蒸餾及精餾過程安全分析課件

1、10 、蒸餾及精餾過程安全分析蒸餾及精餾過程安全分析n蒸餾是分離液體混合物的重要單元操作之一。它蒸餾是分離液體混合物的重要單元操作之一。它廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、冶金及環(huán)保等廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、冶金及環(huán)保等領(lǐng)域。領(lǐng)域。n其原理是利用混合液中各組分在熱能驅(qū)動下其原理是利用混合液中各組分在熱能驅(qū)動下,具有具有不同的揮發(fā)能力不同的揮發(fā)能力,使得各組分在氣液兩相中的組成使得各組分在氣液兩相中的組成之比發(fā)生改變之比發(fā)生改變,即易揮發(fā)組分即易揮發(fā)組分(輕組分輕組分)在氣相中增在氣相中增濃濃,難揮發(fā)組分難揮發(fā)組分(重組分重組分)在液相中濃縮。在液相中濃縮。n蒸餾就是利用混合物中各組分揮發(fā)能力

2、的差異蒸餾就是利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異,將將各組分分開的單元操作過程。各組分分開的單元操作過程。 10.1蒸餾過程及危險性分析蒸餾過程及危險性分析n蒸餾是分離液體混合物的重要單元操作之一。它蒸餾是分離液體混合物的重要單元操作之一。它廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、冶金及環(huán)保等廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、冶金及環(huán)保等領(lǐng)域。領(lǐng)域。n其原理是利用混合液中各組分在熱能驅(qū)動下其原理是利用混合液中各組分在熱能驅(qū)動下,具有具有不同的揮發(fā)能力不同的揮發(fā)能力,使得各組分在氣液兩相中的組成使得各組分在氣液兩相中的組成之比發(fā)生改變之比發(fā)生改變,即易揮發(fā)組分即易揮發(fā)組分(輕組分輕組分)在氣相中增在氣相中增濃濃

3、,難揮發(fā)組分難揮發(fā)組分(重組分重組分)在液相中濃縮。在液相中濃縮。n蒸餾分離舉例：蒸餾分離舉例：n醪液中提煉酒n石油煉制n空氣液化制氧氣n蒸餾原理：蒸餾原理：揮發(fā)能力揮發(fā)能力不同溶液不同溶液加熱加熱氣相：氣相：易揮發(fā)濃度高易揮發(fā)濃度高液相：液相：難揮發(fā)濃度低難揮發(fā)濃度低n對大多數(shù)混液，各組分的沸點相差越大，其揮發(fā)能力相關(guān)越大，則用蒸餾方法分享越容易；n對于恒沸液，組分沸點的差別不能說明溶液中組分揮發(fā)能力的大小。此類溶液有能用普通蒸餾方法分離。n蒸餾就是利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異蒸餾就是利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異,將將各組分分開的單元操作過程。各組分分開的單元操作過程。n凡是根據(jù)蒸餾

4、原理進行組分分離的操作都屬蒸餾凡是根據(jù)蒸餾原理進行組分分離的操作都屬蒸餾操作。操作。n常見方式：常見方式：n閃蒸（平衡蒸餾）n簡單蒸餾n精餾n特殊精餾n蒸餾分類：蒸餾分類：n間歇式n連續(xù)n常壓：沸點100度左右n減壓:難揮發(fā)，沸點150度以上n高壓：沸點低于30度n蒸餾中的安全問題：蒸餾中的安全問題：n常壓蒸餾n易燃液體n禁用明火n防腐n防自燃n防水汽化nn直接用火加熱高沸點物料n舉例：舉例：n苯甲苯加熱分離過程n精餾精餾：n多次運用部分汽化和部分冷凝的方法，使混合液得到完全分離，以獲得接近純組分的操作。n精餾精餾操作應(yīng)注意的問題操作應(yīng)注意的問題n物料平衡n塔板數(shù)量n熱量平衡n10.2精餾原理

5、及危險性分析精餾原理及危險性分析10.3精餾的物料衡算精餾的物料衡算n10.3.1全塔物料衡算全塔物料衡算nf=d+wnfxf=dxd+wxwn回收率：某組分通過精回收率：某組分通過精餾回收的量與其在原料餾回收的量與其在原料中的總量之比。中的總量之比。10.4回流比影響分析回流比影響分析n回流比：塔頂回流的液體量與餾出液的比值回流比：塔頂回流的液體量與餾出液的比值n/dn全回流:r-n最小回流比:r=rminn適宜回流比:r=ropt10.8.精餾設(shè)備安全技術(shù)精餾設(shè)備安全技術(shù)n精餾裝置包括精餾塔、再沸器和冷凝器等設(shè)備，精餾裝置包括精餾塔、再沸器和冷凝器等設(shè)備，主要設(shè)備是精餾塔，其基本功能是為氣

6、液提供充主要設(shè)備是精餾塔，其基本功能是為氣液提供充分接觸的機會，使傳熱和傳質(zhì)過程迅速而有效地分接觸的機會，使傳熱和傳質(zhì)過程迅速而有效地進行并且使接觸后的氣、液鄰里分開，互不夾帶。進行并且使接觸后的氣、液鄰里分開，互不夾帶。n根據(jù)接觸部件結(jié)構(gòu)的不同，精餾塔分為板式塔為根據(jù)接觸部件結(jié)構(gòu)的不同，精餾塔分為板式塔為填料塔兩大類型。填料塔兩大類型。n板式塔是逐級接觸，混合物濃度呈階躍式變化，板式塔是逐級接觸，混合物濃度呈階躍式變化，而填料塔則不同，氣液兩相是微分接觸，氣液的而填料塔則不同，氣液兩相是微分接觸，氣液的組成變化呈連續(xù)性。組成變化呈連續(xù)性。n10.8.1板式塔板式塔n塔體為一圓筒體，塔體內(nèi)裝有

7、多層塔體為一圓筒體，塔體內(nèi)裝有多層塔塔板板。n液相在重力作用下自上而下最后由塔液相在重力作用下自上而下最后由塔底排出，氣相在壓差推動下經(jīng)塔板上底排出，氣相在壓差推動下經(jīng)塔板上的開孔由下而上穿過塔板上液層最后的開孔由下而上穿過塔板上液層最后 由由 塔塔 頂頂 排排 出。呈錯流流動的氣液兩出。呈錯流流動的氣液兩相相 在在 塔塔 板板 上上 進進 行行 傳質(zhì)。傳質(zhì)。n塔板的功能是使氣液兩相充分接觸，塔板的功能是使氣液兩相充分接觸，為傳質(zhì)提供足夠大而且不斷更新的相為傳質(zhì)提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，減少傳質(zhì)阻力。際接觸表面，減少傳質(zhì)阻力。n10.8.2.危險分析及安全運行危險分析及安全運行n塔板上氣、液兩相接觸狀態(tài)是決定塔板上流體力塔板上氣、液兩相接觸狀態(tài)是決定塔板上流體力學(xué)及傳熱和傳質(zhì)規(guī)律的重要因素。研究表明，當學(xué)及傳熱