萃取精餾PPT課件

1、2021-11-1910220112112ppKK:0201pp2112第第1頁頁/共共58頁頁2021-11-192由三元物系由三元物系Margules方程方程：)()()()()()()ln(1083221222111212112122122121xxCAAxAAxAAxAAxxxxxASSSSSSSSS度度的的脫脫溶溶劑劑濃濃度度或或相相對對濃濃組組分分式式中中：）121121112111221xxxxAAxxxASSSSS()()ln()(.i jjijiAAAC21201將其假設為對稱物系：將其假設為對稱物系：第第2頁頁/共共58頁頁2021-11-193代入代入 得加入溶劑后相對揮

2、發(fā)度得加入溶劑后相對揮發(fā)度：二二組組分分物物系系泡泡點點溫溫度度）（：若若211222112112021112321210TxAPPxAxxTSSsS)()ln(ln)()ln(T3為三元物系的泡點溫度。為三元物系的泡點溫度。SSpp221112第第3頁頁/共共58頁頁2021-11-194變變化化不不大大，有有：隨隨由由于于TPPSS21的的選選擇擇性性。為為溶溶劑劑）（定定義義：）（）（）（）：（）（SxAAAxSSSSS1212112211212113321253233ln321221)ln()ln(TSSTSSPPPP 分析（分析（3113）：）： 02111122112121212）

3、（大大有有：）（）；（）希希望望（xAAAxSSSSS 第第4頁頁/共共58頁頁2021-11-195討論：討論：805011212.SSSSSxxSxSx不不能能過過大大，一一般般回回收收費費用用高高，大大，但但）（大大，量量大大，原原溶溶液液為為負負偏偏差差，原原溶溶液液為為正正偏偏差差，式式中中：）（12110212111221)(.xxAAASS選選擇擇性性好好）（，只只要要滿滿足足114301221AAASS0122112AAAASS為為正正，須須0122112)(AAAASS為為負負，須須第第5頁頁/共共58頁頁2021-11-196(3114）成立的必要條件成立的必要條件：020

4、121 SSASAS，使使形形成成負負偏偏差差或或理理想想溶溶液液與與形形成成正正偏偏差差溶溶液液，使使與與即即：，選擇性好。，選擇性好。若若很?。┖苄。ㄔO原溶液偏差性不很大設原溶液偏差性不很大02112 SSAAA110112112使選擇性小于使選擇性小于較大的范圍內(nèi)，較大的范圍內(nèi)，原負偏差溶液，可能在原負偏差溶液，可能在；使選擇性小于使選擇性小于較小的范圍內(nèi)，較小的范圍內(nèi)，可能在可能在原因：原正偏差溶液，原因：原正偏差溶液，選擇性不一定好。，選擇性不一定好。若若很大）很大）設原溶液偏差性很大（設原溶液偏差性很大（xxAAASS 501.x02111221）（xAAASS501.x第第6頁

5、頁/共共58頁頁2021-11-197有利有利則則若若5001.,12xA有利有利則則若若5001.,12xA021SSAA021112)xA（第第7頁頁/共共58頁頁2021-11-198SxS12ln 113)-(3，由式由式8050.Sx 對原溶液對原溶液1 1、2 2組分產(chǎn)生不同的作用，提高組分產(chǎn)生不同的作用，提高12 體現(xiàn)：體現(xiàn)：原溶液沸點差不大（原溶液沸點差不大（ ）非理想性不很）非理想性不很強時，強時， ，有：有：021 SSAA，若：若：0; 021 SSAA012 A 稀釋原溶液稀釋原溶液：體現(xiàn)：體現(xiàn)：當原溶液沸點差大，非理想性很強時，當原溶液沸點差大，非理想性很強時， 加加

6、S后后，由，由(3-110)： 減小，減小，降低了原溶液的非理想程度。降低了原溶液的非理想程度。112 )21(1112xxAS ）（第第8頁頁/共共58頁頁2021-11-19912,12/s第第9頁頁/共共58頁頁2021-11-1910112122第第10頁頁/共共58頁頁2021-11-1911第第11頁頁/共共58頁頁2021-11-191264.756.4s ,12第第12頁頁/共共58頁頁2021-11-1913 第第13頁頁/共共58頁頁2021-11-1914第第14頁頁/共共58頁頁2021-11-1915設設S為純組分，在塔頂采出為為純組分，在塔頂采出為0。）（有：有：）

