅网 对二元物系，其相对挥发度可近似取为常数时，则上式平衡关系积分为： 经整理可得： 式中　W - 釜液量；V-蒸馏气相流量，kmol/h； xi-釜液组分i组成，摩尔分数；yi-气相中组分i组成，摩尔分数。 馏出液总量： 馏出液平均组成： 尚辅网 分离的汽液两相为平衡状态，含一个理论级，属于平衡蒸馏过程。 (1)平衡蒸馏原理　　液相（或气相）混合物连续通过节流闪蒸或膨胀或将混合气进行部分冷凝，使物流达到一次平衡的蒸馏过程，称之平衡蒸馏。 尚辅网 q为液化分率，原料中的液相产品量, q=L/F F＝L＋V 尚辅网 式中 r--进料摩尔气化热，kJ/kmol 平衡关系：若为理想溶液： 尚辅网 例： 将苯、甲苯混合物分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏，苯的摩尔分数x=0.7,气化率w=1/3，体系相对挥发度=2.47，试求两种蒸馏方式获得产品组成。 q=1-1/3=2/3 ??代入上式得：y=-2x-2.1 相平衡关系：????α=2.47 代入整理可得：y=2.47/(1+1.47x) 解得：x=0.642 ;????y=0.816 （1）平衡蒸馏物料衡算： 尚辅网 （2）简单蒸馏开始釜液与最终残比： 解得：x2＝0.633， y2=0.834 尚辅网 尚辅网 简单蒸馏相当于分批多次采用一个理论塔板进行蒸馏，故同一理论板相当多次发挥作用。（多次汽化，多次分离） 闪蒸相当于总进料一次通过一个理论板，进行一次分离。分离效果不及简单蒸馏。