化工原理-6章蒸馏.ppt

第六章 蒸馏 第一节 概述 第二节 双组分溶液的气液相平衡 第三节 蒸馏与精馏原理 第四节 双组分连续精馏塔的计算 第五节 间歇精馏 第六节 恒沸精馏和萃取精馏 第七节 板式塔 指定压力下，溶液沸腾的条件是： 液相为理想溶液，气相为非理想气体 溶液为非理想的原因：不同种类分子之间的作用力与同种分 子之间的作用力的大小不同，其表现 是溶液中各组分的饱和蒸气压偏离拉 乌尔定律。 操作线方程：表达由任意板下降液相组成xn与其下 一层塔板上升的气相组成yn+1之间的 关系方程。 二、塔板效率和实际塔板数 1.塔板效率 在实际塔板上，汽液相接触的面积和时间均有限，分离也可能不完全，故离开同一塔板的汽液相，一般都未达到平衡，因此实际塔板数总应多于理论塔板数。 实际塔板偏离理论板的程度用塔板效率表示。塔板效率有多种表示方法，这里介绍常用的单板效率和全塔效率。 （1）单板效率　单板效率又称默弗里（Murphree）板效率。它用汽相（或液相）经过一实际塔板时组成变化与经过一理论板时组成变化的比值来表示。如图所示。 6.4.7 精馏操作分析 精馏塔操作的基本要求是在连续稳定状态和最经济的条件下处理更多的原料液，达到预定的分离要求，即在允许范围内采用较小的回流比和较大的再沸器传热量。影响精馏稳定状态和高效操作的主要因素包括：操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流比、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能、设备散热情况等。由此可见，影响精馏操作的因素十分复杂，以下就其中主要因素予以分析。 恒定产品组成的间歇精馏的操作型计算： 泡罩塔 6.7.4 塔板效率 在实际塔板上，汽液相接触的面积和时间均有限，分离也可能不完全，故离开同一塔板的汽液相，一般都未达到平衡，因此实际塔板数总应多于理论塔板数。 实际塔板偏离理论板的程度用塔板效率表示。塔板效率有多种表示方法，这里介绍常用的单板效率和全塔效率。 （1）单板效率　单板效率又称默弗里（Murphree）板效率。它用汽相（或液相）经过一实际塔板时组成变化与经过一理论板时组成变化的比值来表示。如图所示。 （2）全塔效率　 理论板数与实际板数之比称为全塔效率又称为总板效率。 计算思路：假定xD1，确定Rmin, 确定R，求N 假定是否合适，以 = 为判据 。 （1）理论塔板数的确定 已知： 选取：R 求 ：N 计算过程：①　设定最初馏出液组成初值； ② 确定Rmin； ③　根据Rmin确定适宜操作回流比R； ④　图解理论板数N。 已知：釜中液体量初为W1 , N, R、xW1 、 xWe及α 求 ： W2 、 D 在dτ 时间内，对系统作物料衡算，则有： （2）设计校核——操作型计算 令： 则： 初始工况时： 则由物料衡算有： 计算平均组成： 整理得： 总上升蒸汽量： 若计算平均组成大于规定平均组成，则设计可行，否则，重新给定初值进行迭代计算。 间歇精馏过程时间为： 说明：由总上升蒸汽量可计算加热蒸汽消耗量。 上升蒸汽量： 即： 6.5.2 馏出液组成恒定的间歇精馏 特点：保持馏出液组成不变，连续加大回流比。 增大回流比的途径：①　提高上升蒸汽量； ② 减小采出量qnD。 （1） 理论板数确定 ① 设计型计算 为了保证釜液组成达到最终组成 时，塔顶产品仍保持 不变。必须由 和 确定最小回流比Rmin， 根据最小回流比Rmin，选定适宜回流比R，图解理论板数NT。 说明：该设计过程不必进行迭代计算。 ② 操作型计算 ③ 操作时间 τ 通过建立dτ时间内的物料衡算方程，导得操作时间 τ 计算式： 说明：实际生产过程中，为两种操作方式的结合。 当给定塔的理论板数NT、回流比R调节的范围及产品组成 和釜液组成 ，则不同工况下的操