7、物料衡算：）物料衡算：（不包括（不包括對對塔頂物料衡算塔頂物料衡算、3031)1111111 DnnnnnDnnnnnnxVDxVLyDxxLyVSiDLSVnn第第15頁頁/共共58頁頁2021-11-1916脫脫溶溶劑劑濃濃度度）（；）（；）（設設：DSDDnSnnnSnnxxxxxxyyy 111111VLSxyvlVLnSnSnnnn后后，說說明明加加）（）（：）：）與與（比比較較（11112131203111121)(30111DnnnnnDSxvDxvlyx)(一一般般情情況況）（12031111)(DsDnnnnnxxvDxvly原原溶溶液液流流率率）（；）（11nSnnnSnn

8、yVvxLl 第第16頁頁/共共58頁頁2021-11-1917SFWn-1nn+1m-1 m m+1DxWx2）塔內(nèi)氣液相流率分布情況）塔內(nèi)氣液相流率分布情況(假定恒摩爾流假定恒摩爾流)精餾段：精餾段：提餾段：提餾段：結論：結論：LV (因因SD)結論：結論：VL （1）當溶劑溫度等于塔內(nèi)溫度時）當溶劑溫度等于塔內(nèi)溫度時第第17頁頁/共共58頁頁2021-11-1918（2）溶劑溫度低于塔內(nèi)溫度時）溶劑溫度低于塔內(nèi)溫度時精餾段：精餾段：結論：液流量大于氣流量；結論：液流量大于氣流量； 塔從上到下塔從上到下第第18頁頁/共共58頁頁2021-11-1919提餾段：提餾段：結論：（結論：（1）從

9、上到下液體量和氣體量都隨溫度不斷升高而增加）從上到下液體量和氣體量都隨溫度不斷升高而增加 （2）液流率大于氣流率）液流率大于氣流率結論：液流量大于氣流量；結論：液流量大于氣流量； 塔從上到下塔從上到下第第19頁頁/共共58頁頁2021-11-1920SSn 說明：說明：代入上式：代入上式：且設且設若若nSnnDSxLSx)(;)( 011nSnnyVSS)(則：則：DSnSnnSnxDxLSyV）（）（）（11結論：塔內(nèi)下流的溶劑量均大于溶劑的加入量，結論：塔內(nèi)下流的溶劑量均大于溶劑的加入量， 且溶劑的揮發(fā)性越大，其差值越大。且溶劑的揮發(fā)性越大，其差值越大。第第20頁頁/共共58頁頁2021-

10、11-19212. 塔內(nèi)溶劑濃度分布塔內(nèi)溶劑濃度分布 由于由于S S量大，揮發(fā)性小，可視為量大，揮發(fā)性小，可視為S S濃度恒定濃度恒定作為簡化計算作為簡化計算。1nSnSxx,精餾段：精餾段：假設：假設：塔內(nèi)恒摩爾流；塔內(nèi)恒摩爾流；0, DSx2211212211212111111xxxxxxxxxxxxxyyxyxyKKSSSSSSSSSSSSSSSS）（）（）（）（對揮發(fā)度對揮發(fā)度溶劑對被分離組分的相溶劑對被分離組分的相設設相平衡：相平衡：,第第21頁頁/共共58頁頁2021-11-1922）（）（物料衡算：對13031303SDLSLxVSLxyLxSVySSSSSS1113231303

11、SSSxxSDLSLx）（:)()(的相平衡關系：的相平衡關系：S）（）（13231121SSiiiSSxxxxy第第22頁頁/共共58頁頁2021-11-1923)()(133311SSxDLSx整理：整理：損損失失大大，回回收收量量高高。，一一定定時時，、SxLSS . 3量量。，主主要要手手段段是是增增加加要要使使SxS . 2可可忽忽略略。很很小小，SxD 1. 1 ）（提提餾餾段段：134311SSxWLSx)(，不能提高分離程度。，不能提高分離程度?；亓鞅然亓鞅?。，）（，一定時，一定時，、NxxLRSSSS12124,.第第23頁頁/共共58頁頁2021-11-19243、 的確定

12、的確定 (3-131)SSSSxx212112111010:對于全塔取平均值則對于全塔取平均值則則則塔釜塔釜則則塔頂塔頂LSxLSxSS11很小時第第24頁頁/共共58頁頁2021-11-19254、 溶劑濃度在再沸器內(nèi)發(fā)生躍升溶劑濃度在再沸器內(nèi)發(fā)生躍升wSyV .wSxS+WSxL,再沸器的物料關系圖再沸器的物料關系圖如圖，作再沸器的物料衡算如圖，作再沸器的物料衡算總物料總物料:WSVL萃取劑萃取劑: wSwSSxWSyVxL第第25頁頁/共共58頁頁2021-11-1926由上知，由上知， ， 所以由于溶劑沸點與所處理的組分相所以由于溶劑沸點與所處理的組分相差較大，揮發(fā)度很小，在再沸器中溶

13、劑濃度將有一躍升。差較大，揮發(fā)度很小，在再沸器中溶劑濃度將有一躍升。SwSxx由于溶劑的揮發(fā)度遠比所處理的物料揮發(fā)度低，當把由于溶劑的揮發(fā)度遠比所處理的物料揮發(fā)度低，當把溶溶劑看做不揮發(fā)時，由以上兩式得：劑看做不揮發(fā)時，由以上兩式得：wSSxWSxLWSVWSLWSxxwSS wSwSSxWSyVxL第第26頁頁/共共58頁頁2021-11-1927第第27頁頁/共共58頁頁2021-11-1928 萃取精餾的注意事項萃取精餾的注意事項 (1) 由于由于S是大量的是大量的(一般要求一般要求xS0.6)因此因此, 塔內(nèi)下降液量遠遠塔內(nèi)下降液量遠遠大于上升蒸汽量大于上升蒸汽量, 從而造成汽液接觸不

14、佳從而造成汽液接觸不佳, 故故萃取精餾塔的塔萃取精餾塔的塔板效率低板效率低, 大約為普通精餾的一半左右大約為普通精餾的一半左右(回收段不包括在內(nèi)回收段不包括在內(nèi))。在設計時應注意塔板結構及流體動力情況在設計時應注意塔板結構及流體動力情況, 以免效率過低。以免效率過低。 (2) 由于由于是借助萃取劑的加入量來調(diào)節(jié)的是借助萃取劑的加入量來調(diào)節(jié)的, 隨隨xS , 。當。當塔頂產(chǎn)品不合格時塔頂產(chǎn)品不合格時, 不能采用加大回流的辦法來調(diào)節(jié)不能采用加大回流的辦法來調(diào)節(jié), 因這樣因這樣做會使萃取劑在塔內(nèi)濃度降低做會使萃取劑在塔內(nèi)濃度降低, 反而使情況更加惡化。反而使情況更加惡化。一般調(diào)節(jié)方法有一般調(diào)節(jié)方法有

15、: 加大萃取劑用量加大萃取劑用量; 減少進料量減少進料量,同時減少塔頂產(chǎn)品的采出量同時減少塔頂產(chǎn)品的采出量。這也就是在。這也就是在不改不改變下降液量的前提下加大了回流比變下降液量的前提下加大了回流比。第第28頁頁/共共58頁頁2021-11-1929第第29頁頁/共共58頁頁2021-11-1930第第30頁頁/共共58頁頁2021-11-1931第第31頁頁/共共58頁頁2021-11-1932m-1mm+1n-1nn+1FSDW第第32頁頁/共共58頁頁2021-11-1933第第33頁頁/共共58頁頁2021-11-19340220112121212112ppxxyyxxyyS)(112

16、112111xxySS由安托因方程計算。由安托因方程計算。）（0201PP方程計算；方程計算；由由）（：求求2112WilsonS)(第第34頁頁/共共58頁頁2021-11-1935qqqDmxyyxR第第35頁頁/共共58頁頁2021-11-1936第第36頁頁/共共58頁頁2021-11-1937第第37頁頁/共共58頁頁2021-11-1938第第38頁頁/共共58頁頁2021-11-1939第第39頁頁/共共58頁頁2021-11-194001. 0, 1wx已知：正庚烷（已知：正庚烷（1）甲苯（甲苯（2），），S 苯酚，苯酚，P=124.123KPasssxxqRxzz, 0555

17、.05 .05 .021，008. 0, 2Dx進料進料 F正庚烷正庚烷-1,甲苯甲苯-2Z1=0.5,Z2=0.5nWx 1,W 1%x 2,W=?Dx 1,D=?x 2,D0.8%溶劑溶劑 S-苯酚苯酚第第40頁頁/共共58頁頁2021-11-19410)(DsxWD,1, 1, 1zFxWxDwD WDF5 . 010001. 0)008. 01 (WD5001. 0992. 0WD100WD102.50,898.49WD第第41頁頁/共共58頁頁2021-11-1942例例xy 11211211x)(xy21)()()(,121212塔釜上一板，溶劑進料板上sss?)(12sss, 2

18、, 1,第第42頁頁/共共58頁頁2021-11-1943例例4464. 0992. 045. 01x0036. 04464. 045. 02x55. 0sxxy ?)(12，溶劑進料板上s01. 0, 1wx008. 0, 2Dx第第43頁頁/共共58頁頁2021-11-1944SxxxP21SxxxP21212121,yy1?iyNY121sxxxbTsspp2121s)(12iiisiiissxKyPPKantoinPPwilson ,2121方程方程方程方程xy 例例ssPP221112第第44頁頁/共共58頁頁2021-11-1945例例 Tb=109.41121121)1 (1xx

19、yxy xy (12 )S=2.14(12 )S=2.90平衡線平衡線第第45頁頁/共共58頁頁2021-11-19465 . 0Fqxy?qx5 . 0)52. 21 (152. 2qqxx28. 0qx24. 228. 05 . 05 . 0992. 0qqqDmxyyxR524. 2RRm1121121)1 (1xxy第第46頁頁/共共58頁頁2021-11-1947例例DnnxRxRRy111111qxxqqyF0,斜斜率率0q軸軸平平行行線線與與xq50.FxFxx Fxy wx第第47頁頁/共共58頁頁2021-11-1948 49249.SDRSL)()(ssxDLSx11=？第

20、第48頁頁/共共58頁頁2021-11-1949ss,21 ss21,04440. ss21,1 . 0.S=270221121xxxxss 計算計算=？sssssPP 111sssssPP 222S=230=f （ x1，x2，xs）第第49頁頁/共共58頁頁2021-11-1950，求，？，求，？ N,F/Sxxss 試試差差若若已已知知1q,LL LL 因因ssxx s,12)(xfy所以所以第第50頁頁/共共58頁頁2021-11-1951iiisiiisssssxKyPPKantoinPPPwilson,2121方程方程n試差試差計算計算sx已知已知21xxP設設sx21xxP設設T

21、iiiy1?iykk 1NNsxYbTYss21ssxxxx221121參考參考 取值取值sxsssssPP111sssssPP222121sxxx第第51頁頁/共共58頁頁2021-11-1952關系（作圖）關系（作圖）平衡線平衡線 xy21,xx4464. 0992. 045. 01x0036. 04464. 045. 02x55. 0sx225. 05 . 045. 021 xx55. 0sx21,xx?)(12s進料板上進料板上?)(12s1121121)1 (1xxy?)(12s第第52頁頁/共共58頁頁2021-11-1953關系（作圖）關系（作圖）平衡線平衡線 xy21,xx99. 0)1 (01. 0)1 (21ssxxxx?sx5 . 0)1 (21sxxx?sx21,xx?)(12s?)(12s1121121)1 (1xxy?)(12s平均,12)(si第第53頁頁/共共58頁頁2021-11-1954WFDxyxyxy, 1, 1, 1,FS /求求sxxx，2